Устройство для контроля тепловой напрессовки кольца подшипника на шейку оси колесной пары

(51)23 11/02,01 1/22 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТЕПЛОВОЙ НАПРЕССОВКИ КОЛЬЦА ПОДШИПНИКА НА ШЕЙКУ ОСИ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный университет транспорта(72) Авторы Сенько Вениамин Иванович Чернин Игорь Леонидович Чернин Ростислав Игоревич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный университет транспорта(57) Устройство для контроля тепловой напрессовки кольца подшипника на шейку оси колесной пары, содержащее упругий измерительный элемент, установленный на упомянутом кольце и снабженный закрытыми кожухом тензорезисторами, отличающееся тем,что содержит внешний цилиндрический полый ступенчатый корпус и внутреннюю закрепительную тонкостенную втулку ступенчатой формы со сквозным продольным разрезом стенки, снабженную на меньшей ступени внутренней поверхностью контакта с наружной цилиндрической поверхностью кольца подшипника и концентрично расположенной относительно последних конической поверхностью сопряжения с внутренней конусной поверхностью меньшей ступени корпуса, при этом наружная цилиндрическая поверхность большей ступени закрепительной втулки имеет резьбу для соединения с внутренней резьбовой частью большей ступени корпуса, а большие ступени закрепительной втулки и корпуса снабжены радиальными отверстиями под инструмент для затяжки конусного соединения последних при закреплении измерительного элемента на контролируемом кольце подшипника. 1656 Устройство относится к области машиностроения к механосборочному производству,в частности к тепловой напрессовке внутренних колец роликовых буксовых подшипников на шейки осей колесных пар вагонов. Предназначено для контроля прочности сопряжения деталей с натягом по величине окружных растягивающих напряжений в его чувствительном тензометрическом элементе. Применяемый контроль тепловых напрессовок по замерам диаметров посадочных поверхностей не обеспечивает возможности получения вполне достоверных оценок упругонапряженного состояния деталей получаемых соединений, обусловливающего сопротивление посадок относительному сдвигу и проворачиванию деталей. Известны тензометрические устройства для определения усилий и напряжений в элементах металлических конструкций, в деталях машин и механизмов. Наиболее близким к предлагаемому устройству является тензодатчик для измерения сил в деталях и узлах механизмов 1, который содержит упругий чувствительный элемент в виде цилиндра с тензорезисторами, наклееными вдоль и поперек оси симметрии последнего и соединенными в мостовую измерительную схему. Применение указанного тензодатчика не обеспечивает возможности осуществления контроля исходной прочности формируемых тепловых соединений с гарантированным натягом. Задачей предлагаемой полезной модели является улучшение оценки качества сборки сопряжений шейка оси - кольцо подшипника для повышения надежности колесных пар вагонов. Поставленная задача решается тем, что для контроля прочности напрессовки кольца подшипника используются измерительный элемент (корпус устройства) с укрепленными на нем тензорезисторами, установленный концентрично относительно последнего при сборке контролируемого соединения, и закрепительная ступенчатая упругая разрезная тонкостенная втулка, имеющая на меньшей ступени внутреннюю цилиндрическую поверхность контакта с наружной поверхностью кольца подшипника и коническую поверхность контакта с упомянутым корпусом. Наружная цилиндрическая поверхность большей ступени закрепительной втулки снабжена резьбой для соединения с резьбовой частью измерительного элемента в торцовой внутренней полости большей ступени последнего. Имеются радиальные сверления на больших ступенях корпуса и закрепительной втулки,предназначенные для установки инструмента в процессе закрепления на наружной поверхности контролируемого кольца подшипника измерительного элемента при незначительном натяге конического соединения последнего. На наружной поверхности корпуса устройства наклеены высокотемпературные тензорезисторы, закрытые защитным кожухом. Технический результат заключается в улучшении оценки качества сборки сопряжений шейка оси - кольцо подшипника для повышения надежности работы колесных пар вагонов за счет исключения возможных повреждений поверхности дорожки качения кольца подшипника (риска, задиры) в процессах установки и демонтажа устройства для контроля тепловой напрессовки кольца подшипника на шейку оси колесной пары при формировании сопряжения с гарантированным натягом кольцо подшипника - шейка оси колесной пары. Это устройство расширяет арсенал технических средств в машиностроении и позволяет впервые получить устройство, которое имеет следующие общие существенные признаки с аналогом 1. Упругий измерительный элемент, установленный на кольце подшипника 2. Закрытие кожухом тензорезисторы. Отличительными существенными признаками заявляемого устройства для контроля тепловой напрессовки кольца подшипника на шейку оси колесной пары от аналога являются 1. Внешний цилиндрический полый ступенчатый корпус 2. Внутренняя закрепительная тонкостенная втулка ступенчатой формы со сквозным продольным разрезом стенки, которая снабжена на меньшей ступени внутренней поверхности контакта с наружной цилиндрической поверхностью кольца подшипника и концент 2 1656 рично расположена относительно последних конической поверхностью сопряжения с внутренней конусной поверхностью меньшей ступени корпуса 3. Наружная цилиндрическая поверхность большей ступени закрепительной втулки имеет резьбу для соединения с внутренней резьбовой частью большей ступени корпуса 4. Большие ступени закрепительной втулки и корпуса снабжены радиальными отверстиями под инструмент для затяжки конусного соединения последних при закреплении измерительного элемента (тензорезистора) на контролируемом кольце подшипника. Эта совокупность отличительных существенных признаков отличает заявляемое устройство от аналога и обеспечивает выполнение поставленной задачи - улучшение оценки качества сборки сопряжений шейка оси - кольцо подшипника для повышения надежности работы колесных пар вагонов. На чертеже изображено устройство для контроля тепловой напрессовки кольца подшипника на шейку оси колесной пары. Устройство содержит корпус 1 с конусной внутренней поверхностью на меньшей ступени и полую ступенчатую втулку 2 с наружной конусной поверхностью и продольным разрезом стенки, обеспечивающую неподвижное закрепление на поверхности дорожки качения кольца подшипника 3 корпуса 1. В кольцевой проточке на наружной поверхности последнего наклеены соединенные в измерительный мост тензорезисторы 4, закрытые защитным кожухом 5. Устройство работает следующим образом. Закрепительную втулку 2 в свободном состоянии надевают на внутреннее кольцо подшипника 3, подлежащее напрессовке на шейку оси колесной пары. Затем наворачивают корпус 1 измерительного элемента по резьбе втулки 2 до сжатия последней на кольце 3 с целью создания предварительного натяга в конусном соединении устройства контроля. При этом обеспечивается неподвижное закрепление корпуса 1 относительно контролируемого кольца подшипника. В таком положении при помощи датчиков 4 фиксируют напряжения на поверхности измерительного элемента(установка относительного нуля, т.е. балансировка каналов тензоаппаратуры при температуре производственного помещения до сборки поперечно-прессового соединения кольца подшипника с шейкой оси колесной пары). Нагревают кольцо подшипника вместе с измерительным устройством, устанавливают указанный блок на шейку оси колесной пары и фиксируют по месту посадки кольца подшипника. После остывания кольца на шейке оси(до температуры производственного помещения) вновь замеряют упомянутые выше напряжения, по величине последних определяют контактное давление и натяг, сравнивают полученные результаты с эталонными допустимыми значениями. При отклонениях, превышающих установленные нормированные значения, полученное тепловое соединение с гарантированным натягом бракуется и подлежит расформированию. Выполняется новая сборка с записью новых значений параметров сформированного соединения. Контроль формируемой тепловой посадки с гарантированным натягом осуществляется дважды а) перед сборкой соединения (косвенным способом) путем замеров диаметров посадочных поверхностей деталей б) после остывания кольца подшипника по месту посадки по величине фактических нормальных напряжений в охватывающей детали от полученного натяга в сопряжении (определяется как разность величин измеренных напряжений до и после сборки теплового соединения с гарантированным натягом при температуре производственного помещения). Таким образом повышается достоверность оценки исходной прочности сформированного теплового соединения с гарантированным натягом. Использование предложенного устройства позволяет исключить возможные повреждения поверхности дорожки качения кольца подшипника (риски, задиры) в процессах установки и демонтажа упомянутого устройства контроля при формировании сопряжения с гарантированным натягом кольцо подшипника - шейка оси колесной пары. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.