Устройство для распрессовки осей колес

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПРЕССОВКИ ОСЕЙ КОЛЕС(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный университет транспорта(72) Авторы Чернин Игорь Леонидович Чернин Ростислав Игоревич Тагай Сергей Николаевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный университет транспорта(57) 1. Устройство для распрессовки осей колес, содержащее смонтированные на основании неподвижную опору с отверстием для установки на ней разбираемого узла и расположенный соосно и оппозитно к этому отверстию силовой цилиндр с подвижной нажимной плитой, а также размещенный между последней и упомянутой неподвижной опорой рабочий гидроцилиндр, имеющий полый составной корпус, а также поршень-шток 48052008.10.30 с элементом его скрепления с демонтируемой осью, снабженные торцовыми и кольцевыми внутренними уплотнениями, отличающееся тем, что корпус рабочего гидроцилиндра имеет отдельно выделенную полость относительного аксиального сдвига, снабженную поршнем с гладким штоком и выполненную в виде стакана, прикрепленного днищем соосно к толстостенной втулке с внутренней рабочей полостью высокого давления, при этом шток поршня проходит через центральное отверстие в днище упомянутого стакана, снабженного кольцевым уплотнением, в рабочую полость корпуса и имеет на своем свободном конце элемент соосного скрепления с шейкой оси, при этом упомянутый элемент выполнен в виде соединительного стакана, установленного коаксиально относительно шейки оси в рабочей полости высокого давления, а наружный диаметр этого стакана соответствует внутреннему диаметру рабочей полости и на наружной его поверхности имеется лабиринтное уплотнение, причем внутренний его диаметр превышает допустимую величину диаметра шейки оси. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что элемент торцового крепления поршеньштока к демонтируемой оси в виде соединительного стакана имеет резьбу в донной своей части на ее внутренней поверхности, соответствующую резьбовой части шейки выпрессовываемой оси, при этом в днище упомянутого стакана имеется соосное его резьбовой части центральное отверстие с резьбой для соосного скрепления последнего со штоком поршня полости сдвига.(56) 1. А.с. 1685667 А 1, 1991 (прототип). Устройство относится к механосборочному производству на железнодорожном транспорте и в машиностроении, предназначено для выпрессовки осей при демонтаже соединений с гарантированным натягом колесных пар вагонов. Известно использование гидрораспора (маслосъема) при воздействии высокого давления масла, нагнетаемого в зону сопряжения оси и колеса от внешнего или встроенного в устройство для демонтажа источника высокого давления гидросреды. Наиболее близким по технической сущности является устройство для распрессовки осей колес 1 в виде дополнительной навесной гидрофицированной головки (модуля) для демонтажа соединений с натягом с использованием высокого давления масла к прессовому оборудованию, применяемому при механической запрессовке колесных пар вагонов. Это устройство содержит ступенчатый корпус гидроцилиндра, выполненный из двух соосно скрепленных втулок, а внутри последних размещен основной полый двухступенчатый поршень-шток с кольцевым уплотнением на наружной поверхности большей ступени,при этом внутренняя поверхность этой ступени со стороны открытого ее торца снабжена резьбовой частью, используемой для соосного скрепления поршень-штока с шейкой выпрессовываемой оси. При перемещении поршень-штока выполняют сдвиг оси относительно напрессованного на нее колеса по масляной прослойке в зоне их сопряжения,создаваемой высоким давлением рабочей жидкости (РЖ) в рабочей полости корпуса. Корпус прижимают торцом большей ступени на прокладке к торцу ступицы колеса при помощи силового цилиндра используемого пресса с целью герметизации рабочей полости устройства при гидрораспрессовке. В меньшей ступени корпуса устройства, соосной с рабочей полостью, имеется дополнительный поршень с кольцевым уплотнением и штоком,размещенным во внутренней полости основного поршень-штока соосно продольной оси последнего (встроенный мультипликатор повышения давления РЖ). Недостатками приведенного устройства 1 являются трудности соосного скрепления оси колесной пары с основным поршень-штоком повышенная металлоемкость из-за усложненной конфигурации основного поршень-штока и встроенного в него мультиплика 2 48052008.10.30 тора пониженная надежность кольцевого уплотнения основного поршень-штока, непосредственно воспринимающего высокое давление подаваемой в рабочую полость корпуса РЖ низкая эффективность мультипликатора повышения давления, встроенного внутрь меньшей ступени основного поршень-штока (более эффективно применение используемых в промышленности внешних источников высокого давления РЖ, например, объемных гидронасосов плунжерного типа ГНП-2500, УНГР-2000 мультипликаторов ТРВ-3000 и др.). Задачей заявляемого технического решения является создание более удобного соосного скрепления поршень-штока с осью колесной пары и повышение производительности труда, снижение металлоемкости конструкции, улучшение защиты рабочей полости от утечек РЖ, исключение малоэффективного встроенного мультипликатора, усложняющего конструкцию, обеспечение возможности осуществления не только распрессовки осей, но и гидропрессовой сборки колесных пар с торцовой подачей РЖ в зону сопряжения. Поставленная задача решается за счет того, что устройство, содержащее смонтированные на одном основании неподвижную опору с отверстием для установки на ней разбираемого узла и расположенный соосно и оппозитно к этому отверстию силовой цилиндр с подвижной нажимной плитой, а кроме того, размещенный между последней и упомянутой неподвижной опорой рабочий гидроцилиндр с полым составным корпусом, а также поршень-штоком с элементом его скрепления с демонтируемой осью, имеет в корпусе рабочего гидроцилиндра отдельно выделенную полость относительного аксиального сдвига, снабженную поршнем с гладким штоком. Эта полость выполнена в виде стакана,который прикреплен днищем соосно к толстостенной втулке с внутренней рабочей полостью высокого давления. Шток поршня полости сдвига проходит через центральное отверстие в днище упомянутого стакана, снабженного кольцевым уплотнением, в рабочую полость корпуса. На свободном конце штока установлен элемент соосного скрепления его с шейкой оси, который выполнен в виде соединительного стакана, установленного коаксиально относительно шейки оси в рабочей полости высокого давления рабочей жидкости. Наружный диаметр соединительного стакана выполнен по размеру диаметра рабочей полости и имеет на своей наружной поверхности лабиринтное уплотнение, а внутренний его диаметр превышает допустимую величину диаметра шейки оси. Соединительный стакан имеет резьбу в донной своей части на ее внутренней поверхности, соответствующую резьбовой части шейки выпрессовываемой оси, а в днище упомянутого стакана имеется центральное отверстие с резьбой для соосного скрепления последнего со штоком поршня полости сдвига. Такая конструкция позволяет повысить надежность уплотнения внутренних полостей устройства по гладкому штоку поршня, так как со стороны рабочей камеры высокого давления РЖ воздействие последнего на кольцевое уплотнение ослабляется лабиринтным уплотнением на поверхности соединительного стакана, а со стороны полости относительного сдвига осуществляется противодавление гидросреды. На чертеже показано устройство для распрессовки осей колес, продольный разрез. На основании оппозитно размещены неподвижная опора 1 с центральным отверстием и силовой цилиндр 2 пресса с подвижной нажимной плитой 3. К ступице колеса 4, напрессованного на ось 5, через уплотнительную прокладку 6 прижата открытым торцом толстостенная втулка 7 рабочего гидроцилиндра с полостью А высокого давления, каналом 8 для подачи РЖ, сливным каналом 9, а также закрепленной на втором своем торце на прокладке 10 стаканообразной камерой 11 с полостью В, используемой для относительного смещения деталей при распрессовке, и полостью С аксиального смещения оси относительно ступицы колеса при запрессовке. Поршень полости сдвига со штоком 12 и уплотнениями 13 и 14 скреплен соосно со ступенчатым соединительным стаканом 15 с лабиринтным уплотнением 16, который наворачивают по резьбе на шейку оси 5. Ход поршня в полости сдвига равен суммарной величине смещения подступичной части оси относительно ступицы колеса для разборки (сборки) соединения с натягом и частичного перемещения кор 3 48052008.10.30 пуса устройства по поршень-штоку для осуществления прижатия втулки 7 на прокладке 6 к торцу ступицы колеса 4. Полость В изолирована от внешней среды при помощи прокладки 17 и снабжена каналом 18 для подачи масла. Корпус устройства устанавливают при помощи крепительных элементов 19 на подвижной нажимной плите пресса. При запрессовке подают масло через канал 20. Устройство работает следующим образом. Колесо 4 вместе с осью 5 устанавливают на опору 1. Подают масло в полость В через канал 18, выдвигают из корпуса (поз.7 и 11) поршень-шток 12 со стаканом 15 и скрепляют последний на резьбе с шейкой оси 5. Перемещают скрепленные между собой части корпуса 7 и 11 с помощью силового цилиндра 2 относительно поршень-штока 12 и надвигают втулку 7 на ось 5 колесной пары, прижимая к торцу ступицы колеса 4 на прокладке 6. При этом поршень-шток 12 оказывается в своем крайнем первоначальном положении относительно корпуса рабочего гидроцилиндра. Нагнетают РЖ через канал 8 в замкнутую полость А для расклинивания масляной прослойкой сопряженных поверхностей колеса 4 и оси 5 по всей длине их контакта. После этого подают масло через канал 18 в полость В, при этом поршень-шток сдвигает скрепленную с ним ось 5 относительно колеса 4 по клиновой прослойке РЖ. После распрессовки сливают РЖ из полости А через каналы 9 силовым цилиндром 2 отводят корпус в сторону от оси колесной пары сворачивают открывшийся стакан 15 с шейки выпрессованной оси 5. Разъединенные детали 4 и 5 снимают с пресса с помощью грузоподъемных механизмов(на чертеже условно не показаны). Гидропрессовая сборка колеса с осью колесной пары выполняется следующим образом. Заводят шейку оси 5 внутрь отверстия ступицы колеса 4, установленного на опору 1. Подают масло в полость В через канал 18 для сдвига на весь ход поршня-штока 12 до выхода меньшей ступени стакана 15 из втулки 7 и упора последнего в резьбовую часть шейки оси 5. Наворачивают стакан 15 и при подаче масла через канал 20 в полость С выполняют частичную механическую запрессовку оси на длину, превышающую длину запрессовочного конуса подступичной части этой оси, а затем при помощи силового цилиндра 2 сдвигают корпус устройства (поз.7, 11) до прижатия втулки 7 на прокладке 6 к торцу ступицы колеса 4 для герметизации рабочей полости. Нагнетают РЖ высокого давления в полость А и сдвигают по масляной прослойке ось 5 в зоне ее контакта со ступицей колеса 4 при подаче масла через штуцер 20 в полость С до завершения гидрозапрессовки соединения с торцовой подачей РЖ в зону сопряжения. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4