close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10353

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.02.28
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
B 23P 11/00
G 01L 1/18
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЧНОСТИ ТЕПЛОВОЙ
НАПРЕССОВКИ ДВУХ СМЕЖНЫХ КОЛЕЦ БУКСОВЫХ
ПОДШИПНИКОВ НА ШЕЙКУ ОСИ
(21) Номер заявки: a 20051007
(22) 2005.10.20
(43) 2007.06.30
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный университет транспорта" (BY)
(72) Авторы: Сенько Вениамин Иванович;
Чернин Игорь Леонидович; Чернин
Ростислав Игоревич; Гориченко
Сергей Федорович (BY)
BY 10353 C1 2008.02.28
BY (11) 10353
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Белорусский государственный
университет транспорта" (BY)
(56) RU 2228830 C2, 2004.
BY 1587 U, 2004.
BY 1656 U, 2004.
SU 1406888 A1, 1995.
SU 1809292 A1, 1993.
RU 2064855 C1, 1996.
DE 3629613 А1, 1988.
(57)
Устройство для контроля прочности тепловой напрессовки двух смежных колец буксовых подшипников на шейку оси, содержащее упругий измерительный элемент, установленный концентрично относительно последних и имеющий на своей поверхности
закрытые кожухом тензорезисторы, разрезную закрепительную втулку с конической наружной поверхностью, установленную с возможностью взаимодействия внутренней поверхности упругого измерительного элемента с наружными поверхностями контролируемых
колец буксовых подшипников, отличающееся тем, что упругий измерительный элемент
выполнен из двух отдельных ступенчатых колец с резьбовыми частями на внутренних поверхностях своих больших ступеней и коническими внутренними поверхностями меньших
ступеней с основаниями конусов со стороны резьбовых частей, при этом оба упомянутых
ступенчатых кольца размещены с двух концов общей для них ступенчатой тонкостенной
конической разрезной закрепительной втулки, имеющей цилиндрическую внутреннюю
поверхность и наружную резьбу в средней выступающей цилиндрической части, от которой в обе стороны к торцам разрезной закрепительной втулки выполнены конические
поверхности с оппозитно расположенными вершинами конусов и совмещенными их основаниями в средней части последней, при этом на разрезной закрепительной втулке выполнен сплошной продольный разрез ее стенки и сквозные радиальные отверстия в ее
средней цилиндрической части, а длина закрепительной втулки обеспечивает размещение
внутри нее двух рядом стоящих контролируемых колец буксовых подшипников.
BY 10353 C1 2008.02.28
Устройство относится к области машиностроения к тепловой напрессовке внутренних
колец роликовых подшипников на шейки осей колесных пар вагонов. Предназначено для
оценки напряженно-деформированного состояния (НДС) охватывающей детали сформированного поперечно-прессового соединения.
Известно использование устройств контроля усилий и напряжений в элементах металлоконструкций и в деталях машин, которые содержат чувствительные цилиндрические
элементы с наклеенными по их наружным поверхностям и соединенными в измерительные мостовые схемы тензорезисторами. Указанные устройства не могут быть непосредственно использованы для оценки получаемых тепловых напрессовок. Применяемый
контроль соединений "кольцо подшипника - шейка оси" по замерам диаметров посадочных поверхностей деталей перед сборкой (входной контроль) лишь приблизительно характеризует величину контактного давления в получаемых напрессовках, определяющего
их действительную прочность на сдвиг и проворачивание.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству для контроля
прочности напрессовки на шейку оси колец буксовых подшипников при тепловой сборке
является устройство [1], содержащее ступенчатую втулку с конической внутренней поверхностью и цилиндрической наружной поверхностью с размещенными на ней высокотемпературными тензорезисторами, а также разрезную закрепительную втулку с наружной
конической поверхностью и нажимную гайку, предназначенную для аксиального смещения закрепительной втулки относительно ступенчатой втулки при установке устройства
на контролируемом кольце подшипника.
К недостаткам указанного устройства относятся: недостаточная точность измерений
напряжений в кольце подшипника, проводимых в одном поперечном сечении по длине
посадки, для достоверной оценки НДС последнего; возможность образования задиров и
рисок на дорожке качения кольца при перемещении разрезной втулки для закрепления на
нем измерительного устройства; необходимость закрепления на каждом из двух соединяемых с одной шейкой оси смежных колец буксовых подшипников колесной пары отдельного устройства для определения НДС, сопровождающего контролируемое кольцо на
всех стадиях сборки теплового соединения с натягом; использование дополнительной детали в виде нажимной гайки для сжатия конической разрезной закрепительной втулки
(промежуточного сжимаемого элемента); возможность образования задиров и рисок на
кольце подшипника при относительном смещении закрепительной втулки.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности измерений и достоверности оценки НДС тепловых напрессовок "кольцо подшипника - шейка оси", обеспечение возможности осуществления одновременного контроля одним устройством двух
колец подшипников, исключение повреждений рабочей поверхности кольца подшипника,
удобство установки и снятия измерительного устройства, снижение металлоемкости конструкции.
Технический результат достигается за счет того, что тензометрическое устройство для
контроля тепловой напрессовки двух смежных колец буксовых подшипников на шейке
оси содержит упругий измерительный элемент, с которого снимают показания напряжений, выполненный в виде двух отдельных ступенчатых колец с резьбовыми частями на
внутренних поверхностях их больших ступеней, размещенных на общей конической разрезной тонкостенной закрепительной втулке с двух ее сторон. На ступенчатых кольцах
размещены тензорезисторы, закрытые защитными кожухами.
Внутренние конические поверхности меньших ступеней этих колец выполнены с основаниями конусов со стороны их больших ступеней, а закрепительная втулка снабжена
резьбой на наружной поверхности в средней своей возвышенной цилиндрической части,
от которой в обе стороны по направлению к торцам упомянутой втулки выполнены конические наружные поверхности с оппозитно расположенными вершинами конусов и совместными их основаниями в средней части последней. Длина втулки обеспечивает размещение
2
BY 10353 C1 2008.02.28
в ее внутренней цилиндрической полости двух рядом стоящих контролируемых колец
подшипников, при этом втулка снабжена сплошным продольным разрезом стенки, а также
сквозными радиальными отверстиями в последней в середине своей цилиндрической возвышенной части, предназначенными для контроля величины осевого зазора между торцами двух рядом напрессованных на шейку оси колец подшипников с помощью щупа.
Предложенная конструкция устройства позволяет повысить точность проводимых измерений для оценки прочности тепловой напрессовки кольца подшипника на шейке оси колесной пары при использовании расчетно-экспериментального метода [2] определения
величины контактного давления в зоне сопряжения.
Существенными отличительными признаками являются: а) измерительный элемент в
виде двух отдельных ступенчатых колец с резьбовыми частями на внутренних поверхностях своих больших ступеней и коническими внутренними поверхностями меньших ступеней с основаниями конусов со стороны больших ступеней; б) размещение двух
ступенчатых колец на одной ступенчатой удлиненной конической разрезной тонкостенной закрепительной втулке с двух ее концов; в) закрепительная втулка с внутренней цилиндрической поверхностью имеет резьбу на наружной поверхности в средней своей
возвышенной цилиндрической части, от которой в обе стороны по направлению к торцам
упомянутой втулки выполнены конические поверхности с оппозитно расположенными
вершинами конусов и совмещенными их основаниями в средней части последней; г) длина закрепительной втулки обеспечивает размещение в ее внутренней полости двух рядом
стоящих контролируемых колец подшипников, и она снабжена сплошным продольным
разрезом стенки, а также сквозными радиальными отверстиями в последней в середине
своей возвышенной цилиндрической части для контроля величины зазора между торцами
двух рядом расположенных колец подшипников.
Измерительный элемент в виде двух отдельных ступенчатых колец закрепляется с незначительным натягом последних на кольцах двух рядом стоящих подшипников при затяжке резьбовых соединений ступенчатых колец с разрезной ступенчатой закрепительной
втулкой, обеспечивающей ее сжатие.
На чертеже изображен продольный разрез устройства для контроля прочности тепловой напрессовки двух смежных колец буксовых подшипников на шейку оси.
Устройство содержит ступенчатые кольца 1, 2 измерительного элемента, снабженные
резьбой на внутренних поверхностях больших ступеней, при этом внутренние поверхности меньших ступеней колец выполнены коническими. На кольцах равномерно размещены
по окружности тензорезисторы 3, закрытые защитными кожухами 4. Кольца 1, 2 закрепляются на кольцах 5, 6 подшипников при помощи ступенчатой удлиненной разрезной
тонкостенной втулки 7. В сборе элементы 1, 2, 5, 6, 7 подготовлены к тепловой напрессовке
на шейку 8 оси колесной пары. Равномерно размещенные по длине окружности сквозные
радиальные отверстия 9 предназначены для контроля величины зазора между торцами
двух рядом напрессованных на шейку оси колец подшипников, а отверстия 10 служат для
затяжки и отворачивания резьбовых соединений колец 1, 2 с закрепительной втулкой 7.
Устройство работает следующим образом. Подбирают кольца 5, 6 для получения теплового соединения с гарантированным натягом на шейке 8 (по замерам диаметров). Закрепительную втулку 7 с установленными на ней свободно кольцами 1, 2 надевают на
кольца 5, 6 подшипников. Затем кольца 1, 2 затягивают на резьбе по конусным поверхностям (сближают) до образования неподвижного соединения с незначительным натягом
указанных колец с кольцами 5, 6 через промежуточную сжимаемую закрепительную
втулку 7. В указанном положении замеряют напряжения с помощью тензорезисторов 3
(при температуре производственного помещения) до сборки соединения. Нагревают совместно внутренние кольца (5, 6) двух подшипников вместе с закрепленным на них измерительным устройством и устанавливают на шейку 8. После остывания колец 5, 6 вместе с
измерительным устройством до температуры производственного помещения вновь заме3
BY 10353 C1 2008.02.28
ряют напряжения при помощи тензорезисторов 3 на поверхности чувствительного элемента (1, 2) и по разности измеренных величин указанных напряжений расчетным путем
по известным из теории упругости зависимостям Гадолина-Ляме устанавливают (с использованием расчетно-экспериментального метода определения удельного давления в
зоне контакта сопряженных с натягом толстостенных цилиндров) величину фактического
контактного давления в полученной тепловой напрессовке деталей (с применением ЭВМ
или по диаграммам НДС сопряжений). Установленная величина контактного давления в
сформированном соединении сравнивается с минимально допустимой величиной по условию прочности, регламентированной техническими условиями на сборку (выходной
контроль). При негативном результате полученное соединение бракуется и подлежит расформированию. Техническим результатом заявленного устройства является повышение
точности измерений и производительности процесса при тепловой сборке роликовых
подшипников с шейками осей, повышение технического ресурса и надежности буксовых
узлов и колесных пар подвижного состава железнодорожного транспорта.
Источники информации:
1. Патент RU 2228830 С2, МПК7 В 23Р 11/02, G 01L 1/22, 2004 (прототип).
2. Гречищев Е.С., Ильяшенко А.А. Соединения с натягом: Расчеты, проектирование,
изготовление. - М.: Машиностроение, 1981. - С.7, 38.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
94 Кб
Теги
by10353, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа