Способ определения сопротивления качению объекта и устройство для его осуществления

на Лениназнодорожногоика В.Н.Образ г е кое свидетельс с 01 ь 1/04, 1 .П. Определени качения - В иборов и механ ЛИАП, 1980 (пр ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВ(71) Ленинградский ордеинститут инженеров желетранспорта имени академцова(56) 1. Авторс тво СССРР 421891, кл. 972.2. Кротов Л е коэффи.циентов трения сб. Расчет деталей пр измоввып. 137 у Л у ототип),(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ КАЧЕНИЮ ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ,(57) 1. Способ определения сопротивления качению объекта, заключающийсяв прокатывании объекта по покрытиюпод действием собственного веса и визмерении массы объекта, радиуса еготела качения, момента инерции еготел качения относительно оси, проходящей через центр масс, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, объект размещают надвухскатной плоскости с покрытием,затем скаты плоскости наклоняют навстречу друг другу под углом 5-8 ф кгоризонту, измеряют время перемещенияобъектов вниз по каждому из двух смежных участков первого ската фиксированной длины и время перемещенияобъекта вверх по таким же смежнымучасткам второго ската, при этом силу сопротивления качению объекта находят из следующего соотношения ЯО 1105764 д и - масса объекта;- радиус его тела качения; п - количество тел качения; Э - момент инерции; Ф и С - время перемещения объекта Н вниз на двух смежных участках соответственно; и 18 - время перемещения объекта и г 1вверх по смежным участкам; 1 н 2 - длины соответственно первого и второго смежных участков;- ускорение свободного падения 2 устройство для осуществления С способа по п 1, содержащее основание и наклонную плоскость, выполнен- .ф ные со скатами, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повьваения точности, оно снабжено шарниром, соединя ющим основание с наклонной плоскостью, а их скаты снабжены плитами верхнего покрытия, при этом скат наклонной плоскости контактирует через прокладку с регулярным микрорельефом с кулачком, связанным с приводом и выполненным с регулярным микрорелье фом на рабочей поверхности, причем скат наклонной плоскости и скат основания снабжены тремя парами нормально разомкнутых контактов, расположенных попарно по разные стороны от оси шарнира и включенных в цепи управления действием злектросекундомеров.Изобретение относится к техникеизмерений, в частности методам и устройствам для определения ходовыхсвойств различных транспортных средстввагонов,.локомотивов, автомобилей,тракторов и т,п.) и других объектов. 5Известен способ определения сопротивления качению объекта, включающийоперации присоединения к объекту динамометра, а к динамометру - буксировочного транспортного средства, прока 10тывания объекта по исследуемому дорожному покрытию с помощью укаэаинлго буксира и измерения сопротивлениякачению объекта по показаниям динамо"метра 13.15Известно также и устройство дляреализации указанного способа - проушина, скрепленная с объектом, соеди.ненная с динамометром, связанным спроушиной на буксире 1,20Известные способ и устройство обладают существенными недостатками,заключающимися в сложности, большойстоимости и энергоемкости осуществле.ния, связанными с необходимостью при.менения специального буксировочноготранспортного средства. К тому же, впроцессе реализации такого способа спомощью укаэанного устройства возникает дополнительное сопротивление вузлах трения, что существенно снижа"ет точность определения сопротивлениякачению объекта.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является спо"соб, включающий операции определения 35веса и радиуса катящейся части объек.та, измерения сближения катящейсячасти объекта и исследуемого покрытия вследствие их деформации и нахождения силы сопротивления качению объ Оекта иэ соотношения 23.Устройство для реализации этогоспособа представляет собой скрепленный с объектом измерительный индикаторный щуп, введенный в контакт с до. 45рожньм покрытием 21,Основной недостаток данного способа заключается в малой точности определения сопротивления качению вследствие больших ошибок при измерениивесьма небольшого сближения катящегося объекта и дорожного покрытия, атакже нестабильного их характера принекоторых видах покрытий ( асфальт,грунт и т,п.) . Затруднительно точноеопределение сближения и аналитическимметодом ввиду трудности определениямодуля упругости первого ряда некоторых покрытий и их неоднородиости.Цель изобретения - повышение точ 60ности измерений.Поставленная цель достигаетсятемчто согласно способу определения сопротивления качению объекта,заключающемуся в прокатывании объекта по покрытию под действием собственного веса и в измерении массыобъекта, радиуса его тела качения,момента инерции его тел качения относительно оси, проходящей через центрмасс, объект размещают на двухскатной плоскости с покрытием., затем ска.ты плоскости наклоняют навстречудруг другу под углом 5-8 к горизонту, измеряют время перемещения объек.тов вниз по каждому иэ двух смежныхучастков первого ската фиксированнойдлины и время перемещения объектавверх по таким же смежным участкамвторого ската, при этом силу сопро,тивления качению объекта находят изследующего соотношения Эн Рй -масса объекта;радиус его тела качения;количество тел качения;момент инерции;время перемещения объектавниз на двух смежных участках соответственно;время перемещения объектавверх по смежным участкам;длины соответственно первого и второго смежных участ" ь -Эигнг ковшускорение с ободного падения,Кроме того, устройство для определения сопротивления качению объекта,содержащее основание и наклоннуюплоскость, выполненные со скатами,снабжено шарниром, соединяющим основание с наклонной плоскостью, а ихскаты снабжены плитами верхнего покрытия, при этом скат наклонной плоскости контактирует через прокладку срегулируемым микрорельефом с кулачком, связанным с приводом и выполненным с регулярным микрорельефом на Рабочей поверхности, причем скат наклонной плоскости и скат основанияснабжены тремя парами нормально разомкнутых контактов, расположенныхпопарно по разные стороны от оси шарнира и включенных в цепи управлениядействием злектросекундомеров,На фиг. 1 представлена схема,иллюстрирующая способ определениясопротивления качению объекта; нафиг. 2 - устройство для его реализации.Согласноделения сопрта 1 (фиг. 1рации,Вначале измеряютнапример колесной и в изобретению способ опреотивления качению объек) включает следующие опе, ыссу объекта 1,ары, желеэнодорожного вагона, локомотива, автомобиля,валков прокатного стана и др. Измерение производят, например, с.помощьюнапольных весов. После этого измеряют радиус тел качения. Затем однимиз известных способов определяют мо мент инерции каждого из этих тел качения относительно оси, проходящейчерез центр масс. Далее на ровнойдвухскатной рабочей плоскости 2,2размещают исследуемое сменное .дорожное покрытие 3,3 (железнодорожныерельсы, бетонные, асфальтовые, грун"товые и др.), плиты с мерными участками 4,4 и 5,5 . Затем при горизонтальном положении рабочей плоскостисамоходом или с помощью буксировочного средства; например лебедки, объектразмещают на ней на некотором расстоянии от фиксированного мерного участка и закрепляют его, После этого скаты плоскости наклоняют навстречуДруг другу под требуемыми углами 5-Вфк горизонту. Наклон осуществляют либос помощью механических устройств,таких как в предложенном устройстведля реализации способа, либо с помощью гидравлических, пневматическихи других механизмов, Угол наклонаскатов должен быть таким, чтобы исключалось проскальзывание при качении 2,2 о Ась-сФ 1циент трения скольжения колес о кта по материалу исследуемого дор ного покрытия; 1 - радиус инерции тел качения и обеспечивалось прокатывание объекта по мерным участкам 9 и 2 сменного дорожного покрытия в обоих направлениях. Затем освобождаю объект и дают ему возможность свобод но скатиться вниз со ската рабочей плоскости, на котором он был установ лен, и вкатиться по инерции на проти воположный скат. В процессе прокаты" вания объекта при замыкании им конта тов электросекундомеров, размещенных в начале и конце смежных мерных участков 4 и 5 сменного дорожного покры тия 3, на первом скате 2 фиксированной длины О и Р (сверху вниз) измеряют время 1" и 1" перемещения объекта по этим участкам. При вкатывани объекта на противоположный скат 2 и замыкании им контактов электросеку домеров, размещенных в начале и конце смежных мерных участков 5 и 4 сменного дорожного покрытия 3 на скате 2 , таких же, что и на скате 2, и имеющих длину Р и Р (снизу вверх), измеряют время С и 1 пере 6 мещения объекта по этим участкам. После определения ряда значений времени 1 , 1" , 12 идвижения объекта по участкам фиксированной длинына двух противоположных скатах находят силу Г сопротивления качению объекта из следующего соотношенияС1) ( .,1(ф +)2) (,енина среднее значение замедлобъекта при вкатываниисат 2Е 21 6112В 8 В В ВфО,Фже и скатнии 2ускорения прсо ската 2д ф"- р сф,2ние свободно 4- те ван о падения.Устройство на фиг. 2 содержитобъект качения 1, скаты 2 и 2, пли" 30 1 ы верхнего покрытия 3 и 3 , имеющиепопарно одинаковые участки 4,4 и5,5, шарнир б, основание 7, прокладку 8 с регулярным микрорельефом 9,поворотный кулачок 10 с регулярным .35 микрорельефом 11. Кулачок связан сприводом 12. Скаты снабжены тремяпарами нормально разомкнутых контактов 13, 14, 15, электросекундомеров 1 б.40 Устройство работает следующим образом.Вначале на скате 2 наклонной плоскости, установленной в горизонтальноеположение, размещают плиты исследуе мого верхнего покрытия 3. Такие жеплиты 3 размещают и на скате 2, Затемсвоим ходом или с помощью буксировочных средств (лебедки, толкателяи т,п.) на скате 2 плоскости размещают объект 1 (колесную пару, железнодорожный вагон, локомотив, автомобиль,валки прокатного стана и пр.), закрепляя его в крайнем положении. Далее наклонную плоскость поворачиваютотносительно шарнира б соединения еес основанием 7. Поворот осуществляютвключением в работу привода 12, Привод поворачивает кулачок 10 с регулярным микрорельефом 1 на его рабочей поверхности. Кулачок при поворо те давит на рабочую поверхность прокладки 8 с регулярным мик 1 зорельефом 9и приподнимает конец наклонной плоскости, поворачивая ее относительношарнира б. Регулярный микрорельеф н б 5 поверхностях кулачка с;прокладкой1105764 акаэ 5587/ филиал ППП "Патен Ужгород, ул. Проектная,плоскости обеспечивает повышенную износостойкость за счет надежной смаэ ки, раэмещающейся в регулярной сети микровпадин. Поворот плоскости со скатом 2 осуществляется до угла Ы к горизонту. Величина угла с назначает ся, исхрдя из изложенного условия отсутствия проскальзывания колес и обеспечения прокатывания объекта по участкам Р ив обоих направлениях. В результате поворота наклонной плоскости со скатом 2 образуется дву скатная поверхность 2,2 с углами о при вершине в шарнире 6. После накло. на плоскости со скатом 2 на требуемый угол приводят в готовность цепи 15 управления действием секундомеров 16 и нормально разомкнутые пары контактов 13, 14 и 15 их включения катящимся объектом, Затем объект освобождают и он свободно катится вниз по плиО там 3 наклонной плоскости 2 со скатом ч вкатывается на плиты 3 ската 2 . При этом последовательным замыканием контактов 13,14 и 15 на наклонной плоскости со скатом 2 и контак тов 15,14 и 13 на скате 2 цепей управления действием электросекундомеров 16 фиксируется время перемещения объекта по мерным смежным участкам 4,5 плит 3 наклонной плоскости со скатом 2 и участкам 5 и 4 плит 3 ската 2 . После этого описанным способом находится сопротивление качению объекта по исследуемому покрытию.Предлагаемые способ и устройство для его реализации по сравнению с баэовым объектом, за который принят прототип, обладает рядомпреимуществ, обеспечивающих существенные положительные эффекты. При этом увеличивается точность определения сопротивления качению объекта за счет возможности усреднения его значений, полученных для нескольких мерных участков наклонной плоскости с используемым дорожным покрытием точность увеличивается на 20-30),раж 823 Подписное