универсальный стенд для вывешивания, раскрутки с реверсированием колесной пары при виброакустической диагностике буксовых подшипников подвижного состава

Формула изобретения

Универсальный стенд для вывешивания, раскрутки с реверсированием колесной пары при виброакустической диагностике буксовых подшипников подвижного состава, содержащий раму и привод вращения колесной пары, отличающийся тем, что привод выполнен с плавной регулировкой частоты вращения и регулировкой направления вращения колесной пары, а также с режимом динамического торможения, рама заглублена в колодец под рельсовым путем, при этом на раме установлены горизонтальный пневматический цилиндр с рычажным приводом подъемно-опорных стоек стенда для отрыва колесной пары от головок рельсов и вертикальный пневматический цилиндр с рычажной передачей и приводными роликами, подводящимися с задаваемым усилием к ребордам колесной пары для обеспечения вращения колесной пары.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области испытательной техники, а именно к устройствам для виброакустической диагностики подшипников качения или скольжения буксовых узлов, элементов зубчатых передач колесно-моторных блоков и буксовых подшипников колесных пар локомотивов (электровозов, тепловозов и электропоездов) и вагонов.

В известных устройствах аналогичного назначения элементы, приводящие во вращение колесную пару (электродвигатели постоянного тока и пневмоцилиндры) установлены на портале. Колесная пара закатывается на стенд по рельсам на короткие вставки, перемещающиеся в поперечном направлении для установки букс на опоры. Для подъема и опускания колесной пары используются пневматические цилиндры. Вращение колесной пары в буксовых подшипниках осуществляется с помощью приводимых электродвигателями обрезиненных роликов, прижимаемых с внутренней стороны к ребордам колесной пары вагона или колесной пары локомотива. Как вариант данного устройства известна конструкция, в которой привод вращения оставляется без изменения, а узлы подъема-опускания колесной пары и смещения рельсовых вставок объединены [1].

Другое устройство содержит аналогичный привод вращения и, кроме того, оснащено электромагнитами для удержания на месте колесной пары в процессе диагностирования и центрирующими элементами. Установка колесной пары на стенд осуществляется при помощи кран-балки. Регулировка частоты вращения предусмотрена путем изменения диаметра приводного ролика [2].

Известно также авторское свидетельство (11) 1022837 (21) 33795442/27-11 (22) 07.01.82 3(51) В60S 5/00 (53) 625.23/24 004.67 (72). А.А.Клыков, A.M.Теремков и В.Е.Соколов (71). Локомотивное депо Горький. Московский (54) (57) стенд для вывешивания колесных пар, содержащий ограниченно подвижную систему от силового привода в вертикальном направлении раму, несущую устройство, включающее в себя опорные центрирующие элементы для оси колесной пары, отличающейся тем, что с целью упрощения конструкции центрирующее устройство выполнено в виде подвижного в вертикальном направлении стакана, снабженного опорными роликами, опирающимися на компенсирующие клинья, смонтированные с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости по поверхности вертикальных стоек, установленных на раме, а опорные элементы соединены между собой серьгами, причем крайние опорные элементы связаны с компенсирующими клиньями рычагами, шарнирно прикрепленными к стенду.

По конструкции вышепредлагаемые устройства являются достаточно сложными, т.к. колесная пара устанавливается на стенд при помощи кран-балки, а также содержат значительное количество кинематических звеньев. Указанные конструкции стендов для подъема и вращения колесных пар подвижного состава имеют также следующие конструктивные недостатки:

- сила прижатия приводных роликов к внутренней поверхности колесных пар не регулируется, что приводит к быстрому выходу роликов из строя (и их сгоранию), т.к. пусковой момент вращения оказывается слишком большим;

- во время пуска электропривода отсутствует плавное регулирование вращения электродвигателя постоянного тока;

- не предусмотрена возможность изменения направления вращения колесной пары во время обкатки и диагностирования технического состояния буксовых подшипников;

- отсутствует электрическое торможение колесной пары.

Технической задачей настоящего изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков.

Указанная техническая задача достигается тем, что в универсальном стенде для вывешивания, раскрутки с реверсированием колесной пары при виброакустической диагностике буксовых подшипников подвижного состава, содержащих горизонтальные и вертикальные пневматические цилиндры, связанные при помощи горизонтальных тяг и рычажных элементов с подъемно-рычажными стойками, находящимися под корпусами букс колесных пар.

Вращение колесной пары осуществляется приводными роликами от асинхронного двигателя с регулированием скорости и направления вращения колесной пары и с электрическим торможением.

Применение указанных выше конструктивных элементов, расширяющих функциональные возможности технического решения, расширяет и позволяет решить техническую задачу.

В дальнейшем изобретение поясняется примером его конкретного выполнения со ссылками на чертежи (Фиг.1-6):

фиг.1 - изображает общий вид универсального стенда (вид спереди);

фиг.2 - изображает общий вид универсального стенда (вид сверху);

фиг.3 - изображает общий вид подъемно-опорных стоек, колесной пары с прижатым к внутренней поверхности реборды приводным роликом и вертикального пневматического цилиндра;

фиг.4 - изображает общий вид при нерабочем состоянии стенда, где просматривается рама стенда, стойки параллелограмма и тяги вертикального пневматического цилиндра с регулировочным механизмом;

фиг.5 - изображает стенд со стороны подъемно-опорных стоек с ограничителями, фиксирующими положение колесной пары послы ее отрыва от рельса;

фиг.6 - Общий вид амплитудно-частотного преобразователя, редуктора давления.

Схемы, поясняющие устройство универсального стенда приведены на чертежах (фиг.1, 2, 3, 4, 5, 6). Функционально стенд можно рассматривать как устройство, состоящее из двух систем - системы вывешивания колесной пары и системы приведения ее во вращение с плавной регулировкой частоты вращения от 0 до 55 Гц, объединенных на общей раме 1 (фиг.2).

Рассмотрим работу данного универсального стенда.

Рама установлена в заглублении в бетонной яме под рельсовым путем, по которому производится закатывание колесной пары 10 на позицию обкатки и диагностирования. В конструкции рамы также предусматриваются элементы центрирования относительно рельсового пути при монтаже, распора и крепления к стенкам колодца.

Внутри рамы установлен горизонтальный пневматический цилиндр 2 (фиг.1) с подъемным рычажным механизмом из качающихся серег 3, жестко закрепленных на общей оси и передающих усилие элементов 4, 5 и 6, обеспечивающих вывешивание колесной пары на корпусах буксовых подшипников за счет перемещения подъемно-опорной стоек 7 и 8. Усилие от горизонтального пневматического цилиндра 2 (фиг.2) передается на механизм привода стоек 7 и 8 с помощью горизонтальных тяг 9. При этом отрыв колесной пары над головкой рельса составляет 40-50 мм.

В центре рамы установлен вертикальный пневматический цилиндр 11 (фиг.2, 4) с рычагами параллелограммов 12, служащих для прижатия приводных обрезиненных или пластмассовых роликов 13 к внутренним поверхностям реборд колесной пары 10 (фиг.2 и 3).

Передача усилия штока пневматического цилиндра 11 к рычагам параллелограмма производится промежуточными тягами 15 (фиг.4), имеющими в плане треугольную форму и позволяющими изменять усилие между роликами за счет изменения длины регулировочного винта 17 (фиг.4).

Вал одного из приводных роликов 13 жестко соединен с валом трехфазного асинхронного двигателя 16 (фиг.2 и 4). Регулирование скорости и момента асинхронного двигателя осуществляется при помощи полупроводникового инвертора с цифровым управлением.

По рельсовому пути 14 закатывается колесная пара 10 на стенд так, чтобы буксы 17 установились над опорными стойками 7 и 8 (фиг.1, 2, 3 и 5), после чего необходимо вывесить колесную пару, для чего пневматический кран 19 (фиг.6) нужно перевести в положение "открыт", сжатый воздух под давлением подается в горизонтально расположенный пневматический цилиндр подъема, а связанная с его штоком многозвенная система рычагов (фиг.1 и 2) осуществляет подъем опорных стоек 7 и 8. Одновременно происходит перевод захватов 20 (фиг.5) из горизонтального положения в вертикальное положение за счет взаимодействия их с упорами на опорной стойке и колесная пара предохраняется от смещения со стоек 7 и 8.

Между опорной стойкой и направляющей стенда вставляется распорная скоба 20 (фиг.3 и 5) или иное промежуточное устройство.

Колесная пара опускается на опорные стойки, для чего пневматический кран управления подъема колесной пары следует перевести в положение "закрыт" (сбросить воздух из горизонтального воздушного цилиндра).

Подводятся приводные ролики вращения 13 (фиг.2 и 3) колесной пары, для чего пневматический кран управления подвода роликов нужно перевести в положение "открыт". Сжатый воздух подается в вертикальный пневмоцилиндр 11 (фиг.2, 3 и 4) и выдвигается шток до упора в регулируемый ограничитель хода штока 17 (фиг.2, 3), а связанные с ним рычаги 15 (фиг.4) подводят приводные ролики 13 к внутренним поверхностям ребород колесной пары, создавая необходимое усилие. Ограничитель хода 17 выполнен в виде винта с контргайкой, вкрученного в скобу, жестко связанную с пневмоцилиндром 11.

На полупроводниковый инвертор подается напряжение от однофазной или трехфазной сети переменного тока. После подачи питания инвертор запускается по команде оператора и обеспечивает разгон и регулирование частоты вращения колесной пары. По достижении заданной скорости вращения колесной пары производятся обкатка буксовых подшипников и необходимые замеры собственной корпусной вибрации буксы колесной пары. По данным замеров по соответствующей методике определяется техническое состояние буксовых подшипников. Информацию о техническом состоянии диагностируемых подшипников можно получить, например, из анализа упругих колебаний корпуса буксы, регистрируемых с помощью виброизмерительных преобразователей - пьезоакселерометров.

После проведения цикла обкатки и диагностирования электродвигатель переводится в режим динамического торможения и обеспечивает быструю остановку колесной пары за 3-5 с. После полной остановки колесной пары снимается питание с преобразователя частоты и со стенда.

Приводные ролики отводятся от поверхностей реборд колесной пары сбросом воздуха из вертикального пневмоцилиндра 11.

Колесная пара опускается на рельсы, для чего надо перевести пневматический кран управления подъема колесной пары в положение "закрыт". При этом сжатый воздух, находящийся в пневматическом цилиндре, сбрасывается в атмосферу, возвратная пружина перемещает шток горизонтального пневмоцилиндра в исходное положение, а связанная с ним многозвенная система рычагов осуществляет опускание опорной стойки буксового узла, после этого выкатывается колесная пара по направлению технологического потока.

Источники информации

1. Диагностика букс с роликовыми подшипниками. А.Ф.Тагиров, М.В.Орлов. Ж. "Железнодорожный транспорт". №3. 1991. С.45-47.

2. Диагностика роликовых подшипников. А.Ф.Тагиров, М.В.Орлов. Ж. "Железнодорожный транспорт". №7. 1985.