Устройство для напрессовки колец подшипников на шейку оси колёсной пары

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРЕССОВКИ КОЛЕЦ ПОДШИПНИКОВ НА ШЕЙКУ ОСИ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный университет транспорта(72) Авторы Чернин Игорь Леонидович Пигунов Анатолий Владимирович Чернин Ростислав Игоревич Шаповаленко Владимир Анатольевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный университет транспорта(57) Устройство для напрессовки колец подшипников на шейку оси колесной пары, содержащее силовой гидроцилиндр, корпус которого выполнен в виде гильзы, а поршень-шток имеет средство соосного крепления к торцу сопрягаемой оси, отличающееся тем, что корпус гидроцилиндра снабжен полостью с кольцевым уплотнением на внутренней ее поверхности со стороны, обращенной к сопрягаемой оси, в которой размещена обойма с внутренним кольцевым уплотнением для установки первого по ходу напрессовки на шейку оси кольца подшипника, закрепляемого относительно упомянутого корпуса гидроцилиндра при помощи механизма радиального зажима, а также имеется дополнительный полый поршень в корпусе гидроцилиндра, размещенный концентрично на соединительной втулке поршень-штока, снабженный кольцевыми уплотнениями по своей наружной и 95042013.08.30 внутренней поверхностям и взаимодействующий одним открытым торцем с торцем основного поршень-штока цилиндра, а противоположным торцем, обращенным к сопрягаемой оси, с торцем второго по ходу напрессовки на сопрягаемую ось кольца подшипника,при этом оба напрессовываемые на ось рядом стоящие кольца подшипников размещены с осевым зазором между своими торцами внутри корпуса цилиндра концентрично относительно соединительной втулки поршень-штока, снабженной резьбой с одной стороны для соединения с последним, а с другой стороны имеющей резьбу для соединения с сопрягаемой осью колесной пары, при этом на конце поршень-штока размещено кольцевое уплотнение по внутренней поверхности упомянутой соединительной втулки. Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается механосборочного производства, непосредственно предназначена для напрессовки внутренних колец буксовых роликовых подшипников на шейки осей колесных пар вагонов. Известны устройства для гидропрессовой сборки соединений с натягом типа валвтулка при подаче масла высокого давления с торца сопряжения. Величина давления нагнетания масла должна превышать контактное сжатие, обусловливаемое величиной натяга в сопряжении. Используется расклинивавший эффект в деформированном кольцевом зазоре от сжимаемой масляной прослойки, что исключает непосредственный металлический контакт соединяемых деталей и позволяет предохранить сопрягаемые поверхности от повреждений при их относительном сдвиге в процессе сборки. Известные устройства для сборки обеспечивают гидронапрессовку колец подшипников на шейки осей колесных пар вагонов с одной установки технологической оснастки 1, 2. Известно устройство для одновременной напрессовки на ось двух рядом стоящих колец с одной установки, обеспечивающее снижение силового воздействия на узел соосного торцового крепления устройства к сопрягаемому оси 3. Оно содержит цилиндр, корпус которого выполнен в виде стакана, а также шток с узлом крепления к сопрягаемому валу,два полых поршня для размещения внутри них запрессовываемых втулок и получения изолированных полостей для ввода рабочей жидкости. Наиболее близким по технической сущности является устройство для сборки с натягом деталей типа вал-втулка 4, обеспечивающее расширение технологических возможностей за счет выполнения напрессовки втулок различных типоразмеров. Устройство снабжено сменной подвижной наружной обоймой, установленной на удлиненном штоке, с образованием между его наружной поверхностью и внутренней поверхностъю наружной обоймы кольцевой полости для установки напрессовываемых двух втулок на сопрягаемый вал. Обойма составлена из двух частей, соединенных между собой с использованием герметизирующей прокладки. Имеется нажимное кольцо, размещенное на штоке между обоймой и поршнем силового цилиндра, а также съемные дистанционные втулки, выполненные в виде двух полувтулок каждая. В упомянутом устройстве недостатком является дополнительная переналадка при последовательной запрессовке двух рядом стоящих на валу втулок, что снижает производительность процесса сборки, вызывает неудобство в эксплуатации. Задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является улучшение сборки, повышение производительности процесса и обеспечение возможности напрессов 2 95042013.08.30 ки колец различной их длины и увеличение наружного диаметра напрессовываемого кольца подшипника. Технический результат достигается при помощи того, что устройство для напрессовки колец подшипников на шейку оси имеет силовой гадроцилиндр, корпус которого выполнен в виде гильзы, а поршень-шток имеет средство крепления к торцу оси. Корпус гидроцилиндра снабжен полостью с кольцевым уплотнением на внутренней ее поверхности со стороны, обращенной к сопрягаемой оси, в которой размещена обойма с внутренними кольцевыми уплотнениями для установки первого по ходу напрессовки на шейку оси кольца подшипника, закрепляемого относительно упомянутого корпуса гидроцилиндра при помощи механизма радиального зажима. Имеется дополнительный полый поршень в корпусе гадроцилиндра, размещенный концентрично на соединительной втулке поршеньштока, снабженный кольцевыми уплотнениями по своей наружной и внутренней поверхностям и взаимодействующий одним открытым торцем с торцем основного поршеньштока цилиндра, а противоположным торцем, обращенным к сопрягаемой оси, с торцем второго по ходу напрессовки на сопрягаемую ось кольца подшипника. Оба напрессовываемые на ось рядом стоящие кольца подшипников размещены с осевым зазором между своими торцами внутри корпуса силового гидроцилиндра концентрично относительно соединительной втулки его поршень-штока. Последняя снабжена резьбой с одной стороны для соединения с поршень-штоком, а с другой стороны имеет резьбу для соединения с сопрягаемой осью колесной пары. На конце поршень-штока, размещенного внутри упомянутой соединительной втулки, имеется кольцевое уплотнение по внутренней поверхности этой соединительной втулки. Оба напрессовываемые свободно стоящие рядом кольца подшипников размещены внутри корпуса силового гидроцилиндра концентрично относительно соединительной втулки его поршень-штока. Первое по ходу напрессовки кольцо подшипника закрепляется концентрично относительно корпуса гидроцилиндра и поршень-штока при помощи зажимных винтов с крепительными кольцевыми закладными элементами (по наружной поверхности кольца). На фигуре представлено устройство для напрессовки колец подшипников на шейку оси колесной пары (продольный разрез). Устройство содержит силовой гидроцилиндр с корпусом в виде соосно соединенных удлиненной 1, крепительной 2 втулок, поршеньшток 3, снабженный кольцевыми уплотнениями 4, 5, штуцерами 6, 7 для подвода масла от источника давления (на фигуре условно не показан) и редукционный клапан 8. Между поверхностями поршень-штока 3 и удлиненной втулки 1 размещен дополнительный поршень 9 с уплотнениями 10, 11. Сменная обойма 12 с уплотнениями 13 предназначена для герметизации корпуса гадроцилиндра при подаче масла через штуцер 14. Имеются зажимные винты 15 с закладными элементами 16 и уплотнениями 17, 18 крепительной втулки, сливной клапан 19. Фланец 20 предназначен для защиты гидроцилиндра от повреждений при напрессовке колец 21 и 22, свободно охватывающих соединительную втулку 23 поршень - штока, на шейку оси 24 колесной пары. Устройство работает следующим образом. Кольцо 22 свободно устанавливается на соединительную втулку 23 поршень-штока 3 до упора в торец дополнительного полого поршня 9. Затем устанавливают кольцо 21 заднего подшипника внутрь сменной обоймы 12 в крепительной втулке 2 корпуса силового гидроцилиндра. Закрепляют кольцо 21 винтами 15 с помощью закладных элементов 16 неподвижно относительно корпуса силового гидроцилиндра. Устройство соединяют с шейкой оси, выполняют незначительную механическую запрессовку кольца 21 при перемещении поршня 9 вместе с корпусом для герметизации полости. Подают масло высокого давления через штуцер 14 с торца кольца 21,при этом осуществляется гидрораспор этого кольца давлением сжимаемой масляной пленки в зоне сопряжения и создается аксиальная сдвигающая сила по кольцевой поверхности площадью 0,785(2-2), где- внутренний диаметр корпуса гадроцилиндра,диаметр соединительной втулки поршень-штока 3, который меньше диаметра шейки оси 3 95042013.08.30 на величину монтажного зазора между внутренними поверхностями колец 21, 22 и втулки 23 поршень-штока. При этом поршень 9 с кольцом 22 прижимаются к торцу поршеньштока 3, а корпус гадроцилиндра вместе с кольцом 21 перемещается вдоль шейки оси колесной пары. После напрессовки кольца 21 до упора в торец лабиринтного уплотнения корпуса буксы открывают сливной клапан 19. При подаче масла через штуцер 6 перемещают кольцо 22 до упора в торец шейки оси и выполняют частичную механическую запрессовку этого кольца. Нагнетают масло высокого давления через штуцер 7 и, продолжая подачу масла через штуцер 6, выполняют гидронапрессовку кольца подшипника 22 по масляной пленке в сопряжении до упора в торец напрессованного на шейку оси кольца 21. Прекращают подачу масла, закрывают клапан 19 и, нагнетая масло через штуцер 14, возвращают поршень 9 в исходное положение, а затем сливают масло из гидроцилиндра через клапан 19. Освобождают кольцо 21 от радиального крепления и, сдвигая корпус гидроцилиндра, освобождают из-под него напрессованные на шейку оси кольца 21, 22. Отворачивают втулку 23 поршень-штока 3 и отсоединяют устройство от шейки оси 24 колесной пары. При необходимости можно использовать синхронную подачу масла (рабочей жидкости) через штуцер 6 с давлением большим, чем давление нагнетания масла через штуцер 14 для относительного сдвига кольца 21 при напрессовке. В данном случае возможно поддерживать постоянным заданное расчетное давление рабочей жидкости (РЖ) во внутренней полости гидроцилиндра и регулировать величину сдвигающей силы при повышении давления над поршнем 9. Для снижения степени деформирования исходного микропрофиля деталей при сборке возможно использовать двухсторонний подвод РЖ к торцам колец 21 и 22 с торца кольца при давлении РЖ внутри гидроцилиндра и с противоположной стороны при нагнетании РЖ через штуцер 7. Окончательное прижатие кольца 22 к торцу кольца 21 производят при подаче РЖ только через штуцер 7 при открытом клапане 19. При необходимости операции по запрессовке колец 21, 22 можно совместить, подключая подачу РЖ через штуцер 7 в тот момент, как только кольцо 21 переместится на шейку оси колесной пары, а кольцо 22 перекроет своей кромкой масло подводящие радиальные отверстия в соединительной втулке 23 поршень-штока 3. Это позволяет ускорить процесс сборки при напрессовке двух рядом стоящих колец буксовых подшипников на шейку оси колесной пары. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4