Патент на изобретение №2229995

(54) СПОСОБ БАЗИРОВАНИЯ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ, БАЗИРУЮЩЕЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ, А ТАКЖЕ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НОРМИРУЕМЫХ ЛИНЕЙНЫХ РАЗМЕРОВ КОЛЕСНЫХ ПАР

(57) Реферат:

Использование: в пунктах осмотра и ремонта подвижного состава для контроля состояния колесных пар железнодорожного транспорта. Сущность изобретений: способ базирования колесной пары заключается в том, что на опоры базирующего приспособления устанавливают гребни колес колесной пары, при этом последнюю дополнительно фиксируют в поперечном и продольном положениях и сохраняют это зафиксированное состояние колесной пары до окончания цикла измерения, причем в качестве фиксирующих элементов используют опоры базирующего приспособления, которые выполняют в виде роликов, контактная поверхность которых ответна контактной поверхности гребней колес колесной пары. Изобретение также содержит базирующее приспособление для колесной пары, устройство для позиционирования колесной пары, содержащее стол, выполненный из базирующего приспособления и опорной платформы, и комплекс для измерения нормируемых линейных размеров колесных пар, содержащий фундамент, рельсовый путь, координатную измерительную машину. Технический результат – повышение точности измерений за счет уменьшения влияния различных воздействий на механическую часть комплекса в целом и устройств, входящих в его состав. 4 с. и 1 з.п. ф-лы, 15 ил.

Группа изобретений относится к измерительной технике для контроля состояния колесных пар железнодорожного транспорта и может быть использована в пунктах осмотра, ремонта подвижного состава, например при входном контроле после обточки на токарном станке.

В результате измерений определяются величины отклонений линейных размеров от допустимых, то есть тех, которые регламентированы отраслевыми стандартами. Эти отклонения определяют износ – расходную характеристику элементов и участков колесной пары и служат в дальнейшем основанием для решения вопроса о разрешении дальнейшей эксплуатации, реставрации или выбраковки колесной пары.

На результаты этих измерений влияют не только погрешности от измерительных систем и методические погрешности измерения, но и погрешности от механической части и от влияния окружающей среды.

Погрешность от механической части зависит от точности изготовления направляющих, от точности монтажа, трения в направляющих, наличия люфтов, прогиба под действием собственного веса подвижных частей, инерционности движущихся масс и некоторых других причин. Погрешность эта носит систематический и случайный характер.

Погрешность от влияния окружающей среды возникает от деформаций элементов измерительного комплекса и измеряемой колесной пары под действием температуры, от влажности воздуха и вибраций в месте установки машины.

Колесная пара является весьма массивным и габаритным узлом, что вызывает определенные трудности не только в процессе измерения, но и при подаче ее в позицию измерения и вывода с нее, поэтому способы базирования колесной пары должны предусматривать необходимость компенсации воздействия этих факторов, отрицательно влияющих на точность измерений.

Известен способ базирования колеса колесной пары, заключающийся в том, что колесо размещают на подъемном столе и подают на позицию измерения [Авторское свидетельство СССР № 1415045, кл. G 01 В 7/12, 1988 г.].

Этот способ можно использовать только в прокатном производстве и машиностроении при производстве измерений диаметра цельнокатаных колес и бандажей по кругу катания без их связи друг с другом в виде колесной пары.

Известен способ измерения профилей катания колесных пар, заключающийся в том, что колесную пару устанавливают в базирующее приспособление, приводят во вращение и производят измерения, при этом на опоры базирующего приспособления устанавливают подшипниковые узлы колесной пары [Патент СССР № 847945, кл. G 01 В 5/08; G 01 B 5/20, 1981 г.].

Перемещение колесной пары в позицию измерения производят с помощью опорного стола, выполненного с возможностью вертикального подъема, но при этом функции стола заканчиваются, если не считать того, что по завершении измерений он принимает обратно колесную пару и опускает ее на рельсы.

Базирующее приспособление, размещенное также как и устройство для осевого базирования в стойках портала, увеличивает нагрузку на них и вызывает дополнительные трудности, связанные с обеспечением виброизоляции, вращения, останова и т.д.

Известен способ базирования колесной пары, взятый за прототип, заключающийся в том, что колесную пару размещают на опорах базирующего приспособления, перемещают в позицию измерения, устанавливают в устройстве для осевого базирования с возможностью вращения в процессе измерения, обеспечиваемой базирующим приспособлением [Заявка ПНР № 262425, кл. G 01 В, В 61 К, 1988 г.].

Этот способ при его реализации предполагает использование базирующего приспособления как дополнительной опоры при осевом базировании колесной пары и как привода вращения в процессе измерения, причем само приспособление вращается вокруг вертикальной оси.

Но при этом не обеспечивается строго фиксированное положение относительно выбранной системы координат и снижается точность измерений из-за невозможности исключения биений колесной пары, вращаемой базирующим приспособлением.

Так как колесная пара является симметричной относительно горизонтальной оси, то важно использовать это обстоятельство в конструкции такого устройства, которое выполняло бы одновременно функции носителя (держателя) колесной пары, базирующего вспомогательного приспособления и привода вращения колесной пары.

Известно устройство для измерения диаметров и разности диаметров колес, содержащее две пары приводных опорных катков, четыре фрикционных диска, установленных на вращающихся валах и связанных с датчиками информационно-измерительной системы, причем фрикционные колеса служат второй точкой опоры для колес первой и второй колесных пар [Авторское свидетельство СССР № 953446, кл. G 01 В 7/12, 1982 г.].

В системе, состоящей только из одной колесной пары, невозможно применить это устройство из-зa отсутствия в нем средств для точного базирования этой колесной пары.

Известно устройство для измерения профилей катания колесных пар при репрофилировании, содержащее базирующее приспособление, узел осевого базирования колесной пары и измерительную систему, при этом базирующее приспособление выполнено в виде опор для подшипниковых узлов колесных пар [Патент СССР № 847945, кл. G 01 B 5/08; G 01 B 5/20, 1981 г.].

Это устройство для снятия и перемещения колесной пары в позицию измерения содержит опорную плиту, но дополнительное закрепление колесной пары производят в другом устройстве – в базирующем приспособлении.

Выполнение же базирующего приспособления в виде опор для подшипниковых узлов колесных пар усложняет подготовку к процессу измерения, да и сам процесс.

Известно базирующее приспособление для колесной пары, взятое за прототип, содержащее стол, снабженный опорами для размещения на них колесной пары, механизмом вертикального перемещения ее в позицию измерения и механизмом привода вращения колесной пары в процессе измерения [Заявка ПНР № 262425, кл. G 01 В, В 61 К, 1988 г.].

Применение базирующего приспособления со столом, выполненным в виде круглой плиты (диска), имеющей возможность вращения вокруг собственной вертикальной оси, приводит к появлению биений при вращении из-за наличия отклонений различных геометрических размеров элементов как колесной пары, так и опорной плиты, что отрицательно сказывается на точности измерений. Большой же диаметр круглого стола способствует проявлению его свойства как своеобразного маховика и затрудняет при измерении процесс останова колесной пары из-за большой инерционности стола.

Так как само по себе базирующее приспособление, используемое в виде поворотного стола, должно иметь возможность для подъема на высоту измерительной позиции, то весьма логичным является его размещение на другом столе, имеющем эту возможность.

Известно устройство для автоматического измерения диаметра цельнокатаных колес и бандажей по кругу катания, содержащее подъемный стол для размещения на нем контролируемого объекта и средства измерения [Авторское свидетельство СССР № 1415045, кл. G 01 В 7/12, 1988 г.].

Это устройство направлено на повышение точности измерений за счет компенсации погрешностей от неточной установки плоскости измерений.

Размещение контролируемого колеса на подъемном столе производят в лежачем положении (плашмя), а контролю подвергается не колесная пара в целом, а только колесо, поэтому это устройство может быть применено только в процессе изготовления, например в прокатном производстве, что ограничивает область применения.

Известно устройство для позиционирования колесной пары, содержащее опорный стол, снабженный опорами для снятия колесной пары с рельсового пути и размещения ее на них, механизмом вертикального перемещения ее в позицию измерения [Патент СССР № 847945, кл. G 01 В 5/08; С 01 В 5/20, 1981 г.].

В этом устройстве базирующее приспособление и опорный стол используемый как подъемник, конструктивно разделены. Это приводит к необходимости передачи колесной пары с опорного стола в базирующее приспособление, что усложняет процесс позиционирования.

Известно устройство для позиционирования колесной пары, взятое за прототип, содержащее опорный стол, снабженный опорами для размещения на них колесной пары, механизмом вертикального перемещения ее в позицию измерения и механизмом привода ее вращения в процессе измерения [Заявка ПНР № 262425, кл. G 01 В, В 61 К, 1988 г.].

В этом устройстве в отличие от предыдущего примера базирующее приспособление и опорный стол (подъемник) конструктивно совмещены. Но это упрощение конструкции отрицательно влияет на точность измерений, так как при этом не предусмотрена защита от толчков при размещении колесной пары на столе и вибрации при повороте (вращении) колесной пары в позиции измерения.

Использование способа базирования, базирующего приспособления и устройства для позиционирования колесной пары предполагает и соответствующее конструктивное их отображение как в составе измерительного стенда, так и в составе всего комплекса, предназначенного для измерения нормируемых линейных размеров колесных пар подвижного состава железнодорожного транспорта.

Известен комплекс для измерения нормируемых линейных размеров колесных пар железнодорожного транспорта, содержащий устройства для измерения профиля, радиального выбега и диаметра, причем каждое из устройств содержит базирующий элемент, осветители, измерительные приспособления, датчики, блок обработки изображения и подключено к общему для всех этих устройств пульту управления [Проспект фирмы “Hegenscheidt”: система диагностирования “Inspektomat”, с.1-12].

Каждое из перечисленных устройств сформировано в виде модуля, при этом для измерения нормируемых линейных размеров колесных пар необходимо последовательное перемещение колесной пары из одного модуля в другой.

Такой комплекс предпочтителен для систем диагностирования колесных пар подвижного состава во время движения, то есть в процессе эксплуатации, но при проведении такого вида работ в пунктах осмотра и ремонта его использование затруднено из-за значительных габаритов комплекса (в особенности длины), невозможности измерения всех параметров колесной пары, соображений техники безопасности и зависимости от внешних условий (температура окружающей среды, освещенность, затемненность и т.д.).

Известен комплекс для измерения профилей катания колесных пар при репрофилировании, содержащий фундамент, рельсовый путь, координатную измерительную машину, включающую станину, портал с неподвижными стойками, в которых размещено устройство для осевого базирования колесной пары, и с траверсой, на которой размещены элементы измерительной системы, и устройство для позиционирования колесной пары, размещенное в разъеме рельсового пути, смонтированного на станине, и снабженное механизмами вертикального перемещения колесной пары и ее вращения [Патент СССР № 847945, кл. G 01 В 5/08; G 01 В 5/20; 1981 г.].

Этот комплекс, по существу, является измерительным стендом и снабжен дополнительно токарным приспособлением. Но он не содержит средств для защиты от вибраций, ударов и толчков, возникающих при проведении манипуляций с колесной парой, и от воздействия факторов окружающей среды, что отрицательно влияет на точность измерения геометрических параметров колесных пар.

Известен комплекс для измерения геометрического состояния колесной пары и износа рабочих профилей этой пары, взятый за прототип, содержащий фундамент, рельсовый путь, координатную измерительную машину, включающую станину, портал с неподвижными стойками, в которых размещено устройство для осевого базирования колесной пары, и с траверсой, на которой размещены элементы измерительной системы, и устройство для позиционирования колесной пары, размещенное в разъеме рельсового пути, смонтированного на станине, и снабженное механизмами вертикального перемещения колесной пары и ее вращения, причем приводы этих механизмов размещены в приямке фундамента [Заявка ПНР № 262425, кл. G 01 В, В 61 К, 1988 г.]. В этом комплексе также не предусмотрена дополнительная защита от ударов, толчков и вибраций, возникающих при манипуляциях с колесной парой, и от воздействия факторов окружающей среды.

Задача, на решение которой направлена группа заявленных изобретений, заключается в разработке таких технических решений, которые позволили бы в процессе измерения нормируемых линейных размеров колесных пар железнодорожного транспорта в условиях пунктов осмотра и ремонта колесных пар повысить эффективность и качество проведения этих измерений.

Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной группы изобретений, является повышение точности измерений за счет уменьшения зависимости от влияния окружающей среды и за счет снижения ударных и вибрационных воздействий при проведении манипуляций с колесной парой.

Эта задача решается тем, что в способе базирования колесной пары, заключающемся в том, что колесную пару устанавливают на опоры базирующего приспособления, перемещают в позицию измерения, устанавливают в устройстве для осевого базирования, причем базирующее приспособление используют для вращения колесной пары, на опоры базирующего приспособления устанавливают гребни колес колесной пары, при этом последнюю дополнительно фиксируют в поперечном и продольном положениях и сохраняют это зафиксированное положение колесной пары до окончания цикла измерения, причем в качестве фиксирующих элементов используют опоры базирующего приспособления, которые выполняют в виде роликов, контактная поверхность которых ответна контактной поверхности гребней колес колесной пары.

Установка на опоры базирующего приспособления гребней колес колесной пары упрощает процесс снятия ее с рельсового пути, так как при этом не происходит контакта опор с рельсами.

Дополнительная фиксация колесной пары в поперечном и продольном положениях уподобляет эту операцию установке колесной пары в ложе специальной конструкции, что обеспечивает жесткость закрепления колесной пары относительно выбранной системы координат.

Сохранение же зафиксированного положения колесной пары до окончания цикла измерения позволяет производить измерения с одновременной фиксацией, то есть с минимальным смещением колесной пары в ту или иную сторону, причем эти смещения обусловлены только самими геометрическими параметрами колес.

Использование в качестве фиксирующих элементов опор базирующего приспособления позволяет расширить их функциональные возможности.

Выполнение опор базирующего приспособления в виде роликов делает возможным применять их одновременно для передачи вращения на колеса колесной пары, то есть использовать их в качестве фрикционных элементов.

Выполнение контактной поверхности роликов ответной контактной поверхности гребней колес обеспечивает хорошие фрикционные свойства при передаче вращения, а также исключает смещение колесной пары в продольном направлении в ту или иную сторону.

Указанная задача решается также тем, что в базирующем приспособлении для колесной пары, содержащем стол, снабженный опорами для приема и размещения на них колесной пары и выполненный с возможностью вертикального перемещения в позицию измерения и вращения колесной пары в процессе измерения, стол выполнен в виде прямоугольной плоской рамы, размещенной на опорной плите, соединенной кинематически с последней, и выполненной с возможностью поворота относительно ее длинной оси из горизонтального положения в наклонное и обратно, фиксации в горизонтальном положении и вывода из этого положения, а опоры для размещения на них колесной пары смонтированы на каждой из коротких сторон рамы и выполнены в виде роликов, размещенных с возможностью контакта с гребнями колес колесной пары в двух ее нижних точках, симметрично расположенных относительно вертикальной плоскости, проходящей через осевую линию колесной пары, и имеющих контактную поверхность, ответную контактной поверхности гребней колес колесной пары, при этом ролики, размещенные на одной из коротких сторон рамы, выполнены с возможностью самоустановки на них гребней колес, а ролики, размещенные на противоположных коротких сторонах рамы напротив друг друга, образуют две пары роликов, каждая из которых смонтирована на валу, причем одна из этих пар является ведущей, другая – ведомой, а привод ведущей пары размещен внутри контура рамы.

Рама может быть снабжена контактным рычагом, выполненным в виде клюшки, отогнутая часть которой размещена с возможностью контакта с набегающим на раму колесом колесной пары.

Выполнение стола в виде прямоугольной плоской рамы обусловлено габаритами межрельсового пространства и необходимостью размещения внутри рамы различных элементов узлов и механизмов.

Размещение рамы на опорной плите придает раме необходимую устойчивость и создает условия для изменения положения ее верхней плоскости в пространстве.

Соединение кинематически рамы с опорной плитой допускает изменение положения плоскости рамы относительной опорной плиты.

Выполнение рамы с возможностью поворота относительно длинной оси рамы из горизонтального положения в наклонное и обратно обеспечивает условия для перемещения колесной пары с рельсов на раму путем набегания как бы на горку при съеме пары с рельсов и путем сбегания с этой горки при установке колесной пары обратно на рельсы.

Выполнение рамы с возможностью фиксации ее в горизонтальном положении обеспечивает закрепление колесной пары на опорах рамы без опасности самопроизвольного схода ее с рамы.

Выполнение рамы с возможностью ее вывода из горизонтального положения (расфиксации) обеспечивает условия для наклона рамы при приеме колесной пары или схода последней с рамы по завершении цикла измерения.

Установка опор для размещения на них колесной пары на каждой из коротких сторон предопределяется характером их функций, предусматривающих использование их на первом этапе для снятия колесной пары с рельсов.

Выполнение опоры для размещения на них колесной пары в виде роликов позволяет проводить симметричную установку колесной пары как по отношению к длинной оси рамы, так и к короткой оси рамы.

Размещение же этих роликов с возможностью контакта с гребнем колеса колесной пары в двух его нижних точках симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через осевую линию колесной пары, обеспечивает условия для уравновешивания масс колесной пары, что облегчает процессы позиционирования и базирования.

Выполнение роликов с контактной поверхностью, ответной контактной поверхности гребней колес колесной пары, обеспечивает оптимальные условия как для закрепления гребней в них, так и для проявления фрикционных свойств, необходимых для осуществления вращения колесной пары.

Выполнение роликов, размещенных на одной из коротких сторон рамы, с возможностью самоустановки на них гребней колес даст возможность автоматически поддерживать уравновешенность колесной пары в процессе измерения.

Образование двух пар из роликов, размещенных на противоположных коротких сторонах рамы напротив друг друга, и соединение их валами дает возможность для синхронного срабатывания всех роликов в процессе измерения, что обеспечивает отсутствие перекосов при вращении колесной пары.

Выполнение одной из пар роликов ведущей, а другой – ведомой позволяет иметь один общий привод для них. Ведомой паре движение при этом передается при качении колеса.

Размещение привода ведущей пары внутри контура рамы позволяет рационально использовать это пространство.

Снабжение рамы контактным рычагом позволяет без помощи специальных датчиков осуществлять непосредственный контакт с движущейся (набегающей) колесной парой.

Выполнение контактного рычага в виде клюшки, контактная часть которой размещена с возможностью контакта с набегающим на раму колесом колесной пары, обеспечивает условие для набегания колесной пары на этот рычаг, скольжения рычага по колесу и поворота его вниз, а так как контактный рычаг жестко связан с рамой, то и она вместе с рычагом поворачивается на своих полуосях относительно длинной оси рамы.

Указанная задача решается и тем, что в устройстве для позиционирования колесной пары, содержащем стол для размещения на нем колесной пары, выполненный с возможностью съема колесной пары с рельсов, размещения на его опорах, вертикального перемещения по направляющим в позицию измерения и вращения ее в процессе измерения, стол выполнен из базирующего приспособления и опорной платформы, причем базирующее приспособление размещено на опорной платформе, соединено с последней амортизирующими элементами и выполнено по п.2, а опорная платформа выполнена с возможностью поджатия рамы базирующего приспособления к колесной паре в процессе измерения, при этом в качестве средств для поджатия используют амортизирующие элементы, рама базирующего приспособления в исходном положении расположена выше уровня размещения рельсов, а опорная платформа в этом же положении – ниже уровня размещения рельсов.

Выполнение стола из базирующего приспособления и опорной платформы обеспечивает, с одной стороны, их некоторую независимость в процессе осуществления отдельных операций цикла измерения, а с другой стороны – совместность действий в процессе подъема колесной пары, ее базирования, измерения и опускания.

Размещение базирующего приспособления на опорной платформе вытекает из условия некоторой независимости их совместной работы.

Соединение базирующего приспособления с опорной платформой амортизирующими элементами обеспечивает снижение ударных нагрузок, оказываемых колесной парой в момент перехода с рельсового пути на опоры опорной рамы, а в процессе измерения – поджатие опорной рамы к колесам колесной пары, а главное, препятствует передаче колебаний от источника вибрации (в данном случае это колесная пара) на рабочие места, оборудование и приборы.

Выполнение базирующего приспособления по п.2 обеспечивает оптимальные условия для манипулирования колесной парой в течение всего цикла измерения.

Выполнение опорной платформы с возможностью поднятия рамы базирующего приспособления к колесной паре создает условия для уменьшения смещения оси колесной пары по вертикали и уменьшает погрешность измерения, связанную с применением датчиков (погрешности от контактирования).

Использование в качестве средств для поджатия амортизирующих элементов позволяет упростить конструкцию.

Расположение рамы базирующего приспособления в исходном положении выше уровня размещения рельсов обеспечивает условие для поднятия колесной пары на некоторую высоту без использования дополнительных механизмов.

Расположение опорной платформы в исходном положении ниже уровня размещения рельсов обеспечивает условия для рационального размещения узлов и механизмов.

Указанная задача решается, наконец, и тем, что в комплексе для измерения нормируемых линейных размеров колесных пар, содержащем фундамент, рельсовый путь, координатную измерительную машину, включающем станину, портал с неподвижными стойками и траверсой, устройство для осевого базирования колесной пары и устройство для позиционирования колесной пары, причем рельсы смонтированы на статине, устройство для осевого базирования колесной пары размещено в стойках портала, на траверсе портала размещена измерительная система, а устройство для позиционирования колесной пары размещено в разъеме рельсового пути, снабжено механизмами вертикального перемещения колесной пары и ее вращения в процессе измерения, привод первого механизма размещен ниже уровня станины в приямке фундамента, устройство для позиционирования колесной пары выполнено по п.3, содержит базирующее приспособление по п.2 и снабжено площадкой для размещения светильников, входящих в измерительную систему, причем площадка установлена на базирующем приспособлении и соединена с последней амортизирующими элементами, рельсы размещены на станине с возможностью упора для опорной платформы, а сам комплекс снабжен защитным корпусом. Выполнение устройства для позиционирования колесной пары в соответствии с п.3 обеспечивает повышение точности измерений за счет уменьшения влияния факторов окружающей среды и динамического взаимодействия узлов и механизмов при проведении манипуляций с колесной парой.

Наличие базирующего приспособления, выполненного в соответствии с п.2, в устройстве для позиционирования колесной пары позволяет независимо от этого устройства производить фиксирование колесной пары в течение всего цикла измерения.

Размещение на устройстве для позиционирования колесной пары виброизолированной площадки со светильниками, входящими в измерительную систему, расширяет технологические возможности самого устройства, так как при этом не нужно дополнительно производить регулирование световых потоков – в позиции базирования площадка со светильниками уже занимает оптимальное положение.

Виброизоляция этой площадки обеспечивает отсутствие каких-либо смещений светильников и тем самым обеспечивает равномерность освещения.

Размещение рельсов на станине с возможностью упора для опорной платформы позволяет использовать рельсы в качестве своеобразного ограничителя верхнего хода этой платформы при ее перемещении вверх по вертикали.

Выполнение комплекса с защитным корпусом обеспечивает снижение влияния факторов воздействия внешней среды (температура, воздух, шум, вибрация и т.д.) на процесс измерения и защиту оператора и аппаратуры от этого влияния.

Предлагаемая группа изобретений иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-15.

На фиг.1 изображена колесная пара, размещенная на опорах, вид снизу;

на фиг.2 – колесо колесной пары, вид спереди, в контакте с рельсом;

на фиг.3 – то же, в контакте с опорой;

на фиг.4 – то же, в контакте с опорой и элементом устройства для осевого базирования;

на фиг.5 – базирующее приспособление, вид спереди;

на фиг.6 – то же, вид сверху;

на фиг.7 – базирующее приспособление с контактным рычагом, вид сбоку;

на фиг.8 – то же, вид сверху, фрагмент;

на фиг.9 – базирующее приспособление, рельс и колесо, вид сбоку в момент подхода колеса к базирующему приспособлению;

на фиг.10 – то же, в момент набегания колеса на базирующее приспособление;

на фиг.11 – то же, в момент фиксации колеса на опорах базирующего приспособления;

на фиг.12 – то же, в момент осевого базирования на высоте измерительной позиции с возможностью поворота;

на фиг.13 – то же, в момент расфиксации колеса и схода его с опор базирующего приспособления;

на фиг.14 – устройство для позиционирования колесной пары, вид спереди;

на фиг.15 – комплекс для измерения нормируемых линейных размеров колесных пар железнодорожного транспорта, вид спереди.

Способ базирования колесной пары осуществляют следующим образом.

Колесную пару 1 (фиг.1-4) по рельсам 2 подают на позицию, в которой происходит контакт этой пары с опорами 3 устройства для позиционирования (не показано). Установка колесной пары на опорах 3 производится путем фиксации ее в опорах (фиг.1) как в вертикальных плоскостях I и II, перпендикулярных оси колесной пары, так и в вертикальных плоскостях III и IV, параллельных оси колесной пары. При этом получают в плоскостях I и II фиксацию колесной пары аналогично размещению в призме, а в плоскостях III и IV – аналогично размещению в направляющих. При этом образуется система поддержки колесной пары, необходимая для ее жесткого закрепления относительно выбранной системы координат.

Далее зафиксированную в опорах 3 колесную пару перемещают в направлении измерения, то есть на высоту, на которой будут производиться измерения необходимых линейных размеров колесной пары, и там устанавливают в устройстве для осевого базирования (на фиг.4 изображен его элемент 4), фиксируют в нем относительно оси колесной пары 1. После этого колесная пара готова к проведению измерений.

Опоры 3, выполненные с возможностью вращения и/или останова колесной пары 1 в процессе измерения, по заданному алгоритму, который определяет этот процесс, в нужный момент или поворачивают колеса колесной пары на заданный угол, или останавливают колеса в необходимом месте и на необходимое время.

Базирующее приспособление колесной пары содержит стол, выполненный в виде металлической прямоугольной плоской рамы 5, снабженной опорами для размещения на них колесной пары, выполненными в виде роликов 3, размещенных каждый с возможностью контакта с колесом колесной пары в двух ее нижних точках, симметрично расположенных относительно вертикальной плоскости, проходящей через осевую линию колесной пары.

Контактная поверхность каждого из роликов 3 выполнена ответной контактной поверхности гребней колес.

Ролики 3, размещенные на одной из сторон рамы 5, например, как это изображено на фиг.6, снабжены средствами 6 для самоустановки на них колесной пары, а именно гребней колеса, и могут быть выполнены с использованием известных устройств типа амортизаторов, которые в данном устройстве позволяют допускать незначительные смещения роликов 3 в горизонтальном направлении от исходного положения.

Ролики 3, размещенные на противоположных коротких сторонах рамы 5 напротив друг друга, образуют две пары, каждая из которых соединена валами 7 и 8. Один из валов, например 8, соединен передачей 9 с приводом 10 вращения и/или останова колесной пары, поэтому является ведущим. Ролики 3, размещенные на другом валу – 7, приводятся во вращение от колеса колесной пары и передают вращение своему валу, который является ведомым.

Это устройство снабжено также механизмом вертикального перемещения (не показано) ее в положение, при котором производят осевое базирование колесной пары.

В его качестве могут быть использованы известные механизмы, предпочтительнее с электрическим приводом, при этом руководствуются заданным законом движения элементов и звеньев механизмов.

Рама содержит также две полуоси I, относительно которых она может поворачиваться относительно длинной оси рамы из горизонтального положения в наклонное и обратно.

Эти полуоси II размещены по центру коротких сторон рамы и установлены в опорно-поворотных узлах, опоры 12 которых смонтированы на нижележащей опорной плите 13.

Для фиксации рамы в горизонтальном положении она снабжена фиксирующим узлом (на фиг.6 показано место его размещения – позиция 14), который может быть выполнен с использованием известных так называемых фиксаторов положения.

Для вывода рамы из зафиксированного состояния (в горизонтальном положении) она снабжена устройством отвода фиксаторов.

Для обеспечения поворота расфиксированной рамы в положение, при котором колесная пара свободно скатывается с роликов рамы обратно на рельсы, она снабжена механизмом (не показан) поворота рамы, срабатывающим по окончании цикла измерения.

На некотором расстоянии от рамы может быть установлен датчик положения колеса колесной пары относительно рамы, который срабатывает при подходе колеса и сигнал поступает на исполнительный орган механизма наклона рамы.

Рама также с одной из ее коротких сторон может быть снабжена контактным рычагом (фиг.12 и 13), выполненным в виде клюшки 15, отогнутая часть которой размещена с возможностью контакта с набегающим на раму колесом колесной пары.

Базирующее приспособление работает следующим образом.

Колесная пара (фиг.7-11), поданная на позицию, вращаясь, приближается к раме 5, вызывает срабатывание датчика (не показан) положения колесной пары на рельсах относительно рамы, сигнал которого вызывает срабатывание привода механизма наклона рамы. Инерция колесной пары 1 при этом достаточна, чтобы накатиться на опоры рамы 5 в виде роликов 3 и зафиксироваться между ними. Рама при этом возвращается в горизонтальное положение и фиксируется сама, на этом завершая этап съема колесной пары с рельсов и ее размещения на опорах рамы. При включении механизма вертикального перемещения в работу рама 5 базирующего приспособления поднимается на высоту, на которой к колесной паре подводятся элементы механизма осевого базирования и зажатия в осевых центрах. Далее колесную пару механизмом привода вращения и/или останова, в качестве элементов которых используют также ролики 3, приводят в заданные положения поворотом на определенный угол и производят измерение необходимых линейных размеров колесной пары.

По завершении процесса измерения раму 5 с колесной парой 12 опускают в начальное положение, наклоняют в сторону выгрузки с помощью механизма, при этом колесная пара скатывается с рамы 5 на рельсы 2 и направляется в зависимости от результатов измерений на обточку, или в эксплуатацию, или на склад бракованной продукции.

В случае, когда вместо датчика положения используют контактный рычаг, базирующее приспособление работает следующим образом.

Колесная пара, поданная на позицию (фиг. 7-8), перемещается по рельсовому пути, набегает на контактный рычаг 15, подминает его под себя и тем самым наклоняет связанную с рычагом раму 5, набегает по инерции на ролики 3 рамы и фиксируется между ними.

Рама 5 при этом разворачивается в горизонтальное положение и фиксируется в этом положении фиксирующими элементами.

В дальнейшем все происходит аналогично, как в случае примера работы базирующего приспособления с контактным датчиком.

Устройство для позиционирования колесной пары содержит (фиг.14) позиционирующее приспособление в виде рамы 5 с роликами 3 и со средствами привода их вращения, самоустановки в процессе размещения колесной пары на роликах и фиксации рамы (не показаны), опорную платформу 16, размещенную под опорной плитой 13, амортизирующие элементы 17, кинематически соединяющие раму 5 и опорную платформу 16 и размещенные между ними, винтовые пары 18, обеспечивающие движение опорной платформы 16 в вертикальной направлении и соединенные элементами 19 через редуктор 20 с приводом их вращения (не показан), направляющие 21, по котором производится перемещение опорной платформы вверх или вниз.

В качестве амортизаторов могут быть использованы любые известные типы – резиновые, пружинные и комбинированные (резинометаллические).

Устройство для позиционирования колесной пары работает следующим образом.

После того как колесная пара с рельсов перешла на ролики 3 базирующего приспособления, зафиксировалась на них, включают механизм вертикального подъема опорной платформы 16 и она, перемещаясь по вертикальным направляющим 21, поднимает базирующее приспособление на высоту базирования, на которой производят размещение колесной пары в устройстве для осевого базирования. В процессе измерения геометрических параметров колесной пары опорная платформа 16 производит поджатие базирующего приспособления к колесам колесной пары посредством амортизирующих элементов 17, обеспечивая тем самым тесный контакт роликов 3 с гребнями колес колесной пары.

По окончании процесса измерения манипуляции с колесной парой производят в обратном порядке.

Комплекс (фиг.15) состоит из модуля 22, в котором размещены рабочее место оператора, средства обработки результатов измерений и управления процессом измерения (не показаны), модуля 23, в котором размещена координатно-измерительная машина, содержащая станину 24, портал 25 с неподвижными стойками 26 и траверсой 27, устройство 28 для осевого базирования колесной пары и устройство для позиционирования колесной пары.

Через координатно-измерительную машину проходит рельсовый путь, причем рельсы 2 смонтированы прямо на станине 24.

Измерительная система размещена на траверсе 27 портала 25, а ее элементы в виде светильников 30 частично размещены на площадке 31, которая закрывает сверху раму базирующего приспособления и установлена на ней через амортизирующие элементы 32.

Устройство 28 для осевого базирования колесной пары размещено в стойках 26 портала 25 и снабжено торцевыми центрами 4, в которых производят установку колесной пары в измерительной позиции.

Устройство для позиционирования колесной пары содержит базирующее приспособление с рамой 5 и опорную платформу (не показан), причем последняя снабжена механизмом вертикального перемещения колесной пары, привод которого размещен ниже уровня установки станины (в приямке 33 фундамента 34).

Базирующее приспособление размещено в разъеме рельсового пути, снабжено роликами 3 для фиксации колесной пары 1, опирается посредством амортизирующих элементов на опорную платформу и снабжено механизмом вращения колесной пары (не показаны).

Комплекс закрыт специальным защитным корпусом 35, который выполнен из профилированного (штампованного) металла и имеет технологические проемы (двери) для пропускания колесной пары как на позицию измерения, так и с нее.

Средства управления процессом измерения, размещенные в модуле 22, обеспечивают выдачу необходимых команд на исполнительные механизмы комплекса в процессе подъема колесной пары, осевого базирования, подвода датчиков и измерительных преобразователей в точки измерения колесных пар, поворота колесной пары на заданный угол или его останова, снятия колесной пары, а также последовательного включения и выключения осветителей, коммутации сигналов первичных преобразователей на видеопорт компьютера.

Работа комплекса для измерения нормируемых линейных размеров колесных пар осуществляется следующим образом.

Комплекс включается в работу после включения средств для привода механизмов и подачи колесной пары 1 на базирующее приспособление устройства 29 для позиционирования колесной пары. С помощью этого устройства колесную пару поднимают на уровень измерительной позиции, зажимают в торцовых центрах 4 устройства 28 для осевого базирования и удерживают в нем в течение всего периода цикла измерения параметров колесной пары.

Датчики и первичные измерительные преобразователи, входящие в состав измерительной системы, производят необходимые измерения контактным и бесконтактными методами, а осветители 30, часть которых размещена на площадке 31, способствуют более четкому отображению контуров участков колесной пары, подвергаемой измерению оптическими методами.

При замере неравномерности проката, эксцентриситета и овальности круга катания колесную пару вращают с использованием привода вращения, размещенного в базирующем приспособлении.

При замере толщины гребня и расстояния между внутренними гранями колес вращение колесной пары прекращают не период замера.

После измерения всех параметров компьютер дает команду на останов колесной пары и возврат в исходное положение, из которого колесная пара опять по команде компьютера сходит на рельсовый путь и в зависимости от результатов измерения направляется в один из трех пунктов сбора колесных пар с последующей отправкой или в эксплуатацию, или на ремонт и реставрацию, или в брак.

В дальнейшем цикл повторяют с каждой прибывающей в комплекс колесной парой.

Формула изобретения

1. Способ базирования колесной пары, заключающийся в том, что колесную пару устанавливают на опоры базирующего приспособления, перемещают в позицию измерения, устанавливают в устройстве для осевого базирования, причем базирующее приспособление используют для вращения колесной пары в процессе измерения, отличающийся тем, что на опоры базирующего приспособления устанавливают гребни колес колесной пары, при этом последнюю дополнительно фиксируют в поперечном и продольном положениях и сохраняют это зафиксированное состояние колесной пары до окончания цикла измерения, причем в качестве фиксирующих элементов используют опоры базирующего приспособления, которые выполняют в виде роликов, контактная поверхность которых ответна контактной поверхности гребней колес колесной пары.

2. Базирующее приспособление для колесной пары, содержащее стол, снабженный опорами для приема и размещения на них колесной пары и выполненный с возможностью вертикального перемещения в позицию измерения и вращения колесной пары в процессе измерения, отличающееся тем, что стол выполнен в виде прямоугольной плоской рамы, размещенной на опорной плите, соединенной кинематически с последней и выполненной с возможностью поворота относительно ее длинной оси из горизонтального положения в наклонное и обратно, фиксации в горизонтальном положении и вывода из этого положения, а опоры для размещения на них колесной пары смонтированы на каждой из коротких сторон рамы и выполнены в виде роликов, размещенных с возможностью контакта с гребнями колес колесной пары в двух ее нижних точках, симметрично расположенных относительно вертикальной плоскости, проходящей через осевую линию колесной пары, и имеющих контактную поверхность, ответную контактной поверхности гребней колес колесной пары, при этом ролики, размещенные на одной из коротких сторон рамы, выполнены с возможностью самоустановки под гребни колес, а ролики, размещенные на противоположных коротких сторонах рамы напротив друг друга, образуют две пары роликов, каждая из которых соединена между собой валами, причем одна из этих пар является ведущей, другая – ведомой, а привод ведущей пары размещен внутри контура рамы.

3. Приспособление по п.2, отличающееся тем, что рама снабжена контактным рычагом, выполненным в виде клюшки, отогнутая часть которой размещена с возможностью контакта с набегающим на раму колесом колесной пары.

4. Устройство для позиционирования колесной пары, содержащее стол для размещения на нем колесной пары, выполненной с возможностью съема колесной пары с рельсов, размещения на его опорах, вертикального перемещения по направляющим в позицию измерения и вращения ее в процессе измерения, отличающееся тем, что стол выполнен из базирующего приспособления и опорной платформы, причем базирующее приспособление размещено на опорной платформе, соединено с последней амортизирующими элементами и выполнено по п.2, а опорная платформа выполнена с возможностью поджатия рамы базирующего приспособления к колесной паре в процессе измерения, при этом в качестве средств для поджатия используют амортизирующие элементы, рама базирующего приспособления в исходном положении расположена выше уровня размещения рельсов, а опорная платформа в этом же положении – ниже уровня размещения рельсов.

5. Комплекс для измерения нормируемых линейных размеров колесных пар, содержащий фундамент, рельсовый путь, координатную измерительную машину, включающую станину, портал с неподвижными стойками и траверсой, устройство для осевого базирования колесной пары и устройство для позиционирования колесной пары, причем рельсы смонтированы на станине, устройство для осевого базирования колесной пары размещено в стойках портала, на траверсе портала размещена измерительная система, а устройство для позиционирования колесной пары размещено в разъеме рельсового пути, снабжено механизмами вертикального перемещения колесной пары и ее вращения в процессе измерения, привод первого механизма размещен ниже уровня станины, отличающийся тем, что устройство для позиционирования колесной пары выполнено по п.3, содержит базирующее приспособление по п.2 и снабжено площадкой для размещения светильников, входящих в измерительную систему, причем площадка установлена на базирующем приспособлении и соединена с последней амортизирующими элементами, рельсы размещены на станине с возможностью упора для опорной платформы, а сам комплекс снабжен защитным корпусом.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 07.12.2005

Извещение опубликовано: 10.12.2006 БИ: 34/2006