УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЛЬНОГО И ТОРЦОВОГО БИЕНИЯ ЗУБЧАТОГО ВЕНЦА И КОЛЕСА КОЛЕСНОЙ ПАРЫ ЛОКОМОТИВА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к жестким и упругим зубчатым колесам тяговой передачи, и колесам колесной пары локомотивов.
Радиальное биение является одним из основных показателей кинематической точности зубчатых колес. Радиальное биение - это наибольшая в пределах зубчатого колеса разность расстояний от его рабочей оси до делительной прямой элемента нормального исходного контура, условно наложенного на профили зубьев колеса [1, 2]. Оно определяется положением измерительного наконечника зубомерного инструмента во впадинах зубьев при соприкосновении его с боковыми поверхностями. Выпускаемые инструментальными предприятиями биенимеры могут производить измерения радиального биения с диаметром деталей до 400 мм. Локомотивные зубчатые колеса тяговой передачи имеют значительно большие размеры. Так, например, делительный диаметр у колеса основных серий тепловоза составляет 750 мм, а у электровоза еще больше - у электровоза ВЛ60 он достигает 968 мм. Поэтому производить измерения типовыми приборами невозможно.
Торцовое биение - это разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля торцовой поверхности, до плоскости, перпендикулярной базовой оси [3]. Измерение торцового биения можно производить с помощью индикаторов часового типа и стоек для их закрепления.
В производственных условиях при ремонте колесной пары требуется производить измерения радиального и торцового биения не по отдельным деталям и узлам, а по изделию в собранном виде. В некоторых ремонтных депо радиальное биение измеряют на колесно - токарном станке после обточки бандажей. Для этого на суппорт станка устанавливается стойка с магнитным основанием и индикатором часового типа и с помощью калиброванного ролика производятся замеры радиального биения в трех положениях.
Однако такое решение обладает существенным недостатком: измерительной базой является не колесная пара, а колесно-токарный станок, что увеличивает погрешность измерения. Кроме того, невозможно производить измерение торцового биения. Более близким техническим решением является устройство для измерения радиального биения венца зубчатого колеса [4]. Однако такое устройство предназначено только для измерения радиального биения зубчатого колеса тяговой передачи тепловоза, которое расположено несимметрично на колесной паре. Тяговая передача электровоза состоит из двух кинематических цепей, у которых два зубчатых колеса расположены симметрично на оси колесной пары. Для того, чтобы произвести измерение биения второго колеса, требуется стойку с индикатором переставить на вторую шейку оси, что практически изменяет положение измерительной базы. Кроме того, односторонняя установка стойки с индикатором на шейки оси допускает некоторый перекос измерительной системы, что вносит дополнительную погрешность измерения.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение точности измерения радиального биения, а также и измерение торцового биения. Предлагаемое устройство представляет собой две стойки с призматическим основанием, горизонтальную штангу, поворотную консоль с индикатором ИЧ-10 и калиброванный ролик.
Решение технической задачи поясняется представленным рисунком, где с измеряемым объектом показано предлагаемое устройство. Собранная колесная пара 1 с обточенными бандажами остается закрепленной на колесно-токарном станке. На ободе зубчатого колеса 2 маркером помечается несколько впадин, в которые будут укладываться ролики 3. На шейку оси колесной пары устанавливается левая 4 и правая 5 стойки. На эти стойки крепится горизонтальная штанга 6, на которую установлены консоли 7 и 8.
Для производства измерений стойки 4 и 5 с призматическим основанием с индикаторами 9 и 10 устанавливаются на левую и правую шейки оси колесной пары. В первую помеченную впадину зубчатого колеса укладывается калиброванный ролик 3, а консоли 7 или 8 перемещаются по штанге 6 до тех пор, пока измерительный наконечник индикатора 9 не войдет в контакт с цилиндрической поверхностью ролика. При этом желательно, чтобы большая стрелка индикатора сделала 1-2 оборота, а затем поворотом за ободок шкалы она выставляется нулевой отметкой на стрелку шкалы. Для предотвращения произвольного углового перемещения стоек 4 или 5 предусмотрены предохранительные рычаги, которые одним концом прикреплен к стойке, а другим - к станине станка (на рисунке они не показаны).
Затем, приподняв измерительный наконечник индикатора, ролик перемещается в следующую впадину, а колесо с колесной парой проворачивается на один шаг и снова производится измерение индикатором. Разница между наибольшим значением показания индикатора и наименьшим и будет являться радиальным биением. В производственных условиях число измерений может быть сокращено.
Для измерения торцового биения зубчатого венца или колеса колесной пары при такой же установке стоек и штанги, к торцам колес подводится консоль 7 или 8 с индикаторами 10 до тех пор, пока большая стрелка не совершит 1-2 оборота. Выставлять на ноль индикаторы не обязательно, для измерения достаточно провернуть колесную пару на один оборот, при этом отмечая максимальные и минимальные показания индикатора.
Использование предложенного устройства позволит увеличить точность измерения, поскольку измерительной базой будет являться сама ось колесной пары, а также устраняется возможность появления перекосов измерительной системы. Кроме того, по сравнению с прототипом расширяются технологические рамки использования, поскольку производится измерение как радиального, так и торцового биения и эти измерения можно производить не только для колесной пары тепловоза, но и для локомотивов любой серии.
Список использованных источников
1. ГОСТ 1643-81. Передачи зубчатые цилиндрические. Допуски. М.: Изд-во стандартов, 1983. 59 с.
2. Марков А.Л. Измерение зубчатых колес (допуски, методы и средства контроля) / А.Л Марков. Л.: Машиностроение, 1977. 280 с.
3. ГОСТ 24642-81. Допуски формы и расположения поверхности. Основные термины и определения. М.: Изд-во стандартов, 1984. 111 с.
4. Патент на полезную модель №161342 RU, МПК G01B 3/22, G01B 5/20, G01B 5/14. Устройство для измерения радиального биения венца зубчатого колеса тяговой передачи тепловоза / Волков В.М., Должиков С.Н., Лакеенко М.Н.// Бюл. №11,2016.