Устройство для исследования рудничных локомотивов

О П И C А Н И Е (ii)717606

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союэ Советских

Социалистических

Республик

О. В. Клочков, Ю. Я. Зрянин, Н. С, Петунин и Л. A Черников (72) Авторы изобретения

Ворошиловградский филиал Государственного проектноконструкторского и научно-исследовательского института цо автоматизации угольной промышленности (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ . РУДНИЧНЫХ ЛОКОМОТИВОВ .

Изобретение относится к рудничному локомотивному транспорту и может быть использовано для исследования динамических характеристик рудничных локомоти,. вов и систем управления ими, а также

В для аналогичных исследований обшепромышленных локомотивов.

Известно устройство Щ для исследования локомотивов, содержашее программный блок, датчик пути, связанный с катковыми парами, механически соединенными между собой и приводимыми двигателями, блок имитации массы состава в виде маховых масс, блок задания режима движения и регистрируюшие при15 борые

Однако это устройство не позволяет воспроизвести последовательное во времени увеличение инерционной нагрузки на локомотив при трогании состава со сжатой сцепкой, а также последователь- . ное во времени воздействие инерционной нагрузки на локомотив при торможении состава с растянутой сцепкой; имеет ограниченный момент сопротивления движению в начальный период разгона и не позволяет исследовать режим работы локомотива при разных условиях сцепления.

Бель изобретения - повышение точности воспроизведения условий разгона и торможения и имитация различных условйй сцепления.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено алементами сравнения и управляемым от блока задания режима движения ключевым элементом, подключенным между выходом датчика тяговых усилий и одним из входов одного элемента сравнения, другой вход которого соединен с выходом программного блока, а выход — с входом блока имитации массы состава, подключенного своим выходом к приводу, причем привод выполнен следяшим, а дви-. гатель нагрузки выполнен гидравлическим и питаемым от параллельно подключенных гидронасосов, каждый иэ которых

10

Е -С0

K 2. ((„ . — емкость конденсатора, 0 - напряжение на нем) позволяет представить массу состава в виде емкости конденсатора, скорость движения — напряжением на конденсаторе, а динамическое сопро30 тивление движению — током заряда (разряда) конденсатора.

Замена маховых масс емкостью конденсатора позволяет обеспечить простоту и удобство перестройки на различные весовые нормы состава, а также имитировать одновременное или поочередное трогание вагонов с места цри разгоне и одновременное или поочередное их воз40 действие на локомотив при торможении.

3 717 связан со своей катковой парой; устройство оборудовано четырьмя гидродомкратами двухстороннего действия с блоками управления их распорами, штоки которых соединены с рамой локомотива, а цилиндры - с основанием устройства, полости цилиндров соединены трубопро1 ФФ водами с отдельным гидронасосом, приводимым электродвигателем, через ре-, версивный электрораспределитель, подключенный через блок управления распором к выходу второго элемента сравнения, один вход которого предназначен для соединения с выходом дифманометра,,контролирующего давление распора гидродомкратов, а второй - с третьим выходом программного блока, причем второй вход блока управления распором подключен к четвертому выходу программного блока„

На чертеже показана схема описываемого устройства.

Размещенные в подшипниках рамы 1 локомотива колесные пары 2 и 3 взаимодействуют с катковыми парами 4 и 5Ä которые с помощью механизма зацепления

6 жестко связаны между собой. Одна из шестерен этого механизма подвижна и позволяет разъединять катковые пары, одна иэ которых в свою очередь может перемещать, ся в пазах рамы и закреплять ся в требуемой точке в зависимости от величины жесткой базы локомотива. С валами катковых пар соединены, гидронасосы 7 и 8, включенные параллельно и питающие регулируемый гидродвигатель

9, механически соединенный с синхронным электродвигателем 10. Статор, . регулируемого насоса перемещается следящим приводом 11, состоящим из сервопривода 12, датчика положения ста тора 13, элемента сравнения 14 и электрогидравлического усилителя 15. Рама 1 локомотива для удержания последнего на катковых парах соединена с основанием стенда через датчик тягового усилия 16.

Программный блок 17 служит для задания начальных значений основного со противления движению, сопротивления кривых, сопротивления уклона, задания массы состава и последующего изменения этих величин по заданной программе.. в соответствии с сигналами датчика пути 18, соединенного с одной иэ катковых пар. Первый выходной сигнал программного блока, равный сумме статичес. ких сопротивлений движению, поступает на вход элемента сравнения 19, на второй вход которого через ключевой элемент 20 поступает сигнал от датчика тягового усилия 16. Ключевой элемент служит для изменения знака сигнала датчика тягового усилия при торможении поезда и управляется от блока задания режима движения 2 1. Выходной сигнал элемента сравнения 19 поступает на вход блока имитации массы состава 22, управляемого вторым выходным сигналом программного блока. Выходной сигнал блока имитации массы управляет следящим приводом 11.

Блок имитации массы состава выполнен в виде магазина емкостей. Аналогия уравнений кинетической энергии состава P

<=-- v а

1 (о - масса, состава, V — скорость . движения) и запасенной в конденсаторе энергии Е

К раме 1 локомотива жестко прикрепляются штоки гидродомкратов 23, 24, 28 и 26, установленных попарно по углам рамы, а их цилиндры жестко соединены с основанием стенда. Гидродомкраты через электрораспределитель 27

1 йитаются от отдельного гидронасоса 28, приводимого электродвигателем 29. Элект$0 рораспределитель управляется блоком управления распором 30, на один вход которого поступает сигнал с третьего выхода программного блока, определяющий требуемое направление распора

55 (прижатие или отжатые рамы локомотива к катковым парам), а на другойвыходной сигнал второго .элемента сравнения 31. На первый вход последнего поступает сигнал с четвертоГо выхода

7 17606 6 программного блока, соответствующий поступающее на вход элемента сравнений заданной величине раснора (коэффипиен- 19 через ключевой элемент 20. Когда ту сцепления), а на второй вход - сигнал выходной сигнал датчика тягового усиот дифманометра 32, контролирующего лия 16 превысит„сигнал на первом выразность давлений в трубопроводах пита- 5 ходе про -раммного блока 17, соответствующий суммарному сопротивлению двнИэменение силы прижатия колесных жению, выходной сигнал элемента сравпар к катковым парам позволяет в про- пения 19 заряжает емкость блока имипессе исследований имитировать изме- тапии массы состава 22, выходное нанение условий сцепления на различжтх f0 пРЯжение котороГо УпРавлнет следищим участках пути. приводом 11 статора гидродвигателя 9. устройство работает следующим об- Статор перемешается, тактовые пары разом. растормаживаются и колесные пары лоЛокомотив устанавливают на катковые комотива начинают вращаться. пары и закрепляют в атом положении, )3 5 При малом смешении статора гидропрограммном блоке задают требуемые двигателя расход жидкости через него значения массы состава," основного со "обеспечивается быстрым его вращением, противления движений, сопротивленйя Когда скорость вращения гидродвигателя кривых и уклонов (подъемов), усйовия :: превысит синхронную скорость соединенсцепления, условия" троганной и замела- 20 ного с ним синхронного алектродвигатения состава (одновременные для всех " . ля 10, последний переходит в режим ге!.....,,, I вагонов или последовательные во време-" нератора, отдавая энергий в сеть; Бланн), а также программа йэменения тре- годаря этому обесйечивается требуемый буемых параметров- в "задайных точках момент сопротивления" движению колесных или на эадайных участках агути. " - 5 пар" локомотива.

/ ..

Статическое сопротивленйе движениЮ " " . Расход жидкооти череэ гидродвигатель (уклонов, кривых, основное сопротивЛе- :йропорционален, с одной стороны, скороние) задается Ь программном блоке 17 сти вращения гифзонасосов, т,е. действиIñîîòâåòñòâóþùèìè напряжениями, причем, тельной скорости состава, и, с другой суммарный сигнал, эквивалентный сумме . стороны, смешению статора, т.е. напря«

30 сопротивлений движению состава,. посту- . жению на выходе блока имитации массы пает на вход элемента Сравнения 19, на состава, которое принято аналогом сковторой вход которого подается сигнал рости движенйя. Таким образом, в опи: . датчика тягового усилия 16. Ревностный вбиваемом устройстве постоянно контролисигнал поступает на вход блока ймита- 35 руется соответствие между действитель- дии массы состава 22, управляемо - ной и имитируемой скоростью движения. ,Hepab)M выходом программного блока, -- После разгона локомотива сигнал даткоторый осуществляет набор емй5стей чика тягового усилия равен сигналу на в соответствии с заданной массой c первом вь ходе програймного блока, потава и их одновременное или последова- - e roMy дальнейшего заряда емкости бло40 тельное подключение в режимах разгона, ка имитации массы-состава не происходит, :или торможения для имитации одиовре- а сигнал на выходе этого блока сохраменного или носледовательного трогаНия няется постоянным. Осуществляется ре или торможения вагонов состава. " жим движения с постоянной скоростью. После вктпочения локомотива его ко При выключении двигателей локомо

45 лесйме пары 2 и 3 перадают вращающий тива (движение по иневпии) сигнал на момент череэ катковые пары 4 и 5 выходе датчика тягового усилия отсут. свяэанным с ними гидронасосам 7 и 8 ствует. Емкость блока имитапии массы пня ающим гидродвигатель 9. Стато пес состава 22 РазРЯжаетсЯ: сигналом с леднего в- начальный момент времени на первого выхода программного блока 17, 50 ходится в нейтральном положении, по т, . поэтому статор гидродвигателя нагРУзки му "жидкость через гидродвигатель не смещается к нейтральному положению. протекает и катковые пары заторможены. Скорость колесных пар локомотива, а

Тяговое усилйе локомотива, а следова- следовательно, н производительность тельно, и давление в гидромагистрали

55 гидронасосов падают, вследствие чего между Гидронасосами и гидродвигателем скорость вращения гидродвигателя уменьвозрастают. Тяговое усилие преобразует- шается. Когда она становится меньше

ci датчиком усилия 16 в напряжение, i . синхронной скорости вращения элеято 717606 8 выходе второго элемента сравнения 31 а становится равным нулю, блок управления распором 30 переводит электрораспределитель 27 в нейтральное положение, поэтому гидродомкраты обеспечивают пас тоян ное усилие прижа тия (о тжа тия) . и Если требуется имитировать различные условия сцепления на отдельных участках пути, соответствующая программа вводит10 ся в программный блок, который по сигналам датчика пути 18 изменяет свой сигнал, поступающий на вход второго элемента сравнения 31, обеспечивая изменение усилия прижатия (отжатия) ког лесных па р к ка тковым, Ф о р м у л а изобретения двигателя 10, последний переходит из генераторного режима в двигательный, гидродвигатель 9 — в насосный режим.

При этом гидронасосы 7 и 8 работают как гидродвигатели, вращая через катг ковые пары 4 и 5 колесные пары локомотива 2 и 3. По мере разряда емкост блока имитации массы 22, т.е, по мере расходования запасенной составом энер гии, статор гидродвигателя смещается ближе к нейтральному положению, количество подаваемой гидродвигателем жид кости уменьшается, поэтому скорость вращения гидронасосов снижается. При полном разряде емкости статор гидродвигателя приходит в нейтральное положение, поэтому гидронасосы останавливаются, а вместе с ними катковые и колесные пары.

В режиме торможения блок задании режима движения 21 посредством ключевого элемента 20 изменяет полярность сигнала, подаваемого от датчика тягового усилия 16 на элемент сравнения 19.

При этом режиме гидродвигатель 9 так25 же работа ет как ги дронасос, а г идронасосы 7 и 8 — как гидродвигатели, вращая через катковые пары колесные пары локомотива, которые тормозятся установленными на локомотиве тормозными

30 средствами. Емкость блока имитации массы состава разряжается суммар IM сигналом от датчика усилия, соответствующего тормозному сопротивлению, Й от программного блока, соответствующего

35 статическому сопротивлению движению состава. Уменьшение напряжения на емкости приводит к смешению статора гидродвигателя 9 к нейтральному положению, о скорость вращения катковых пар умень шается. При полном разряде емкости катковые пары останавливаются, Для имитации условий сцепления вклю чается электродвигатель 29, приводящий 1 45 в действие гидронасос 28, а в программном блоке 17 .устанавливаются требуемое направление (прижатие или отжатие колесчых пар к катковым) и величина распора. Б.iox управления распором 30, управляемый программным блоком, включает электрораспределитель 27 и в гидродомкраты 23, 24, 25 и 26 поступает жидкость. Дифманометр 32 измеряет разность давлений в полостях гидродомкратов, которая пропорциональна усилию прижатия (или отжатия) колесных пар локомотива к катковым. При достижении заданной величины распора сигнал на

Таким образом, описываемое устройство позволяет повысить точность воспроизведения условий разгона и торможения локомотива, а также имитировать изменение условий сцепления его колес с рельсами, 1. Устройство для исследования рудничных Локомотивов содержащее программный блок, датчик пути, соединенный с катковыми парами, механически связанными между собой и приводными двигателями, датчик тяговвтх усилий, блок имитации массы состава, блок задания режима движения и регистрирующие приборы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности восйроизведения условий разгона и торможения, оно снабжено элементами сравнения и управляемым от блока задания режима движения ключевым элементом, подключенным между выходом датчика ,тяговых усилий и одним из входов одного элемента сравнещи, другой вход которого соединен с выходом программното блока, а выход - с входом блока имитации массы состава, подключенного своим выходом к приводу, причем привод. выполнен следящим, а двигатель нагрузки выполнен гидравлическим и питаемым от параллельно подключенных гидронасосов, каждый из которых связан со своей катковой парой.

2. Устройство по и, 1, о т л и— ч а ю ш е е с я тем, что, с целью имитации различных условий сцепления, оно оборудовано четырьмя гидродомкратами двухстороннего действия с блоком управления их распорами, штоки которых сое7 17606 динены с рамой локомотива, а цилиндры— с основанием устройства, полости цилиндров соединены трубопроводами с отдельным гидронасосом, приводимым электродвигателем через реверсивный электрораспределитель, подключенный через блок управления распором к выходу второго элемента сравнения, один вход которого предназначен для соединения с выходом дифманометра, контролируюшего давление распора гидродомкратов, а

10 второй — с третьим выходом программного блока, причем второй вход блока управления распором подключен к четвертому выходу программного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Истомин Н. С. О выборе схемы стенда для исследования локомотивов

10 4Горный журнал. Известия ВУЗов," 1958, % 10, с. 100-107 (прототип).

Составитель Н. Петунин

Редактор С. Байкова Техред H. Яабурка Корректор И. Муска

Заказ 9827/58 Тираж 1019. Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4