Контрольноиспытательные станции железнодорожного транспорта (стр. 3 из 24)
После удара маятника в испытываемый узел вагона он снова отбрасывается из нижнего своего положения в верхнее под действием упругих сил, возникающих в испытываемом узле вагона, и давления сжатого воздуха на поршень; и процесс работы копра повторяется сначала.
Величина энергии удара или скорости удара маятника регулируется изменением давления воздуха, поступающего в цилиндр пневматического толкателя 4. Сила удара маятника достигает 50-250 тс, а частота – 50 ударов в минуту.
У двухмаятникового ударного копра УКМ–2 маятники работают навстречу друг другу. На одном маятнике закрепляется испытываемый узел или деталь вагона, а на другом – боек. При ударе маятника используется упругая отдача испытываемого узла или детали вагона. Привод этого копра пневматический, вес одного маятника 12 т, сила удара ±50…200 тс (растяжение, сжатие) с частотой 100 ударов в минуту.
Для испытания, приработки и записывания диаграммы «сила–деформация» поглощающих аппаратов автосцепки применяются вертикальный ударный копер и специальный стенд. Ударный копер имеет электромеханический привод и падающий груз массой 13 т; максимальная энергия удара составляет 30 000 кг или 30 кДж.
Специальный стенд для испытаний и записывания фактической диаграммы «сила– деформация» поглощающих аппаратов автосцепки показан на рис. 1.10.
Рис. 1.10 Стенд для испытания поглощающих аппаратов автосцепкиСтенд состоит из станины 1, пневматического или гидравлического цилиндра 2, силоизмерительного устройства 3, записывающего устройства 4, рычажной системы 5, соеди-
ненной одним концом с испытываемым поглощающим аппаратом, а другим – с цилиндром 2 через силоизмерительное устройство 3. При испытании пружинно–фрикционного поглощающего аппарата автосцепки его сначала подвергают многократному притирочному нагружению (несколько циклов «сжатие–отдача»), а затем записывают диаграмму «сила–деформация».
Для испытания в лабораторных условиях натурных вагонов на продольные растягивающие и сжимающие силы применяется специальный гидравлический стенд–пресс. Такой стенд состоит из гидравлической станции, которая подает рабочую жидкость (масло) в силовой гидравлический цилиндр, взаимодействующий с автосцепкой испытываемого вагона (рис 1.11).
Несущая прямоугольная горизонтальная рама, продольная ось симметрии которой совпадает с продольной осью рельсового пути, снабжена упором, закрепленным на поперечной балке, которая передвигается по длине стенда с шагом 2 м для установки в раме вагонов с различной базой. Давление в гидравлическом цилиндре до 50,0 МПа создается насосом с приводом от элек-
тродвигателя. Гидравлическая станция обеспечивает плавное повышение/понижение давления масла и его постоянство в процессе испытаний.
Рис. 1.11 Элементы испытательного стенда
Испытываемый вагон помещается в замкнутую несущую раму и сжимается или растягивается расчетными продольными силами, значение которых устанавливается нормами расчета вагонов на прочность.
Компоновка стенда разнообразна. Так, например, смонтированная на стенде–прессе электронная измерительная система может обеспечивать одновременную регистрацию показаний тензодатчиков, с помощью которых определяется напряжение, в выбранных точках конструкции. Для этого вдоль стенда–пресса с каждой его стороны расположены электрические щиты, снабженные электрическими клеммами, соединенные с выходными панелями, которые размещены на измерительном столе. Максимальная продольная расчетная сила, получаемая на стенде–прессе, составляет 4000 кН. На стенде–прессе предусматривается пневматическое устройство для испытания кузова вагона на вертикальную статическую нагрузку, максимальное значение которой достигает 3000 кН.
Рис. 1.12 Принципиальная схема стенда–горки для испытания вагонов на соударение
Для испытания вагонов на продольные ударные нагрузки с целью оценки напряженного состояния, проверки прочности и устойчивости вагона и его узлов при ударе в автосцепку с заданной величиной продольной силы или скоростью соударения применяется стенд–горка, показанный на рис. 1.12. Стенд–горка имеет рельсовый путь 2 с уклоном спуска 50 ‰, в конце которого внизу установлен мощный П–образный упор 1 общей массой 5500 т. П–образный упор имеет центральный стальной вкладыш с металлоконструкцией массой 190 т и два боковых стальных вкладыша с металлоконструкцией массой по 58 т. Для испытания на растягивающие силы имеется траверса 5, прикрепляемая жестко к испытываемому вагону 4 перед началом испытаний, и ударяющаяся в боковые части П–образного упора.
Стенд–горка позволяет производить как одиночные удары, так и серию ударов, осуществляемую автоматически по заданной программе. Подъем вагона на горку после удара в упор 1 производится лебедкой, установленной в машинном отделении 3. Мощность электродвигателя лебедки равна 125 кВт, наибольшее тяговое усилие лебедки составляет 140 кН.
Наибольшая масса испытываемого вагона может составлять 264 т, а скорость подъема вагона на верх горки равна 5,9 км/ч при массе испытываемых вагонов до 132 т и 2,8 км/ч при массе испытываемых вагонов от 132 до 264 т. Максимальная расчетная скорость соударения вагона с упором 7 стенда–горки равна 25,2 км/ч. Время одного цикла испытаний вагонов на соударение (подъем–скатывание с горки) при скорости соударения вагона 25,2 км/ч равно 2 мин при массе испытываемых вагонов до 132 т и 3,5 мин при массе испытываемых вагонов от 132 до 264 т.
Несколько модифицированный стенд может применяться для проверки качества ручного тормоза. В настоящее время, согласно действующему требованию, учитывающему допустимый уклон железнодорожной колеи, угол наклона горки должен составлять 5°. При этом эффективность тормоза может быть избыточной, что отражается на его конструктивном и механическом исполнении. Поэтому головной образец целесообразно испытывать на горке с изменяющимся углом наклона и по результатам определять оптимальную характеристику и конструкцию ручного тормоза. Обе горки могут быть объединены, что позволит расширить возможность испытания вагонов на соударение в соответствии с предстоящим ростом скоростного движения.
Одной из проблем, обеспечивающей безопасность движения, является совершенствование контроля нагрева буксовых узлов подвижного состава в движении. В настоящее время для этой цели используется система ПОНАБ, которая по причине определенных недостатков заменяется более совершенными способами контроля. Современным уровнем решения данной задачи может стать применение термовизоров, изготовленных на основе цифровой технологии (рис. 1.13).
Рис. 1.13 Применение
1 термовизора в системе контроля нагрева букс:
1-термовизор;
2-контрлируемая букса; 3-диспетчерский пункт
2 Приемник такого прибора чувствителен к инфракрасному излучению, а программное обеспечение способствует
БД 3 распознаванию температурных полей с последующей оценкой температурного режима каждого из них. Применение современной оптической системы позволяет устанавливать термовизор на различном расстоянии от объекта, что определяет диаметр пятна контроля в зависимости от фокусного расстояния объектива:RS-232C
Расстояние, м 1,15 1,5 2,5 10,0
Диаметр пятна, мм 19 29 58 280
Для работы в темное время суток прибор оснащен фотовспышкой, срабатываемой автоматически при недостаточном уровне освещенности, что необходимо для фокусирования оптики при создании контрольного снимка.
Термовизор оснащен внутренней энергонезависимой памятью, куда записываются результаты измерений: дата, время, порядковый номер кадра (буксы) и температурные поля. Сам прибор питается от встроенных перезаряжаемых аккумуляторов.
Методы неразрушающего контроля (МНК) широко используются для обнаружения дефектов любого типа. Классификация МНК приведена в табл. 1. При контроле ответственных деталей подвижного состава с целью большей полноты контроля может применяться система, представляющую собой совокупность нескольких методов. Так оси колесных пар контролируются акустическим зеркально-теневым, эхо- и магнитопорошковым методами.
В настоящее время трудно найти отрасль хозяйства, где бы не применялся акустический вид НК. Состоящий из множества методов, в основу которых положено свойство акустических колебаний проникать в глубь материалов и отражаться от раздела двух сред, он нашел широкое применение при контроле изделий из различных материалов — пластмасс, бетона, металлов и т.д.
Широкий спектр деталей железнодорожного подвижного состава (оси локомотивов и вагонов, бандажи и цельнокатаные колеса, коленчатые валы дизелей и компрессоров, детали тяговых передач локомотивов и т.п.) контролируется акустическими методами. На их долю приходится 35-40 % общего объема операций неразрушающего контроля, выполняемых при изготовлении и ремонте подвижного состава. Применение системы акустических методов НК наряду с другими способствует повышению безопасности движения на железнодорожном транспорте.