Устройство для испытания щеточных узлов

Изобретение относится к иэмери" тельной аппаратуре и устройствам по исследованию параметров очистных уст" ройств, в частности параметров щеточ ного устройства, предназначенного для очистки вагонов.Цель изобретения - расширение технологических воэможностей путем измерения давления щетки, тягового 10 усилия и скорости процесса очистки.На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - приспособление для измерения угла нак она прутков ворса; на фиг.4 - сечеие Б-Б на фиг.2; на фиг,5 - схема одключения тензодатчиков.Устройство для испытания щеточных элов имеет раму 1 с горизонтальными 20 аправляющнми 2, на которых установен стол 3 с возможностью продолього горизонтального перемещения по оликоопорам 4. Роликоопоры 4 смонтированы в подшипниках поверху гоизонтальных направляющих 2 аналогич" о роликовому конвейеру. На поверхость стола 3 нанесен исследуемый слой сыпучего груза, представляющий Модель остатка груза в полувагоне, ЗО Для его удаления межлу двумя или четырьмя по две с каждой стороны вергикальными стойками 5 над рамой 1 становлен с возможностью подъема и пускания узел крепления щетки 6 у) которой в скрепленных между собойолтами двух планок 7 ворс образован дним рядом прутков 8 или нескольими рядами при их пучковом расположении. Плоская щетка 6 расположе Йа поперек рамы 1 и снабжена жестко закрепленными по ее торцовым сторо" йам полыми втулками 9 для охвата Вертикальных стоек. 5 с возможностью фиксации и установки на определен йое прижатие по отношению к уровню тола 3. Для подъема и опускания йлоской щетки 6 по центру на гориЗонтальной связи верхних частей вертикальньгх стоек 5 смонтирован вер.тикально электродвигатель 10 с опущенным вниз приводньм винтом 11, жестко соединенньм или через редуктор с его хвостовиком. Гайка 12 указанной винтовой передачи неподвижно зак 55 реплена в кронштейнах сверху в центральной части планок 7, имеющих для Прохода в них приводного винта 11 отВерстие и ограничитель хода. Устройс" тво снабжено смонтированными с правого конца рамы 1 тяговым электродвигателем 13 с редуктором 14, канатным барабаном 15 и направляющимироликами 16, закрепленными по центрумежду горизонтальными направляющими2. Канат 17, запасованный на канатном барабане 15, свободным концомзакреплен за стол 3,В средней части рамы 1 под щеточным уздом установлено два датчика18 давления в виде возвышак 3 цихся надостальными роликоопорами 4 на отдельно закрепленных вблизи среднейлинии рамы 1 и развернутых по две вразные поперечные стороны четырехпластинах 19 в опорах двух аналогичных роликоопор 4. С нижней стороныпластин 19, расположенной выше поперечных связей рамы 1, на расстоянии от опоры роликоопоры 4 до заделки пластины 19 наклеено по два тензорезистора г и г, образующих измерительный полуиост.Сбоку рамы 1 рядом со щеточньмузлом для измерения угла наклона кон-цов прутков 8 плоской щетки 6 смонтировано приспособление в виде качающейся на четырех шарнирах 20 параллелограммной рамки 21 с лимбом22 из прозрачного материала и линейкой 23. Лимб 22 установлен в продольном вырезе на горизонтальной планкеприспособления с возможностью удержания своими выступами в нем и горизонтального перемещения, а параллелограммная рамка 21 смонтирована с возможностью подъема и опускания относительно опор на раме 1 посредствомзакрепленных в шарнирах 20 и введенных в отверстия опор двух винтов 24с двумя парами гаек 25 и 26, междукоторыми зажаты указанные опоры. Кро.ме того, лимб 22 снабжен закпрепленным на его боковой стороне круговымреостатом 27 сопротивлений (г ), образующим с последовательно включенными сопротивлениями ги г измерительный полумост, подключенный черезвторой полумост иэ сопротивлений г,г р и. гк источнику питания постоянного тока ИТ 1. Закрепленная с возможностью поворота в продольной вертикальной плоскости за один конец наоси бегунка кругового реостата 27сопротивления, установленной сооснолимбу 22 в продольном вырезе горизонтальной планки приспособления,9094кагп.ние стойки 5 установлены по ннейнпм сторонам поперек рами 1 в однойвертикальной плоскости на,расстоянии,необходимом для монтажа линейки 35и параллелограммной рамки 21, а также для прохода стола 3,Устройство работает следующим образом.Стол 3 с исследуемым слоем сьпучего груза (угля, руды, песка, глиныи т.п,) перемещается вдоль рамы 1 погоризонтали в одну сторону наматываемым на канатный барабан 15 канатом17 от тягового электродвигателя 13,подключенного к электросети. Скоростьпередвижения стола 3 изменяется прирегулировании числа оборотов тяговогоэлектродвигателя 13 редуктором 14.Тяговое усилие каната 17 от тяговогоэлектродвигателя 13 расходуется напреодоление сил сопротивления движению стола 3 под прижатой к нему плоской щеткой 6, т.е. усилие отрыва исдвига слоя сыпучего груза со стола3 измеряется посредством тензодинамометра 30 при растяжении его стержняи регулируется на лейте самопишущегоосциллограАа 32 от тензорезисторовг 1 и г, образующих с соответствующимполумостом г ,и гтензоусилителя 31измерительный мост.Величина прижатия прутков 8 щеткиизменяется при включении на определенное число оборотов винтового приводас электродвигателем 10 на подъем илиопускание, в гайке 12 которого перемещается приводной винт 11, Приэтом гайка 12 перемещает за кронштейны вмонтированную с обеих сторон вполые втулки 9 плоскую щетку 6 повертикальным стойкам 5. После установки плоской щетки ь на определенныйуровень относительно проходящего подней стола 3 электродвигатель 10 включают и полые втулки 9 Аиксируютсяпропущенными сквозь них винтами навертикальных стойках 5. При расположении вертикальных стоек 5 квадратомплоская щетка 6 имеет на каждой торцовой стороне по пластине, на которой разнесены вдоль рамы 1 для соответствующих скрепленных между собойв верхней части четырех вертикальных стоек 5 по две полые втулки 9В этом случае электродвигатель 10установлен над плоской щеткой 6 вцентре этого квадрата на опорной пло"щадке в верхней части вертикальных 1449 линейка 23 снязана другим концом пос редством жестко закрепленной в поперечной горизонтальной плоскости сменной связи 28 с концом крайне го прутка 8, выполненной, например, из ме 5 таллической проволокиВ разрив каната 17 или перед зацепленним за проушину стола 3 крюком вмонтирован тензодинамометр 30 в виде полого цилиндра и расположенно- . го внутри него стержня, с обоих кон-. цов которого, в проушинах крепятся зажимами концы укаэанного каната или крюк 29 с канатом 17. На стержень 15 тензодинамометра 30 наклеены аналогично пластинам 19 тензорезисторы г., и г , образувщие другой измерительный полумост. Указанные тенэорезистори г и г датчиков 18 давле1ния и тензодинамометра 30 раздельно подключены к соответствующим полу- мостам г, и г тензоусилителя 31 и/шлейАам-гальванометрам самопишущего осциллограАа 32 с блоком питания и 26 выпрямителем 33. Круговой реостат 27 сопротивлений включен в другую мостовую схему с источником постоянного тока ИТ 1, подключенную к отдельному шлейАу-гальванометру самопишущего осциллографа 32.Сбоку рамы 1 с противоположной креплению параллелограммной рамки 21 стороны вдоль ее поперечных связей на опорных уголках смонтирован измеритель 34 скорости в виде линейки 35 из чередующихся, например, через каждые 10 мм изоляционных и электро- проводящих пластин, соединенных пос.- ледовательно и подключенных к гальванометру самопишущего осциллографа 32, и скользящего токосъемника 36.Кроме того, электрическая цепь измерителя 34 скорости содержит пос-, ледовательно подключенные ограничива ,ющее сопротивление К ,р, регулировочное сопротивление К р, и источник постоянного тока ИТ 2. Скользящий токосъемник 36 изолирован от стола 3 и установлен на нем с возможностью перемещения по линейке 35 и контакта с ее электропроводящими пластинами с нижней боковой стороны стола 3 на рычаге 37 Г-образной формы, выходящими за пределы роликоопор 4 при изго 55 товлении стола 3 по размеру роликоопор 4, а при изготовлении стола 3 больше размеров роликоопор 4 - на рычаге 37, имеющем одно плечо. Верти09 55 5 14499 стоек 5. Параллелограммная рамка 21 установленная на раме 1 между вертиКальными стойками 5, улучшает обзор- ность и уменьшает погрешность изме рения угла наклона прутков 8 при ви 5 Вуальном осмотре.Давление плоской щетки 6 через тол 3 передается на два датчика 18 авления в виде двух роликоопор 4, 10аждая из которых вращается на двуходдерживающих ее концы консольно . акрепленных на раме 1 и иэгибающихя пластинах 19, а обе вместе вывеивают стол 3 над остальными имеющими 5налогичное крепление роликоопорамиЗапись производится четырьмя параи тензорезисторов г, и г, обраэуюих с полумостами из соответствующих1и .г тензоусилителя 31 четыре изверительных моста, сигналы которогоаписываются на самопишущем осцилографе 32, подключенном к электроети через блок питания с выпрямиелем 33.25Угол наклона прутков 8, характеиэующий их гибкость, визуально изме.яется установленной по касательнойконцу крайнего прутка посредствомменной связи 28 линейкой 23, пово 30 рачиваемой прутком эа один ее конецтносительно закрепленного соосно сей и бегунка кругового реостата7 сопротивлений с лимбом 22, на коором нанесены угловые размеры. Для этого лимб 22 вместе с фиксируемой 35 на нем линейкой 23 устанавливается в учную по выступам в продольном в реэе на горизонтальной планке парллелограммной рамки 21. При боль- шМ деформациях ворса параллелограммная рамка 21, выполненная качающейся в вертикальной продольной плос. кости относительно шарниров 20, подимается или опускается на винтах 24, фиксируемых гайками 25 и 26. Ве личина угла наклона линейки 23 регнстрируется величиной разбалансировки измерительного моста ггг гг г з на самопишущем осциллографе 32. 50 Измеренйе ускорения и скорости процесса очистки неподвижной в горйзонтальной плоскости плоской щеткой 6 относительно движущегося стола 3 с Г-образным рычагом 37 произвОдится путем последовательной фиксации на осциллографной ленте самопишущего осциллографа 32 наличия или отсутствия тока Е в электрической цепи измерителя 34 скорости. Время прохода стола 3 со скользящим токосъемником 36 при его скольжении по линейке 35 определенного расстояния между несколькими электропроводящими пластинами, пропорционально их числу при ширине, например,.кратной 10 мм, регистрируется в виде отдельных отметок луча на осциллографной ленте, .по количеству которых и по известной скорости осциллографной ленты определяются указанные параметры.При аналогичном расположении и подключении на стенде возможно использование в качестве измерителя 34 скорости датчика перемещений ти" па ПЮП 11-У, бегунок которого закреплен на столе 3. Сопротивление перемещению плоской щетки 6 или тяговое усилие каната 17, необходимое для перемещения стола 3 под плоской щеткой 6, определяется из выражения"аа совысов(й+р) вп р Величина прижатия плоской щетки 6 оценивается.по усилию давления на очищаемую поверхность стола 3;а. с 1 вдпысовТин /3)в и (3 где- напряжение сдвига сыпучеголгруза, кг/сма - толщина слоя остатка груза, см;Я=1 щ - длина плоской щетки, см;ы - угол наклона приложеннойк концу каждого пруткаравнодействущцей силы кочищаемой поверхности,градф- угол наклона линии сдвигасыпучего груза, град.Отсюда мощность привода определяется по формуле 7 иЯ =(Р , )а.й ц тР ) 102,где- объемная масса сыпучегогруза, кг/см;- длина валика сыпучего груза перед плоской щеткой, условно принимаемая равной расстоянию между щет ками, см;тр коэфФициент трения прутковворса по очищаемой поверхности;скорость перемещения стола, м/с;КПД механической передачи. После проведения замеров указанных параметров исследуемой щетки щеточного устройства стол 3 переставляется с правого конца рамы 1 на левый. Для этого производитсЯ реверсирование тягового электродвигателя 13 и перецепка каната 17 на противоположную проушину стола 3. В исходном положении тяговый электродвигатель 13 переключают и записывают следующую серию опытов. Плоская щетка может быть изготовлена разъемной из полых .втулок 9 для быстрой Ье замены между вертикальными направляющими 5.Эффективность предлагаемого устройства заключается в более детальном изучении, энергоемкости процесса очистки щеточными устройствами за счет закрепления части роликов направляющего стола под щеточным узлом на пластинах с тензодатчиками, позволяющими определить нормальное давление щетки на очищаемую поверхность, а также измерения гибкости через угол наклона прутков ворса приспособлением, включающим подвижный лимб в виде кругового реостата с линейкой.Измеряемый угол очистки равен- угол наклона к касательной конца прутка ворса. где Формула изобретения Устройство для испытания щеточныМ узлов, содержащее раму с направляющими, на которых установлены с возможностью перемещения в горизонтальЪной плоскости стол со слоем сыпучего материала и узел крепления щетки с приводом вертикального перемещения, и измерительный узел, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей за счет дополнительного измерения давления тягового усилия скорости очистки он имеет закрепленный вне зо. ны испытуемой щетки приспособление для измерения угла наклона ее пру- ков, выполненное в виде качающейся на подъемных опорах параллелограммной рамки с шарнирно закрепленной линейкой и лимбом, установленным в пазу горизонтальной планки, и измеритель скорости в виде,смонтиЬованной на раме линейки с электропроводящими и изоляционными пластинами, на которых установлен. закрепленный на столе токосъемник, датчики давления, установленные на раме под узлом крепления щетки на консольных пластинах, и лимб, имеющий круговой реостат сопротивлений, на подвижной оси которого закреплена линейка для соединения с крайним прутком плоской1449909 оставител зае едактор Н.Тупица Техред М.Ходанич Корректор М.Самборск Подписи ие, г. Ужгород, ул. Проек ронзводственно-полиграфическое Заказ 6961/44 Тираж 847 ВНИИПИ Государственного комитета по 113035, Москва, Жобрет Раушс киям и открытиям пр я наб., д. 4/5 Щ Ь