Стенд для испытания железобетонных шпал на динамические нагрузки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЦТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ гд Я) Л ц го(71) Харьковский институт инженеров железнодорожного транспорта им. С. М. Кирова (72) В. В. Молчанов, В. И. Кондрашенко, В. А. Венгеров и Т. В. Молчанова(54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ШПАЛ НА ДИНАМИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ(57) Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для динамических испытаний шпал. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Стенд для испытания железобетонных шпал на динамические нагрузки содержит стационарную раму, холодильную камеру, подпружиненную емкость, шариковые подушки и два гидроцилиндра 1, запитываемых через пульсатор. Стационарная,801581799 д 1 1)5 Е О 1 В 3/00, б 01 1 Ч 3/36 рама выполнена сборной и содержит опорную плиту 2 и две П-образные грузовые скобы. В верхней стенке холодильной камеры имеются две симметрично расположенные бонки, в отверстия которых запрессованы бронзовые втулки 16 для подпружиненных пят, выполненных в виде пальцев с буртиками, Подпружиненная емкость представляет собой сварную конструкцию, которая содержит трубу 22 с заглушками на торцах и вертикальные патрубки. К фланцам патрубков с помощью резиновых прокладок герметично крепятся сменные патрубки 25, которые могут иметь различные диаметры и при необходимости могут заменяться заглушками. В патрубки входят штоки, одни концы которых соединены с подушками, а другие размещены в вертикальных патрубках гидро- емкости В холодильной камере размещены подвижные пяты и подушки. Стенд позволяет %Ф Р проводить испытания железобетонных шпал в экстремальных условиях при отрицательных температурах. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к испытательнойтехнике, в частности к устройствам для динамических испытаний шпал.Целью изобретения является расширениефункциональных возможностей.На фиг. 1 представлен испытательныйстенд в рабочем положении при имитациинагружения подошвы шпалы, когда серединапоследней не опирается на балласт; нафиг, 2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг, 3 разрез Б - Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрезВ - В на фиг. 1; на фиг. 5 - узел 1 на фиг. 1.Стенд для испыта ния железобетонныхшпал на динамические нагрузки содержитстационарную раму, холодильную камеру,подпружиненную емкость, шариковые подушки и два гидроцилиндра 1, запитываемых через пульсатор (не показан),Стационарная рама выполнена сборной исодержит опорную плиту 2 и две П-образныегрузовые скобы, жестко закрепленные винтами на последней.На опорной плите 2 приварены четыребонки, в отверстия которых запрессованыцилиндрические вертикально установленныенаправляющие 3, используемые для разме:цсния тарельчатых пружин 4.К поперечной балке 5, а также к вертикальным балкам 6 в средней их части каждойГ 1-образной грузовой скобы приварены спомощью ребер горизонтально расположенная 7 и вертикальные 8 площадкина которых выполнены сквозные отверстия,В рабочем положении внутренняя частьхолодильной камеры представляет собойзамкнутый объем, который от внешней среды отгорожен изоляционным материалом.Холодильная камера содержит боковыестенки 9, верхнюю 10 и нижнюю 11 стенки,а также крышки 12.На наружной поверхности каждой боковой стенки 9 приварены накладки 13 с резьбовыми отверстиями, а к внутренней поверхности закреплены змеевики 14, которые подсоединены к холодильной установке (не показана), кроме того, в холодильной камеревозле боковых стенок 9 вертикально смонтированы оси с втулками 15.Резьбовые отверстия 13 каждой стенки 9используются для закрепления болтами холодильной камеры к площадкам 8 П-образнойгрузовой скобы, В верхней стенке 10 холодильной камеры имеются две симметричнорасположенные бонки, в отверстиях которыхзапрессованы бронзовые втулки 16, которыеиспользуются для установки подпружиненных пят 17, выполненных в виде пальцев сбуртиками. Кроме того, по центру каждогоконца верхней стенки 10 с наружной стороны приварены кронштейны 18 с отверстиями. В нижней стенке 11 холодильной камеры имеются бонки, расположенные с равнымшагом по ее длине, в отверстиях которыхзапрессованы втулки 19, при этом с каждогоконца стенки с наружных сторон приварены 5 10 15 20 15 ЗО 35 40 45 50 55 проушины 20 с отверстиями, Каждая изкрышек 12, на внутренних сторонах которыхна кронштейне смонтирован ролик 21,закреплена шарнирно с помощью проушин 20к нижней стенке 11 и имеет фиксирующийвинт. Подпружиненная емкость представляесобой сварную конструкцию, которая содержит трубу 22 с приваренными на торцахзаглушками, а с наружной стороны - вертикальные патрубки 23 с отверстиями на ихфланцах, а также горловина (не показана)для заливки машинного масла,Патрубки 23, имеющие одинаковые диаметры и высоты, выставлены в одну плоскость.С наружной стороны трубы 22 повсей ее длине приварена установочная плита,к концам которой приварены бонки с запрессованными в их отверстия бронзовымивтулками 24.К фланцам патрубков 23 с помощью резиновых прокладок герметично крепятся сменные патрубки 25, которые могут иметь различные диаметры и при необходимости могутзаменяться заглушками 26,На наружных торцах штоков 27 сменныхпатрубков 25 выполнены шаровые головки.Собранная таким образом емкость с помощью втулок 24 устанавливается на цилиндрические направляющие 3, упираясь в тарельчатые пружины 4, а цилиндрические поверхности штоков 27 каждого сменного патрубка 25 при этом размещены в отверстияхвтулок 19 нижней стенки 11 холодильнойкамеры.Каждая шариковая подушка, которая присборке размещается в холодильной камере,содержит корпус 28, в нижней части которого выполнено сверление для установкишаровой головки соответствующего штока 27а в верхней его части закреплены с возможностью вращения шарики 29, при этомшаровая головка штока 27 удерживается всверлении корпуса шайбой 30 с помощьюви нтов.Каждый из двух гидроцилиндров 1 крепится болтами в вертикальном положении кплощадке 7 П-образной грузовой скобы, приэтом их штоки расположены с возможностьювзаимодействия с соответствующими подпружиненными пятами 17,На стенде проводятся испытания железобетонной шпалы 31, ширина которой не превышает величину просвета между втулками15, а длина соответствует расстоянию междушариковыми подушками, установленными нашаровых головках штоков 27 крайних сменных гидроцилиндров 25.При этом на испытываемой шпале 31через резиновые прокладки и металлическиеподкладки закреплены с помощью клеммоболтового соединения отрезки рельсов 32.Для загрузки и выгрузки шпалы 31 изхолодильной камеры используется специаль.ное грузозахватное устройство, а для запол.5нения подпружиненной емкости машинным маслом через горловину применен ручной насос (не показан).Перед началом испытания, зная эпюру опирания шпалы на балласт, необходимо на подпружиненной емкости устаневить сменные раструбки 25 соответствующих диаметров или заглушки 26,Стенд работает следующим образом.На фиг. 1 представлена имитация нагружения подошвы шпалы 31, когда середина 10 шпалы не опирается на балласт. Это соответствует начальному периоду работы шпалы после ее укладки в путь или после ремонта пути.В нерабочем положении крышки 12 холодильной камеры раскрыты, пульсатор и холодильная установка выключены, штоки гидро- цилиндров 1 и пяты 17 находятся в крайнем верхнем положении, под давлением собственного веса штоки 27 ка жлого цилиндра находятся в крайнем нижнем положении до 20 соприкосновения кори л ":; 28:и а ри ковых подушек с внутренней поверхностью нижней стенки 11 холодильной камеры.Во время заполнения трубы 22 машинным маслом с помощью ручного насоса через горловину поршни со штоками 27 цилиндров поднимаются вверх вследствие давления нагнетаемого масла.После закачки масла у поршня каждого сменного гидроцилиндра 25 остается свободный ход, т. е. образовалась система сообщающихся сосудов, которыми являются объемы сменных патрубков 25.Вследствие разных размеров установленных сменных патрубков 25 их поршни испытывают разные усилия. При закачке масла в подпружиненную емкость воздух из последней выходит через сапун.После закачки машинного масла в подпружиненную емкость с помощью специального грузозахватного устройства испытываемая шпала 31 с закрепленными отрезками рельсов 32 перемещается в проем холодиль О ной камеры и опирается на шарики 29 соответствующих шариковых подушек, при этом шпала 31 располагается между втулками 15 вертикальных осей.Затем при закрытии обеих крышек 12 с помощью фиксирующих винтов и резьбовых отверстий в кронштейнах 18 шпала 31 оказывается в изолированном и замкнутом пространстве холодильной камеры.При закрытии крышек 12 ролики 21, упираясь в торцы шпалы 31, перемещают последнюю на шариках 29, выставляя отрезки рельсов 32 напротив торцов поднятых пружинных пят 17. После закрытия крышек 12 включается автоматически в работу холодильная установка и при достижении в холодильной камере заданной температуры 55 включается пульсатор на автоматический режим работы, который выбирается в зависимости от предполагаемой скорости движения состава н расстояния между колесными парами, а усилия на штоках гидро- цилиндров 1 при этом соответствуют нагрузке на колесную пару груженого вагона. При перемещении штоков гидроцилиндров 1 от пульсатора последние опускаются вниз и взаимодействуют с пружинными пятами 17, торцы которых при соприкосновении с головками рельсов 32 передают пульсирующее движение штков гидроцилиндров шпале 31 и подпружиненной емкости, в результате этого имитируются упругие силы балласта.Испытание шпалы 31 осуществляется при пониженной наперед заданной температуре, вследствие этого создаются для нее экстремальные условия,После окончания программы испытаний выключается пульсатор, поршни гидроцилиндров 1 зависают вверху и шпала 31 извлекается из проема холодильной камеры специальным грчзозахватм .оойством и переносится на послед.юн:о , нпрольную операцию. Стенд готов ,;я нонпорного испытания следующей железобетонной шпалы.Формула изобретения 1, Стенд для испытания железобетонных шпал на динамические нагрузки, содержащий стационарную раму, на стойках которой закреплена неподвижная траверса, подвижные пяты для взаимодействия со шпалой, гидроцилиндр, закрепленный на траверсе с возможностью взаимодействия с пятами, а также балансиры, включающие в себя неподвижные и подвижные звенья с подушками, на которв;х о-з.сшены шарики для взаимодействия со шпалой, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен дополнительным гидроцилиндром, холодильной камерой, гидро- емкостью с вертикальными патрубками и опорной плитой, при этом рама установлена на плите, дополнительный гидроцилнндр закреплен на неподвижной траверсе, холодильная камера установлена на вертикальных стойках рамы с возможностью размещения, в ней подвижных нят и подушек и выполнена с отверстиями, в которв,; установлены втулки, гидроемкость унрус н новлена, на вертикальных нанон., .и.;, которые закреплены на опорнойичем подпружиненные пяты вьнолнен н виде пальцев и размещены в упомянутых втулках, а подвижные части балансиров выполнены в виде штоков, одни концы которых соединены с подушками, а другие размещены в вертикальных патрубках гидроемкости.2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что в штоке выполнены шаровые головки, несущие подушки.3. Стенд по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что вертикальные патрубки гидроемкости перекрыты съемными заглушками.4. Стенд по пп.- 3, отличающийся тем, что вертикальные патрубки выполнены съемными.1581799 0 02.5 А. Петрух к ниям но ская на т, г. У Составительич Техред А. КравчуТираж 460енного комитета по изобрет35, Москв а, Ж - 35, Раудательский комбинат Пат Редактор А. ДолинЗаказ 2070ВНИИГИ Государств1130Гроизводстненно-из Корректор Н. РенскаяПодписноегкрытиям при ГКНТ СССб., д. 4/5жгород, ул. Гагарина,0