УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИАЛЬНОГО БИЕНИЯ ВЕНЦА ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА ТЯГОВОЙ ПЕРЕДАЧИ ТЕПЛОВОЗА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к жестким и упругим зубчатым колесам тяговой передачи тепловозов при измерении радиального биения.
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]. Оно определяется положением измерительного наконечника во впадинах зубьев при соприкосновении его с боковыми поверхностями. Измерительные наконечники изготавливаются в виде усеченного конуса с углом при вершине, равным двойному углу профиля исходного контура, т.е. 2α. Для большинства зубчатых колес, нарезаемых зуборезным инструментом α=20°, поэтому угол при вершине конуса должен быть равен 40°±7′ [2].
Для измерения радиального биения колес с модулем от 0,2 до 10 мм в соответствии с ГОСТ 8137-81 выпускаются биениемеры трех классов точности: A, AB и B [3]. Инструментальными предприятиями изготавливаются биениемеры типа Б - 10М для цилиндрических колес модулем от 1 до 10 мм и диаметрами от 20 до 400 мм. Но поскольку зубчатые колеса тяговой передачи тепловоза имеют величину делительного диаметра равной 750 мм, то эти приборы не могут быть использованы для измерения радиального биения. Кроме того, при ремонте колесных пар биение целесообразно измерять тогда, когда зубчатое колесо уже установлено на ось, и процедура контроля уже невозможна даже при наличии биениемеров больших типоразмеров.
В производственных условиях допускается осуществлять проверку радиального биения с помощью калиброванного ролика и индикатора часового типа [2]. Для этой цели колесо закрепляется в центрах, в одну из его впадин укладывается ролик и делается измерение. Затем колесо проворачивается на один зуб и процедура повторяется до тех пор, пока не будут проконтролированы все впадины. Наибольшая разность показаний индикатора дает значение радиального биения. Диаметр ролика при этом методе должен быть таким, что образующая его соприкасалась с боковыми поверхностями зубьев в точках, лежащих на постоянной хорде зуба. Опытным путем установлено, что диаметр ролика должен быть: D=1,68 m, т.е. при модуле 10 мм диаметр получается величиной 16,8 мм. Поскольку в производственных условиях изготовить калиброванный ролик проблематично, можно в соответствии с ГОСТ 2475-88 подобрать ближайший к этому размеру стандартный, например 16, 565 мм [4].
Но и этот метод предполагает измерение радиального биения отдельно взятого колеса, т.е. не в сборе с колесной парой. 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 ролика диаметром 16,8 мм производятся замеры в трех положениях.
Однако такой метод обладает существенным недостатком: измерительной базой является не колесная пара, а колесно-токарный станок, что увеличивает погрешность измерения.
Задачей, на решение которой направлена заявляемое изобретение, является повышение точности измерения радиального биения. Предлагаемое устройство представляет собой стойку с призматическим основанием, горизонтальную штангу 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 стойка 4 с индикатором 5.
Для производства измерений стойка 4 с призматическим основанием устанавливается на шейку оси колесной пары. В первую помеченную впадину зубчатого колеса укладывается калиброванный ролик 3, а горизонтальная штанга стойки перемещается до тех пор, пока измерительный наконечник индикатора 5 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 с ценой деления 0,01 мм. Для предотвращения произвольного углового перемещения стойки 4 предусмотрен предохранительный рычаг, который одним концом прикреплен к стойке, а другим - к станине станка (на рисунке он не показан).
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. У большинства тепловозов колесо тяговой передачи имеет 75 зубьев и столько же впадин, т.е.количество измерений может быть сокращено до значения, кратного пяти, т.е. до 5, 15 или 25.
Использование предложенного устройства позволит увеличить точность измерения, поскольку измерительной базой является поверхность той детали (ось), на которую установлено колесо.
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 8137-81. Приборы для измерений радиального биения зубчатого венца. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 1985. 6 с.
4. ГОСТ 2475-88. Проволочки и ролики. Технические условия. М.: Изд-во стандартов, 2003. 16 с.