Июль 2019
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
« Июн    
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031  

ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ АМОРТИЗАТОРОВ НАТУРАЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНЫ

Оборудование для испытания амортизаторов должно обес­печивать режим ударных нагрузок, эквивалентных эксплуата­ционным нагружениям по величине энергии удара, а также по величине и характеру изменения скорости сжатия амортизатора. Последнее особенно важно, учитывая зависимость коэффициен­тов трения от скорости скольжения.

Установки для испытания амортизаторов могут быть осу­ществлены в различных конструктивных вариантах, например, в виде ударного стенда, имитирующего соударение вагонов, на которые устанавливаются опытные амортизаторы, или в виде копровой установки с падающим грузом. В основном приме­няется последний тип установки, как более простой.

Если заданы энергия Э и скорость V удара, то необходи­мый вес б падающего груза находим из условия

0=-^-—, (246)

Где х — величина сжатия амортизатора; g — ускорение силы тяжести.

Необходимая высота к падения груза С, обеспечивающая заданную энергию удара Э, будет

К = Э~]°Х. (247)

Например, для испытания поглощающих аппаратов авто — сцепного устройства эффективностью Э — 3000 кГм, полное сжа­тие которых во время соударения вагонов заданного веса про­исходит при скорости V = 2 м/сек (7,2 км/ч), необходимый вес груза получим

0 =—— 20^———- = 11000 КГ,

1ГЩ- + °*07

А высоту падения груза

, 3000-11000 — 0,07 ЛОА

Л =———- ГГобо—- ~°’20

Учитывая, что установка должна обладать определенным резервом энергии удара для исследования более мощных амор­тизаторов, испытания на «аварийные» удары и изучения проч­ности амортизаторов, возможная высота падения груза должна быть принята с 2—3-кратным запасом. Например, ударная ма­шина лаборатории ЦНИИ МПС имеет груз 12 т с наибольшей высотой падения 1 м. На заводах, изготовляющих поглощающие аппараты подвижного состава, для проверки аппаратов и их зарядки обычно применяют копровые установки с грузом ве­сом 4 т. На этих установках нередко приходится испытывать амортизаторы и по более широкой программе. Такие сравнитель­ные испытания вполне допустимы, однако необходимо учиты­вать, что для получения достаточно большой энергии удара (при малом грузе 4 т) приходится проводить испытания со сравни­тельно высокими скоростями удара. В этом случае при обра­ботке результатов испытания нужно учитывать влияние скоро­сти на изменение свойств аппарата.

Наиболее правильным является применение установки, по­зволяющей испытывать амортизаторы ударами различной массы М с разной скоростью V. В этих условиях можно устано­вить зависимость изменения эффективности и силовых характе­ристик от веса и скорости соударяющихся вагонов или других объектов. Эти зависимости являются нелинейными и могут быть построены только по ряду экспериментальных точек, получен­ных для разных значений М и V.

Для более подробного исследования амортизаторов следует учитывать также влияние упругости основания и взаимодействие двух совместно работающих амортизаторов. Для этого в опыт­ной установке необходимо предусмотреть специальные устрой­ства. При испытании должны быть зарегистрированы:

1) энергия Э, воспринимаемая амортизатором; для одного амортизатора, установленного на абсолютно жестком основании,

Э=0{1г + х), (248)

Где Є — вес падающего груза;

Я — высота падения груза; х — величина сжатия амортизатора;

2) величина силы удара и характер ее изменения в процессе сжатия;

3) величина сжатия (хода) амортизатора и характер ее из­менения в процессе удара.

Кроме того, в зависимости от задач исследования могут не­посредственно регистрироваться скорость и ускорение в про­цессе удара.

Регистрация всех указанных величин сравнительно легко обеспечивается путем осциллографирования с применением спе­циальных датчиков.

На фиг. 65 приведена одна из схем универсальной копровой установки, на которой показаны станина копра 3, испытываемый амортизатор 2, падающий груз 8, состоящий из отдельных сек­ций, в данном случае четырех секций. В шаботе имеется гнездо для установки второго амортизатора в случае совместного испы­тания двух амортизаторов. В это гнездо может устанавливаться упругий элемент 1 при оценке влияния упругого основания, или жесткая болванка. Движение груза и сжатие амортизатора ре­гистрируются с помощью реохордного датчика 11, укрепленного на станине. Датчик включают по обычной мостовой схеме на шлейф осциллографа 10. Сила удара регистрируется с помощью

ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ АМОРТИЗАТОРОВ НАТУРАЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНЫА

ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ АМОРТИЗАТОРОВ НАТУРАЛЬНОЙ ВЕЛИЧИНЫ

Ж

! і! — фгг

Фиг. 65. Схема универсальной копровой уста­новки для испытания амортизаторов удара.

подпись: ! і ! -фгг
 
фиг. 65. схема универсальной копровой уста-новки для испытания амортизаторов удара.

Динамометра 5 с проволочными датчиками. Динамометр мо­жно применять в виде сменной насадки на боек падающего груза, или устанавливать непосредственно на амортизатор, или под него. Датчики динамометра включены в схему, которая автоматически устраняет искажающее влияние эксцентричности приложенной нагрузки. Динамометр связан с осциллографом через усилитель 9. Питание аппаратуры осуществляется от сети переменного тока.

Высоту подъема и отскока груза после удара можно наблю­дать визуально по шкале 7 и движку 6. Статическая тарировка 158динамометрической аппаратуры, а также амортизатора можег осуществляться непосредственно на копровой установке с по­мощью гидравлического домкрата 4, при этом падающий груз жестко укрепляется в станине.

Копии осциллограмм, полученных при испытании аппаратов на копре с падающим грузом 4 т, были показаны на фиг. 40. Наличие одновременно записанных кривых изменения силы Р и хода аппарата х (см. фиг. 40, в) позволяет построить силовые* характеристики, примеры которых представлены на фиг. 37.

Учитывая, что на свойства амортизатора существенно влияют условия приработки, износ и ряд других факторов, перед испы­танием должно быть обращено особое внимание на состояние амортизатора. На поверхностях трения не должно быть влаги, грязи, смазки. Испытания желательно проводить при постоянной температуре воздуха, если не ставится специальная задача ис­следования влияния изменения температур, наличия влаги и смазки.

Перед опытами амортизатор следует выдерживать несколько часов в температурных условиях, в которых он будет испыты­ваться. Обмером должно быть определено соответствие основ­ных размеров амортизатора чертежам.

Испытание рекомендуется начинать с приработки, которая осуществляется рядом последовательных ударов с постепенно возрастающей высотой к падения груза. При этом высоту к еле дует подбирать так, чтобы величина сжатия амортизатора была близка к полному ходу, но полного закрытия не было (на 2—3 мм).

Предварительную приработку можно считать законченной, когда прекратится заметное уменьшение хода при нескольких (5—10) ударах с постоянной высоты к.

После предварительной приработки производится определе­ние основных показателей работы амортизатора.

1. Эффективность вычисляется по уравнению (248) при х равном полному ходу хПол.

2. Силовая характеристика строится по осциллограммам. Учитывая важность оценки работы амортизатора в поездных условиях, необходимо строить силовую характеристику полно­стью, включая процесс восстановления амортизатора, и опреде­лить время восстановления?2.

3. Величина необратимо поглощенной энергии определяется по высоте отскока Лг падающего груза из формулы

,|=(1 — тШ)- т%- (249)

Где к — высота падения груза;

Х — величина сжатия амортизатора.

Величина /гг может быть измерена непосредственно или опре­делена из формулы

Л2 = , (250)

Где / — время отскока падающего груза, измеряемое по осцил­лограмме, на которой зарегистрирован процесс ударов с отскоками.

4. Стабильность работы амортизатора оценивается по сте­пени сохранения перечисленных показателей его работы при по­вторных ударах и путем сопоставления этих показателей не­скольких амортизаторов одинакового типа при равной степени приработки. Например, согласно американским нормам для фрикционных поглощающих аппаратов автосцепного устройства стабильность по эффективности можно считать удовлетворитель­ной, если для любого из пяти испытанных аппаратов эффективность находится в пределах ±20% от ее величины, за­данной нормами[12]. Более полное и правильное представление

О стабильности может быть получено статистической обработкой большого числа измерений, эффективности и силы удара, а также вычислением вариационных коэффициентов:

‘>р— р— И Ь = — д^~. (251)

Гср &ср

Где ^ и о9- средние квадратичные отклонения соответственно

Силы удара и эффективности;

Рср и Эср — средние значения соответственно силы удара и

Эффективности.

Оценкой стабильности другого рода является сопоставление результатов испытания амортизатора после определенного пе­рерыва в работе (1 ч, 2 ч и т. д.). Например, перерывы для амор­тизаторов со стальными поверхностями дают большие отклоне­ния, чем для амортизаторов с некоторыми видами металлокера­мики.

5. Оценка прочности и износостойкости требует более дли­тельных испытаний. При этом необходимо достигнуть полной приработки (верхняя точка на графике фиг. 39). Долговечность амортизатора можно оценивать по количеству суммарной энер­гии ударов за время испытаний. Например, при испытании фрик­ционных аппаратов некоторых типов автосцепного устройства в США такой нормой считают 3 500 000 кГм.

Оставить комментарий