Стенд для контроля геометрических размеров триангеля

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к оборудованию для измерения размеров рамы триангеля при помощи технологического контрольно-измерительного оборудования, предназначенного для контроля размеров триангеля тормозной системы грузового вагона.
Известен стенд для испытания триангелей (патент RU, № 102334, опубл. 27.02.2011, B60S 5/00). Данное техническое решение принято авторами за прототип. Стенд для испытания триангелей содержит каркас, на котором расположены технологические позиции загрузки-выгрузки, разборки и сборки и испытаний. На каркасе также установлены средства для перемещения триангеля между упомянутыми технологическими позициями, выполненные в виде тележки. Позиция разборки и сборки триангеля снабжена механизированными средства снятия шплинтов, цифровым нутромером, полуавтоматическими средствами распрессовки и запрессовки втулок распорки, реверсивными гидравлическими гайковертами с заданным моментом вращения на завертывание гаек триангеля и устройством снятия башмаков. На позиции испытаний установлен гидравлический цилиндр, который снабжен штоком с ложементом и связан с тензометрическим датчиком. Гидравлический цилиндр подключен к гидросистеме и служит для проведения силовых испытаний триангеля. Также в стенде установлены лазерные триангуляционные датчики для измерения геометрических параметров триангеля. В состав стенда входят компьютеризированные средства обработки и визуального отображения результатов испытаний и измерений. Перемещение рабочих органов средств для перемещения триангеля между технологическими позициями, средств снятия шплинтов, полуавтоматических средств распрессовки и запрессовки втулок распорки, гайковертов и устройств снятия башмаков осуществляется посредством приводов, связанных с гидросистемой. Работа стенда осуществляется под управлением блока питания и управления. Стенд для испытания триангелей работает следующим образом. Триангель с помощью грузоподъемного устройства (например, кран-балки или манипулятора) устанавливается на исходную позицию загрузки-выгрузки и затем с помощью средств перемещается на позицию разборки и сборки. Далее осуществляется снятие шплинтов из корончатых гаек крепления башмаков триангеля. Затем с помощью цифрового нутромера производится измерение диаметра втулок распорки триангеля. Если значение диаметра находится в допустимых пределах, осуществляется переход на следующую операцию - отвертывание гаек посредством подвода к ним реверсивных головок гайковертов. Если значение диаметра втулки распорки триангеля меньше допустимого, предварительно производится - с помощью полуавтоматических средств распрессовки и запрессовки втулок распорки - распрессовка втулки, ее удаление и запрессовка новой втулки. Разобранный триангель с помощью средств для перемещения триангеля перемещается с позиции разборки и сборки на позицию испытаний. На позиции испытаний производятся силовые испытания триангеля, а именно с помощью гидравлического цилиндра определяется наличие остаточной деформации триангеля. Тензометрический датчик контролирует величину усилия, прикладываемого к триангелю со стороны гидравлического цилиндра. Кроме того, на позиции испытаний с помощью лазерных триангуляционных датчиков измеряются геометрические параметры триангеля, в частности величина зазора между распоркой и струной и уклон швеллера, и другие параметры. После этого триангель возвращается на позицию разборки и сборки, где осуществляется его сборка (в порядке, обратном, описанному выше). После сборки триангель вновь перемещается на позицию испытаний для измерения с помощью лазерных триангуляционных датчиков расстояния между башмаками и расстояния между башмаками и распоркой. Результаты испытаний и измерений передаются в компьютеризированные средства обработки и визуального отображения результатов испытаний и измерений, в которых осуществляется обработка полученных результатов, их хранение, отображение на экране дисплея и вывод на принтер. После завершения процесса испытания и измерения триангель перемещается на исходную позицию загрузки-выгрузки и с помощью грузоподъемного механизма удаляется со стенда.
В прототипе происходит измерение размеров триангеля после его испытания. Недостатком прототипа является невозможность получения точных результатов прямых измерений геометрических размеров триангеля после его сборки.
Заявляемой полезной моделью достигается техническая проблема - улучшение качества триангеля тормозной системы грузового вагона и достигается технический результат, осуществление точности контроля прямых измерений, а именно осуществление точности контроля измерения значения размера C - разности расстояний L1 и L2 от наружных поверхностей скоб до оси распорки триангеля и осуществление точности контроля измерения значения размера В между наружными поверхностями скоб. Кроме того, заявляемой полезной моделью достигается решение дополнительной технической проблемы - расширение арсенала средств определенного назначения, которое решается путем создания технического решения "Стенд для контроля геометрических размеров триангеля", альтернативного ранее известному техническому решению по патенту № 102334. При этом в качестве дополнительного технического результата, связанного с основным техническим результатом, рассматривается реализация полезной моделью указанного назначения, а именно "Стенд для контроля геометрических размеров триангеля".
В предлагаемом техническом решении стенд для контроля геометрических размеров триангеля состоит из: системы базирования рамы триангеля, системы измерения геометрических размеров триангеля контактным способом возвратно-поступательного действия, пневмоавтоматики. Триангель состоит из швеллера 36, с приваренными к нему центральной распоркой 38, струной 37 и двумя скобами 35.
К системе базирования триангеля можно отнести раму 21, поворотный кронштейн 10, на котором установлены не менее двух упоров 16, закрепленных на поворотном кронштейне 10 через пневмоцилиндр 15. Кроме того, на раме закреплены направляющие 22, одна роликовая опора 8 с закрепленным на ней центральным схватом 7 (в частном варианте исполнения может быть нажимного типа), содержащим не менее двух щечек ножевого типа 9 для лучшего базирования триангеля (на каждой стороне), расположенного на поворотном кронштейне 10, на котором также закреплены не менее двух роликовых опор 6.
Система измерения геометрических размеров триангеля контактным способом возвратно-поступательного действия состоит: из двух компактных пневмоцилиндров 4, установленных на поворотном кронштейне 10, на штоках которых закреплены не менее двух упоров 1 (в частном варианте выполнения нажимного типа), которые соединены со штоками 2 индуктивных датчиков линейных перемещений 5. В частном варианте выполнения корпуса индуктивных датчиков линейных перемещений 5 закреплены на балке поворотного кронштейна 10 с помощью колодок 3. В частном варианте выполнения для выставки пневмоцилиндров 4 используются винтовые упоры. Винтовые упоры в частном варианте выполнения состоят из болта 18 и гайки 19. Закручивая или раскручивая данные винтовые упоры, можно увеличивать или уменьшать расстояния А1 (33) и А2 (34) - размеры крайних положений упоров 1. Расстояния А1 (33) и А2 (34) выставляют заранее, так как их значения заранее известны в соответствии с технологией. Поворотный кронштейн 10, подъем-опускание которого производится пневмоцилиндром 13, в частном варианте выполнения крепится с помощью шарниров 14 к раме 21 стенда для контроля геометрических размеров триангеля. Вычисление и визуализация полученных результатов, а так же заключение о годности триангеля производится программируемым устройством (в частном варианте выполнения промышленным логическим контроллером (не показан на фигурах)), в котором полученные значения размеров L1, L2, B и C сравниваются с предельно допустимыми значениями, заданными технологически.
Пневмоавтоматика состоит из: блока подготовки воздуха 17, ресивера с усилителем давления 11, ручных пневмораспределителей 12, 23, 24, 25 и двух компактных пневмоцилиндров 13, 15, а также другой пневмоаппаратуры, необозначенной на фигурах: трубок, дросселей, фитингов, пневмоглушителей. Пневмоцилиндр 15 закреплен на поворотном кронштейне 10, а пневмоцилиндр 13 закреплен на раме 21.
Также в стенде для контроля геометрических размеров триангеля используют блок питания.
Устройство работает следующим образом:
Включают блок питания стенда для контроля геометрических размеров триангеля.
Первоначально поворотный кронштейн 10 и упоры 16 устанавливают в нижнем положении, как показано на фиг. 3. Триангель в горизонтальном положении по направляющим 22 подают в зону действия поворотного кронштейна 10. Пневмораспределителем 25 подают воздух в поршневые полости пневмоцилиндров 15, которые поднимают упоры 16. В частном варианте выполнения упоры 16 выполняют цилиндрической формы. Триангель прижимают швеллером 36 к поднятым упорам 16, чем обеспечивают его базирование в продольном направлении. Пневмораспределителем 12 подают воздух в поршневую полость пневмоцилиндра 13, поднимающего поворотный кронштейн 10. В центральный схват 7 подают воздух пневмораспределителем 23. При поднятии поворотного кронштейна 10, триангель снимают с направляющих 22 и швеллером 36 опирают на роликовые опоры 6, а распоркой 38 - на роликовую опору 8, при этом распорку 38 с двух сторон зажимают центральным схватом 7, в который подают воздух пневмораспределителем 23.
Так как щечки ножевого типа 9 центрального схвата 7 двигаются синхронно на встречу друг другу, то при полном зажиме распорки 38 происходит совпадение оси распорки 38 с осью установки 40, что обеспечивает базирование триангеля в поперечном направлении. При этом роликовые опоры 6 и 8 удерживают триангель в горизонтальной плоскости и не препятствуют его смещению поперек оси установки 40.
После завершения базирования и закрепления триангеля на установке, пневмораспределителем 24 воздух подают в штоковые полости пневмоцилиндров 4, которые сдвигают закрепленные на их штоках упоры 1 в положение 39 до касания наружных поверхностей 26 и 27 скоб 35 триангеля, при этом происходит перемещение штоков 2 индуктивных датчиков линейных перемещений 5, которые фиксируют перемещения l1 (28) и l2 (29), где l1 и l2 - размеры между крайними положениями упоров 1 и наружными поверхностями скоб 35 триангеля (по-другому, рабочие ходы штоков 2 индуктивных датчиков линейных перемещений 5), и передают полученные значения в программируемое устройство, высчитывающий размеры L1 (30), L2 (31), и дополнительно размеры B (32) и значение C разности размеров L1 и L2 по формулам
L1 = А1-l1; L2 = А2-l2; B = L1+L2; С = L1-L2
Программируемое устройство, сравнивает полученные значения размеров L1, L2, и дополнительно B, С с предельно допустимыми значениями и заложенными в программе программируемого устройства в соответствии с технологическим процессом, согласно требованиям п. 5.2.8 ГОСТ 4686-2012 и рисунка 1 ГОСТ 4686-2012, и выдает заключение о годности триангеля.
Предлагаемая полезная модель поясняется графическим материалом. На фигуре 1 изображен триангель. На фигуре 2 изображен стенд для контроля геометрических размеров триангеля (главный вид). На фигуре 3 изображен стенд для контроля геометрических размеров триангеля (вид сбоку). На фигуре 4 изображен стенд для контроля геометрических размеров триангеля с выставленными размерами А1 и А2. На фигуре 5 изображен датчик линейных перемещений. На фигуре 6 изображен центральный схват (вид сверху).
Предлагаемый стенд для контроля геометрических размеров триангеля используется в цехах предприятия Акционерное общество «Научно-производственная корпорация «Уралвагонзавод» имени Ф.Э. Дзержинского».
Источники информации
1. Патент «Стенд для испытания триангелей» патент RU, № 102334 (опубл. 27.02.2011 B60S 5/00). Исп. Лебедева Е.А., (3435) 345839.