Устройство для гидрораспрессовки и сборки соединений колец подшипников с шейкой оси колесной пары

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОРАСПРЕССОВКИ И СБОРКИ СОЕДИНЕНИЙ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ С ШЕЙКОЙ ОСИ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный университет транспорта(72) Авторы Сенько Вениамин Иванович Чернин Ростислав Игоревич Чернин Игорь Леонидович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный университет транспорта(57) Устройство для гидрораспрессовки или сборки соединений колец подшипников с шейкой оси колесной пары, содержащее гидравлическую часть для подачи рабочей жидкости под торцы двух смежно расположенных на шейке оси колец заднего и переднего подшипников, выполненную в виде рабочего гидроцилиндра, содержащего основной корпус, выполненный в виде стакана с центральным отверстием в его днище с размещенным внутри него и соосно скрепляемым с шейкой оси поршень-штоком и торцевым уплотнением, а также механическую часть для закрепления рабочего гидроцилиндра на демонтируемом кольце подшипника и аксиального перемещения последнего с шейки оси на 16406 1 2012.10.30 поршень-шток, наружный диаметр которого меньше диаметра шейки оси на величину,обеспечивающую зазор со снятым с нее кольцом подшипника, отличающееся тем, что рабочий гидроцилиндр содержит вспомогательный корпус, выполненный в виде толстостенного кольца, внутренняя поверхность которого выполнена в виде двух оппозитно расположенных конусов, вершины которых направлены в сторону средней части толстостенного кольца, а в стенках толстостенного кольца выполнен маслоподводящий канал, при этом основной корпус выполнен в виде двухступенчатого цилиндрического стакана и снабжен маслопроводом с запорным клапаном и кольцевыми уплотнениями внутренних ступенчатых полостей, а поршень-шток выполнен полым с внутренней резьбовой частью, причем одна внутренняя конусная поверхность вспомогательного корпуса выполнена с возможностью взаимодействия с конусной втулкой кольцевого уплотнения высокого давления, устанавливаемой по наружной поверхности кольца переднего подшипника и закрепленной в основном корпусе, а вторая внутренняя конусная поверхность вспомогательного корпуса выполнена с возможностью взаимодействия с конусной втулкой кольцевого уплотнения высокого давления, устанавливаемой по наружной поверхности кольца заднего подшипника, а механическая часть содержит размещенный коаксиально внутри полого поршень-штока силовой винт с фланцем, на котором концентрично размещено стяжное кольцо с антифрикционной опорной частью, при этом стяжное кольцо выполнено с возможностью скрепления при помощи удлиненных соединительных элементов с основным корпусом, а также разрезную втулку с клеммовым соединением для закрепления ее на буртике кольца заднего подшипника. Устройство относится к железнодорожному транспорту, а именно к вагоноремонтному производству, и предназначено для демонтажа соединений с гарантированным натягом колец буксовых подшипников колесных пар вагонов гидропрессовым способом. Известны гидропрессовые соединения, сборку и демонтаж которых выполняют при помощи устройств 1, 2, 3 для осуществления торцового нагнетания масла или другой рабочей жидкости (РЖ) под высоким давлением в сопряжение и относительного аксиального сдвига напрессованной детали. Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является устройство 4 для разборки соединений буксовых роликовых подшипников с шейками осей колесных пар. Указанное устройство состоит из гидравлической и механической частей. Гидравлическая часть предназначена для подачи РЖ под торец кольца подшипника и содержит корпус гидроцилиндра высокого давления РЖ в виде стакана с центральным отверстием в днище, снабженного кольцевым уплотнением, через которое проходит соединенный с шейкой выпрессовываемой оси поршень-шток. Открытый торец упомянутого стаканообразного корпуса оснащен торцовым уплотнением в зоне контакта с торцом демонтируемого кольца подшипника. Механическая часть включает в себя два концентрично установленных цилиндрических стакана (относительно поршень штока) с оппозитно расположенными днищами, при этом один из них (наружный) снабжен средством скрепления с корпусом рабочего гидроцилиндра, а последний снабжен средством закрепления на наружной поверхности демонтируемого кольца подшипника в виде фрикционных зажимов. Второй стакан - внутренний, соединенный через первый стакан с корпусом рабочего гидроцилиндра, выполнен с центральным отверстием в днище с резьбой под силовой винт аксиального сдвига демонтируемого кольца подшипника относительно шейки оси. Силовой винт снабжен антифрикционной опорой по центру поршень-штока, при этом последний имеет средство скрепления с шейкой оси колесной пары и его наружный диаметр меньше диаметра шейки оси на величину, обеспечивающую монтажный зазор со снятым с шейки оси кольцом подшипника. 2 16406 1 2012.10.30 Основными недостатками устройства-прототипа являются последовательный раздельный маслосъем (гидрораспрессовка) колец переднего и заднего подшипников необходимость разборки устройства после демонтажа кольца переднего и повторной сборки устройства для маслосъема кольца заднего подшипников. Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы и расширение функциональных возможностей устройства, увеличение производительности процесса маслосъема и гидронапрессовки колец подшипников. Поставленная задача решается при помощи устройства для гидрораспрессовки и сборки соединений подшипников с шейкой оси колесной пары, содержащего гидравлическую часть для подачи рабочей жидкости под торцы двух смежно расположенных на шейке оси колец заднего и переднего подшипников, выполненную в виде рабочего гидроцилиндра,содержащего основной корпус, выполненный виде стакана с центральным отверстием в его днище с размещенным внутри него и соосно скрепляемым с шейкой оси поршеньштоком и торцевым уплотнением, а также механическую часть для закрепления рабочего гидроцилиндра на демонтируемом кольце подшипника и аксиального перемещения последнего с шейки оси на поршень-шток, наружный диаметр которого меньше диаметра шейки оси на величину, обеспечивающую зазор со снятым с нее кольцом подшипника. Рабочий гидроцилиндр содержит вспомогательный корпус в виде толстостенного кольца,внутренняя поверхность которого выполнена в виде двух оппозитно расположенных конусов, вершины которых направлены в сторону средней части толстостенного кольца, а в стенках толстостенного кольца выполнен маслоподводящий канал основной корпус выполнен в виде двухступенчатого цилиндрического стакана и снабжен маслопроводом с запорным клапаном и кольцевыми уплотнениями внутренних ступенчатых полостей поршень-шток выполнен полым с внутренней резьбовой частью, причем одна внутренняя конусная поверхность вспомогательного корпуса выполнена с возможностью взаимодействия с конусной втулкой кольцевого уплотнения высокого давления, устанавливаемой по наружной поверхности кольца переднего подшипника и закрепленной в основном корпусе, а вторая внутренняя конусная поверхность вспомогательного корпуса выполнена с возможностью взаимодействия с конусной втулкой кольцевого уплотнения высокого давления, устанавливаемой по наружной поверхности кольца заднего подшипника. Механическая часть содержит размещенный коаксиально внутри полого поршень-штока силовой винт с фланцем, на котором концентрично размещено стяжное кольцо с антифрикционной опорной частью (стяжное кольцо выполнено с возможностью скрепления при помощи удлиненных соединительных элементов с основным корпусом), а также разрезную втулку с клеммовым соединением для закрепления ее на буртике кольца заднего подшипника. На чертеже приведено устройство для гидрораспрессовки или сборки соединений колец подшипников с шейкой оси колесной пары, продольный разрез. Устройство содержит основной корпус 1, снабженный полым поршень-штоком 2, который закрепляется соосно на торце шейки оси 3 колесной пары, кольцевым уплотнением 4, штуцером 5 для подвода РЖ в замкнутые изолированные полости А и В, запорным клапаном 6 и кольцевыми уплотнениями 7, 8, а также вспомогательный корпус 9 и конусные втулки 10 и 11 уплотнений высокого давления, силовой винт 12 со стяжным кольцом 13,которое используется при распрессовке, и удлиненными соединительными элементами 14,закрепительную разрезную втулку 15 с клеммовым соединением. Устройство закрепляется на демонтируемых кольцах 16 и 17 переднего и заднего подшипников, стяжные элементы 18 и 19 предназначены для закрепления втулок 10, 11 на поверхности колец подшипников, разъемная монтажная втулка 20 используется при выполнении гидропрессовой сборки соединений колец подшипников с шейкой оси колесной пары (возможно выполнять запрессовку без использования монтажной втулки при размещении кольца 13 с внутренней стороны буртика поршень-штока 2). Заглушку 21 используют при необходимости демонтажа только кольца 16 переднего буксового подшипника. 3 16406 1 2012.10.30 Устройство работает следующим образом. Устанавливают концентрично на кольцо 17 скрепленные между собой на резьбе втулки 15 и 11, а затем надвигают вспомогательный корпус 9. На кольце 16 размещают основной корпус 1 с поршень-штоком 2 и сдвигающим кольцом 13, закрепляют поршень-шток 2 на торце шейки оси 3. При помощи стяжных элементов 18, 19 создают уплотнение по конусной втулке 10 со стороны кольца 16, а затем по конусной втулке 11 со стороны кольца 17. Скрепляют неподвижно сдвигающее кольцо 13 соединительными элементами 14 с основным корпусом 1. Демонтаж колец 16 и 17 выполняют при подаче РЖ через штуцер 5 во внутренние изолированные полости А и В. После создания расклинивающей масляной прослойки в зоне контакта колец 12 и 13 с шейкой оси 5 вращением силового винта 12 осуществляют аксиальное перемещение демонтируемых двух колец подшипников с шейки оси на поршень-шток 2. Снижают давление РЖ, удаляют стяжные элементы 18 и 19, ослабляют клеммовые соединение закрепительной втулки 15, разбирают устройство, отсоединяют от шейки оси поршень-шток 2 и удаляют демонтированные кольца 12 и 13 заднего и переднего подшипников. Для монтажа соединений с натягом на шейке 3 колец 16 и 17 подшипников последние размещают внутри основного 1 и вспомогательного 9 корпусов концентрично относительно поршень-штока 2, который закрепляют после этого соосно с шейкой оси. Скрепляют между собой составные части устройства при помощи стяжных элементов 18 и 19,герметизируя внутренние полости А и В при помощи кольцевых уплотнений 4, 7, 8 и конусных втулок 10, 11 уплотнений высокого давления, а затем закрепляют клеммовое соединение втулки 15 на буртике кольца 17 заднего подшипника. Устанавливают разъемную монтажную втулку 20 на поршень-шток 2 и вращением винта 12 выполняют незначительную механическую запрессовку кольца 17 заднего подшипника на шейку 3 оси для герметизации зоны контакта колец 16 и 17 с последней. Нагнетают РЖ через штуцер 5 в замкнутые полости А и Б. После достижения расчетного значения величины давления в указанных полостях вращением винта 12 выполняют аксиальное относительное перемещение колец 17 и 16 на их посадочные поверхности на шейке 3 оси по масляной прослойке в зоне контакта указанных деталей. Снижают давление РЖ и демонтируют устройство для запрессовки, освобождая от него напрессованные на шейку оси кольца заднего и переднего буксовых подшипников. Источники информации 1. Сборка и монтаж изделий машиностроения Справочник - М. Машиностроение,1983. - Т. 1. - 480 с. 2. Новиков М.П. Основы технологии сборки машин и механизмов. - М. Машиностроение, 1980. - 592 с. 3. Патент 4806 . Устройство для разборки соединений колец подшипников с шейками осей колесных пар / И.Л.Чернин, Р.И.Чернин, С.Ф.Гориченко. - 30.10.2008. 4. Патент 7609 1. Устройство для разборки соединений колец буксовых подшипников с шейками осей колесных пар вагонов / И.Л.Чернин, Н.Г.Сенькэ, Р.И.Чернин. 30.12.2005 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4