УСТАНОВКА ДЛЯ ВИБРОДИАГНОСТИКИ БУКСОВЫХ УЗЛОВ КОЛЕСНЫХ ПАР ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ

Полезная модель относится к установкам диагностики буксовых узлов колесных пар грузовых, рефрижераторных и пассажирских вагонов.
Известен стенд для вращения колесной пары рельсового подвижного состава [1], содержащий неподвижное основание, на котором закреплены опоры для букс колесной пары, тормозное устройство на кронштейне, пневмоцилиндр подъема, пневмоцилиндры прижима с электродвигателями закрепленными на поворотных платформах и установленное на пневмоцилиндре подъема подъемно-позиционирующее устройство с встроенным устройством выталкивания колесной пары с позиции.
Особенностями прототипа являются: отсутствие возможности диагностирования буксовых узлов колесных пар с коническими двухрядными подшипниками кассетного типа, большое время для установления заданной частоты вращения колесной пары, повышенная опасность, связанная с работой тормозного устройства.
Известны также стенды и комплексы [2, 3], применяемые также для диагностики и контроля технического состояния буксовых узлов колесной пары.
Описываемая ниже установка диагностики буксовых узлов колесных пар грузовых, рефрижераторных и пассажирских вагонов состоит из металлоконструкции стенда для вращения колесной пары и пульта управления стендом, включающего в себя блок адаптивной регулировки частоты вращения колесной пары, электронное устройство для измерения вибрации с программным обеспечением и функциональные элементы управления стендом.
Наиболее достоверное выявление неисправностей буксового узла при вибродиагностическом исследовании возможно только в определенном частотном диапазоне вращения колесной пары. Скорость вращения зависит от многих факторов, таких как напряжение рабочей электросети, износ резиновых фрикционных роликов, сила прижима электродвигателей к внутренним ободам колесной пары. В приведенных прототипах частота вращения колесной пары находится в пределах от 250 до 310 об/мин.
Однако электронное устройство вибродиагностики способно регистрировать сигнал только в определенном динамическом диапазоне, который соответствует узкому диапазону частот вращения колесной пары.
Оператору приходится все время следить за частотой вращения колесной пары и включать вибродиагностику только при достижении колесной парой установленной частоты вращения, что значительно усложняет его работу.
Техническим результатом настоящей полезной модели является расширение функциональных возможностей, повышение эффективности использования установки, обеспечение возможности диагностирования буксовых узлов колесных пар, как с подшипниками с короткими цилиндрическими роликами, так и с коническими двухрядными подшипниками кассетного типа, а также повышение безопасности и удобства эксплуатации установки.
Технический результат достигается тем, что в известный стенд для вращения колесной пары рельсового подвижного состава, содержащий неподвижное основание, на котором закреплены опоры для букс колесной пары, тормозное устройство на кронштейне, пневмоцилиндр подъема, пневмоцилиндры прижима с электродвигателями закрепленными на поворотных платформах и установленное на пневмоцилиндре подъема подъемно-позиционирующее устройство с встроенным устройством выталкивания колесной пары с позиции, введен блок адаптивной регулировки частоты вращения колесной пары.
Электронный блок адаптивной регулировки частоты вращения колесной пары состоит из частотного преобразователя электрически соединенного с электродвигателями, электронного блока управления частотой вращения колесной пары, оптического датчика закрепленного в одной из опор буксового узла, световозвращателя устанавливаемого на внешней поверхности колесной пары. Электронный блок управления по определенному алгоритму управляет частотой вращения электродвигателей при помощи частотного преобразователя, по обратной связи непрерывно отслеживая частоту вращения колесной пары. Установка может раскручивать колесную пару с частотой вращения от 0 до 310 об/мин. Необходимый амплитудный диапазон и уровень шумов на входе вибродиагностического устройства обеспечиваются при частоте вращения колесной пары 240-250 об/мин. с отключенными электродвигателями и отведенными фрикционными роликами.
Регулирующие воздействия электронного блока управления стремятся привести значение частоты вращения колесной пары близкое к номинальному с заданной ошибкой. Электронный блок адаптивной регулировки частоты вращения колесной пары, так же позволяет устанавливать различные номинальные частоты вращения при изменении типа диагностируемых буксовых узлов колесной пары. При достижении условий диагностирования электронный блок автоматически включает устройство вибродиагностики для проведения замеров.
В установку введены установочные пластины с угловыми упорами и направляющие посадки буксы колесной пары. На фиг.1 изображен фрагмент установки. Направляющие 2 буксового узла 1 позволяют точно поместить буксовые узлы на соответствующие установочные пластины 3. Установочные пластины 3 снабжены четырьмя угловыми упорами 4. При помощи данной конструкции направляющих и установочных пластин возможна диагностика буксовых узлов колесных пар, как с подшипниками с короткими цилиндрическими роликами, так и с коническими двухрядными подшипниками кассетного типа.
Для торможения колесной пары подъемно-позиционирующее устройство 1 (фиг.2) поднимают при помощи пневмоцилиндра 2. При этом тормозные колодки 3 смонтированные на рельсовом участке 4 подъемно-позиционирующего устройства соприкасаются с поверхностью катания обода колеса колесной пары. Для обеспечения безопасного торможения, тормозное усилие регулируется редукционным клапаном.
Работа установки для диагностики буксовых узлов колесных пар грузовых, рефрижераторных и пассажирских вагонов осуществляется следующим образом.
Колесная пара свободно катится по рельсам технологического пути. Металлоконструкция стенда монтируется на специальном фундаменте в разрыве технологического пути. Колесная пара без препятствий закатывается на подъемно-позиционирующее устройство стенда, находящееся на одном уровне с рельсами технологического пути. Оператор при помощи команды с пульта управления приводит в действие пневмоцилиндр подъема. Подъемно-позиционирующее устройство плавно опускается вниз, сохраняя свое горизонтальное положение. Буксы колесной пары с помощью направляющих точно позиционируются на установочные пластины.
Для раскрутки колесной пары фрикционные ролики, установленные на валах электродвигателей поджимаются с помощью пневмоприводов к внутренней боковой поверхности колеса, и передают вращение колесной паре. Частота вращения колесной пары автоматически регулируется электронным блоком с помощью частотного преобразователя и доводится до номинального значения, с учетом влияющих факторов. Для удобства, индикация частоты вращения колесной пары выведена на рабочую панель пульта управления установкой. После раскрутки, электронный блок адаптивной регулировки отключает питание электродвигателей и отводит фрикционные ролики от колесной пары. Далее устройство измерения вибрации проводит необходимые виброизмерения.
После завершения измерений электронный блок адаптивной регулировки приводит в действие пневмоцилиндр подъема, но уже через тормозной пневмораспределитель. При этом тормозные колодки плотно соприкасаются с поверхностью катания обода колеса колесной пары, но подъема колесной пары не происходит.
Вращение колесной пары прекращается в течение 6-8 сек. После чего оператор при необходимости подает команду на подъем подъемно-позиционирующего устройства и колесная пара оказывается на одном уровне с рельсами технологического пути. Для дальнейшего движения по технологическому пути колесную пару выталкивают с помощью автоматического толкателя встроенного в подъемно-позиционирующее устройство.
Введение в установку автоматической регулировки частоты вращения колесной пары позволяет раскручивать колесную пару до строго определенной частоты при изменении влияющих факторов, что обеспечивает постоянство измерений и позволяет ускорить процесс установки номинальной частоты вращения колесной пары.
Введение пластин с угловыми упорами 4 (фиг.1) позволяет добиться плотного устойчивого соприкосновения буксового узла с установочной пластиной. Следовательно виброакустический сигнал без помех передается на вибродатчики и повышается точность диагностирования.
Введение в металлоконструкцию стенда направляющих 2 (фиг.1) для посадки колесной пары позволяет точно позиционировать буксовые узлы колесных пар. При этом точная посадка колесной пары также обеспечивает плотное соприкосновение буксового узла с установочной пластиной и, следовательно, повышение точности диагностирования. Направляющие для посадки колесной пары и угловые упоры позволяют устанавливать на стенд колесные пары с различными типами букс, что расширяет функциональную область применения установки.
Введение в установку тормозного устройства встроенного непосредственно в подъемно-позиционирующее устройство, позволяет значительно упростить конструкцию установки и повысить ее надежность.
Заявляемая установка может быть использована для вращения колесной пары с подшипникам с короткими цилиндрическими роликами и коническими двухрядными подшипниками кассетного типа, для диагностики, равномерного распределения смазки и т.п. Установка может контролировать уровень смазки подшипников буксовых узлов по уровню вибрационного шума.
Литература:
1. Патент на полезную модель RU 51739 U1
2. Патент на полезную модель RU 50661 U1
3. Патент на полезную модель RU 84559 U1