Устройство для контроля прочности механической напрессовки колеса на ось колесной пары

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ НАПРЕССОВКИ КОЛЕСА НА ОСЬ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный университет транспорта(72) Авторы Сенько Вениамин Иванович Чернин Игорь Леонидович Чернин Ростислав Игоревич Гориченко Сергей Федорович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный университет транспорта(57) 1. Устройство для контроля прочности механической напрессовки колеса на ось колесной пары, содержащее выполненный с возможностью коаксиальной его установки относительно ступицы колеса вначале напрессовки последнего на ось колесной пары чувствительный элемент с закрепленными на нем тензорезисторами, отличающееся тем,что чувствительный элемент выполнен в виде двух клеммовых соединений, каждое из которых имеет цилиндрическую наружную поверхность и конусную внутреннюю поверхность, контактирующую с наружной поверхностью ступицы колеса, при этом тензорезисторы закрыты кожухами. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что одно из клеммовых соединений установлено с наружной стороны напрессовываемого колеса на ось и выполнено в виде разрезанного с одной стороны по диаметру кольца, снабженного стяжным болтом, а второе из упомянутых соединений состоит из двух полуколец, охватывающих наружную поверхность ступицы и соединенных между собой оппозитно расположенными стяжными болтами. 24312006.02.28 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что тензорезисторы закреплены в диаметрально противоположных частях клеммовых соединений по наружной цилиндрической поверхности каждого из них в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось симметрии стяжного болта перпендикулярно к оси колесной пары.(прототип). Устройство относится к механосборочному производству в машиностроении, а именно к механической напрессовке цельнокатаных колес на оси колесных пар вагонов. Предназначено для контроля прочности сформированных сопряжений цилиндрических деталей с гарантированным натягом. 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, наклеенными 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 и механических напрессовок. Задачей предлагаемой полезной модели является совершенствование выходного контроля механической запрессовки сопряжений подступичная часть оси - ступица колеса для повышения надежности колесных пар вагонов. Поставленная задача решается тем, что устройство для контроля прочности механической напрессовки колеса на ось колесной пары содержит чувствительный элемент в виде двух клеммовых соединений, которые устанавливают коаксиально на наружной поверхности ступицы напрессовываемого колеса. Каждое из указанных клеммовых соединений выполнено с цилиндрической наружной поверхностью, снабженной тензорезисторами,соединенными в измерительный мост, и конусной внутренней поверхностью, контактирующей с наружной поверхностью ступицы колеса. Одно из указанных соединений установлено с наружной стороны напрессовываемого колеса на ось и изготовлено в виде разрезанного с одной стороны по диаметру кольца, снабженного стяжным болтом, а второе соединение состоит из двух полуколец, охватывающих по наружной поверхности ступицу колеса и соединенных между собой оппозитно расположенными стяжными болтами. Тензорезисторы устанавливают на каждом клеммовом соединении в диаметрально противоположных его частях по наружной цилиндрической поверхности в вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось симметрии стержня стяжного болта перпендикулярно оси колесной пары. На чертеже изображено устройство для контроля прочности механической напрессовки колеса на ось колесной пары. Устройство для контроля прочности механической напрессовки колеса на ось колесной пары с диаметром сопряжениясодержит наружное (относительно ступицы колеса) клеммовое соединение 1 с одноболтовой схемой затяжки и внутреннее 2 с двухболтовой затяжкой с зазороми ширинойразрезных колец. На цилиндрических поверхностях обоих элементов с наружным диаметромнаклеены соединенные в измерительные мосты тензорезисторы 3, которые защищены кожухами (на чертеже условно не показаны). Клеммовые соединения 1 и 2 установлены коаксиально на наружной поверхности ступицы колеса 4, соединяемой с гарантированным натягом с осью 5 колесной пары вагона. 2 24312006.02.28 Устройство для контроля прочности колеса на ось колесной пары работает следующим образом. Соединения 1 и 2 в свободном состоянии надевают на ступицу колеса 4,подлежащего напрессовке на ось 5. Затем зажимают стяжные болты с целью обеспечения неподвижного закрепления клеммовых соединений 1 и 2 на ступице колеса 4 с незначительным предварительным натягом. В таком положении при помощи тензодатчиков 3 фиксируют нормальные растягивающие напряжения на цилиндрических поверхностях клеммовых соединений 1 и 2 (установка относительно нуля, т.е. балансировка каналов тензоаппаратуры при температуре производственного помещения до сборки прессового соединения). Колесо 4 вместе с клеммовыми соединениями 1, 2 напрессовывают на под ступичную часть оси колесной пары. После напрессовки колеса 4 на подступичную часть оси 5 замеряют упомянутые выше напряжения, по величине последних определяют контактное давление и натяг. Сравнивают полученные результаты с эталонными допустимыми значениями. При отклонениях, превышающих установленные нормативные значения,полученное соединение с гарантированным натягом бракуется и подлежит расформированию. Выполняется сборка с записью новых значений параметров сформированного соединения. Использование предложенного устройства позволяет более точно оценить прочность сформированного соединения и, следовательно, уменьшить вероятность сдвига колеса 4 относительно оси 5 колесной пары в эксплуатации. Контроль формируемого соединения с гарантированным натягом осуществляется трижды а) перед сборкой соединения (косвенным способом) путем замеров диаметров посадочных поверхностей деталей б) в процессе и после сборки соединения по индикаторной диаграмме механической запрессовки оси в ступицу цельнокатаного колеса в) после напрессовки колеса на подступичную часть оси по фактическим нормальным напряжениям в охватывающей детали от полученного натяга в сопряжении (определяется как разность величин измеренных напряжений до и после сборки соединения с гарантированным натягом при температуре производственного помещения). Таким образом повышается достоверность оценки исходной прочности сформированного соединения с гарантированным натягом. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.