АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС ИСПЫТАНИЯ РЕССОРНЫХ ПРУЖИН ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ ЛАЗЕР-ЭП

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована на железнодорожном транспорте для измерения и испытания, в частности, параметров пружин тележек электропоездов.
Пружины - широко применяемый на железнодорожном транспорте элемент, требующий систематического контроля. Технические условия на ремонт требуют проверки геометрических и силовых параметров пружин.
Известны установки для испытания пружин рессорного подвешивания тележек грузовых вагонов [1, 2]. Недостатком указанных устройств является отсутствие средств для измерения геометрических параметров пружины - ее диаметра, межвиткового расстояния с определением максимальной разницы шагов между витками, проверки перпендикулярности ее опорных поверхностей по отношению к оси, что ограничивает их функциональные возможности.
Известны стенды для измерения и испытания пружин, позволяющие измерять как силовые, так и геометрические параметры пружин [3-5]. В качестве прототипа заявляемого технического решения выбрано устройство для измерения параметров пружин, состоящее из силового блока со средствами измерения остаточной деформации пружин под нагрузкой, измерительного блока, предназначенное для измерения геометрических характеристик пружин и состоящего из лазерных датчиков, подвижной плиты с опорным ложементом для установки пружины и системы управления и обработки информации. Лазерные датчики установлены на раме, в которой выполнена сквозная полость для размещения пружины. Силовой блок включает гидроцилиндр, на штоке которого закреплен упорный ложемент [6].
Устройство работает следующим образом. В исходном положении опорный ложемент находится на первой рабочей позиции - в зоне измерительного блока. Рама с лазерными датчиками опускается вниз и занимает крайнее нижнее положение. Затем на упорный ложемент устанавливается пружина. Рама с лазерными датчиками перемещается вверх, при этом зондирующие лазерные лучи сканируют поверхность витков пружины. После определения геометрических параметров пружины подвижная плита перемещается в направлении силового блока, и опорный ложемент располагается на второй рабочей позиции, где производится измерение силовых параметров пружины путем ее трехкратного обжатия посредством упорного ложемента.
Недостаток указанного устройства - ограниченные функциональные возможности, обусловленные следующим. Для обеспечения требуемой точности измерений как геометрических, так и силовых параметров пружин они должны быть сцентрированы на опорном ложементе. При небольшой номенклатуре пружин их центрирование может быть произведено вручную, но при расширении номенклатуры пружин такой подход резко снижает производительность устройства. В устройстве - прототипе средства центрирования пружин на опорном ложементе отсутствуют.
Задача, решаемая полезной моделью - расширение функциональных возможностей устройства для измерения параметров пружин за счет расширения номенклатуры измеряемых пружин.
Указанная задача решается тем, что в автоматизированном комплексе испытания рессорных пружин электропоездов ЛАЗЕР-ЭП, включающем измерительный блок для измерения геометрических параметров пружин, снабженный лазерными датчиками, силовой блок со средствами измерения силовых параметров пружин, средства размещения пружин в зоне измерительного и силового блоков и систему управления и обработки информации, средства установки пружин в зоне измерительного и силового блоков снабжены центратором положения пружины. Центратор выполнен в
виде разжимного устройства, соединенного посредством винта с приводом, и снабжен преобразователем угловых перемещений, связанным с винтом и приводом.
Полезная модель иллюстрируется чертежом. На фиг.1 схематически изображен заявляемый автоматизированный комплекс, на фиг.2, вид А (со снятой пружиной) показано устройство центратора.
Автоматизированный комплекс испытания рессорных пружин электропоездов ЛАЗЕР-ЭП состоит из:
- подвижного стола 1 с размещенным на нем опорным ложементом 2 и центратором, состоящим из разжимных губок 3 и винта 4, соединенного с приводом 5, и преобразователя угловых перемещений 6, который кинематически связан с винтом 4 и подсоединен к приводу 5;
- измерительного блока, состоящего из лазерных датчиков 7, установленных на раме 8, в которой выполнена сквозная полость для размещения между датчиками 7 пружины 9. Рама 8 соединена с механизмом вертикального перемещения 10 измерительного блока;
- силового блока, предназначенного для испытания пружин на остаточную деформацию при пробной нагрузке и стрелу прогиба при статической нагрузке и включающего упорный ложемент 11, закрепленный на штоке 12 гидроцилиндра 13;
- системы управления и обработки информации 14.
Заявляемый автоматизированный комплекс работает следующим образом. Пружина 9 размещается на опорном ложементе 2. Привод 5 приводит во вращение винт 4, разжимающий губки 3 (направление разжима и сжима губок показано на фиг.2 стрелками), в результате чего пружина 9 центрируется относительно вертикальной оси измерительного блока и устанавливается в исходное для измерения положение. При достижении критического значения момента затяжки преобразователь угловых перемещений 6 отключает привод 5.
Рама 8 с датчиками 7, находящаяся в начальный момент в крайнем верхнем положении посредством механизма 10 перемещается вниз, и лазерные лучи осуществляют сканирование витков пружины 9. Информация с лазерных датчиков 7 передается в систему управления и обработки информации 14, в которой на основе заложенной программы определяются геометрические характеристики диагностируемой пружины. Если фактические размеры пружины 9 соответствуют паспортным значениям, измерительный блок остается в крайнем нижнем положении, и система 14 дает команду на опускание упорного ложемента 2. В случае несоответствия фактических размеров пружины 9 паспортным значениям, рама 8 с датчиками 7 поднимается в крайнее верхнее положение, стол 1 возвращается в исходное положение, пружина 9 снимается с опорного ложемента 2 и выбраковывается.
После окончания процесса измерения геометрических параметров стол 1 перемещает опорный ложемент 2 с пружиной 9, фактические размеры которой соответствуют паспортным, на позицию силового измерения. Обжим пружины 9 осуществляется посредством гидроцилиндра 13.
Использование в заявляемом устройстве центратора положения пружины позволяет сцентрировать с требуемой точностью ее положение на позициях измерения, что, в конечном итоге, расширяет номенклатуру измеряемых пружин, позволяя измерять в частности, параметры пружин тележек электропоездов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Г.А.Казанский, Б.М.Мирошник. Устройство и ремонт вагонных тележек. М., Трансжелдориздат, 1958 г., стр.198-199.
2. Konrad Dengler Federprufmaschine. Eisenbahningenieur. - 1998. - №10, s.109-111.
3. А.З.Венедиктов, В.Н.Демкин, Д.С.Доков. Измерение параметров и испытания пружин рессорного подвешивания вагонов // Железные дороги мира, 2004 г., №2, стр.45-49.
4. А.З.Венедиктов. Исследование и разработка контрольно-измерительного и испытательного оборудования для ремонта грузовых вагонов на базе бесконтактных лазерных методов // Приборостроение и средства автоматизации, 2004, №8. - С.66-72.
5. А.З.Венедиктов, В.Н.Демкин, Д.С.Доков. Лазерные методы и средства контроля геометрии деталей // В мире неразрушающего контроля, 2004, №1. - С.67-68.
6. Патент №33814 на полезную модель «Устройство для измерения параметров пружин», МКИ G 01 В 11/00; 2003 г. (прототип).