УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БАНДАЖЕЙ КОЛЕС ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Полезная модель относится к измерительной технике, а именно к устройствам для контроля геометрических параметров бандажей колес подвижного состава, и может быть использована в прокатном производстве, машиностроении и в ремонтном производстве железнодорожного транспорта.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для контроля геометрических параметров бандажей колес подвижного состава (см. патент СССР №1415045 «Устройство для автоматического измерения диаметра цельнокатаных колес и бандажей по кругу катания» М. кл. 3 G01В 7/12, опубл. 07.08.1988, бюл. №29), которое включает стол для размещения бандажа колеса, датчики диаметра, соединенные с блоком вычисления, и механизм вертикального перемещения.
Недостатком устройства является невысокая точность контроля, вызванная погрешностями от неточной установки бандажа по линии измерения диаметра, а также отсутствие возможности контроля геометрических параметров внутренней поверхности бандажа, что снижает его функциональные возможности.
Задачей настоящего изобретения является повышение точности контроля и расширение функциональных возможностей устройства.
Поставленная задача решается тем, что в устройство для контроля геометрических параметров бандажей колес подвижного состава, включающее стол для размещения бандажа колеса, датчики диаметра, соединенные с блоком вычисления, и механизм вертикального перемещения, введены установленные в столе концентрично друг к другу и с возможностью вертикального перемещения
шток, на котором установлены датчики диаметра, и кольцо, для установки которого в столе выполнена кольцевая проточка, с которой соединен канал для подсоединения механизма вертикального перемещения к кольцу, имеющему конусовидную верхнюю часть для взаимодействия с внутренней окружностью торца бандажа, при этом шток установлен с возможностью вращения, а в столе выполнена ниша для размещения в ней датчиков диаметра, для подключения которых к блоку вычисления шток выполнен полым.
Такое выполнение устройства, в котором введены установленные в столе концентрично друг к другу и с возможностью вертикального перемещения шток, на котором установлены датчики диаметра, и кольцо, для установки которого в столе выполнена кольцевая проточка, с которой соединен канал для подсоединения механизма вертикального перемещения к кольцу, имеющему конусовидную верхнюю часть для взаимодействия с внутренней окружностью торца бандажа, при этом шток установлен с возможностью вращения, а в столе выполнена ниша для размещения в ней датчиков диаметра, для подключения которых к блоку вычисления шток выполнен полым, позволяет установить бандаж колеса концентрично штоку за счет центровки внутренней поверхности бандажа относительно общей оси кольца и штока и тем самым установить бандаж по линии измерения диаметра и уменьшить погрешности измерения и, соответственно, повысить точность измерения, а также позволяет расположить датчики диаметра внутри бандажа и тем самым обеспечить возможность контроля геометрических параметров внутренней поверхности бандажа и, как следствие, расширить функциональные возможности устройства.
На фиг.1 представлено устройство для контроля геометрических параметров бандажей колес подвижного состава.
Устройство включает стол 1, на горизонтальной поверхности которого установлен бандаж 2 колеса, датчики 3 диаметра для измерения координат двух диаметрально расположенных точек внутренней поверхности бандажа 2 и блок 4 вычисления, к которому подключены датчики 3 диаметра соединительными проводами, проходящими внутри полого штока 5. Кольцо 6 установлено в столе
1 с возможностью вертикального перемещения и взаимодействия с внутренней поверхностью бандажа 2. Для размещения кольца 6 в столе 1 выполнена кольцевая проточка 7. Кольцо 6 для перемещения относительно стола 1 имеет механизм 8 вертикального перемещения, соединенный каналом 9 с проточкой 7. Датчики 3 диаметра закреплены на штангах 10, прикрепленных к держателю 11, который установлен на штоке 5. В столе 1 выполнена ниша 12 для размещения датчиков 3 при выведении их из зоны измерения во время установки бандажа. Механизм вращения 13 обеспечивает вращение штока 5 и установленных на нем датчиков 3 диаметра. Привод 14 вертикального перемещения обеспечивает возвратно-поступательное перемещение штока 5 вдоль оси вращения на заданное расстояние и его фиксацию относительно выбранных поперечных сечений бандажа. Блок 4 вычисления, механизм 8 вертикального перемещения кольца 6, механизм вращения 13 и привод 14 вертикального перемещения штока 5 закреплены на нижней стороне стола 1.
Устройство работает следующим образом.
Включают гидропривод (на фиг.1 не показан) механизма 8 вертикального перемещения и поднимают кольцо 6 в верхнее положение. Бандаж 2 устанавливают внутренней боковой поверхностью на конусовидную верхнюю часть кольца 6. Под действием силы тяжести бандажа 2 кольцо 6 опускается, преодолевая заранее рассчитанное сопротивление гидропривода механизма 8, и бандаж располагается на столе 1, автоматически устанавливаясь концентрично штоку 5 за счет взаимодействия конусовидной части кольца с внутренней поверхностью бандажа. Затем отключают гидропривод механизма 8 и опускают кольцо 6 ниже уровня стола 1.
Включают датчики 3 и блок 4 вычисления. Для контроля геометрических параметров внутренней поверхности бандажа включают механизм 14 вертикального перемещения штока 5, с помощью которого перемещают датчики 3 из нижнего положения в верхнее. При этом осуществляют сканирование профиля внутренней поверхности в двух диаметрально расположенных продольных сечениях бандажа 2. Далее, с
помощью блока 4 вычисления вычисляют линейные размеры элементов профиля внутренней поверхности бандажа: ширину бандажа, ширину и высоту прижимного бурта 15, ширину и глубину канавки 16 для стопорного кольца, расстояние от бурта 15 до канавки 16, ширину и наклон фасок на элементах внутренней поверхности бандажа. Сканирование профиля в двух продольных сечениях позволяет выявить наличие дисперсии величины контролируемых параметров внутренней поверхности бандажа и получить ее усредненный профиль.
Для контроля диаметра посадочной части 17 внутренней поверхности бандажа с помощью привода 14 вертикального перемещения штока 5 устанавливают датчики 3 диаметра в первое заданное поперечное сечение. Затем включают механизм вращения 13 штока 5 и в процессе кругового движения датчиков 3 диаметра производят измерение диаметра внутренней поверхности бандажа в нескольких продольных сечениях. Для определения средней величины диаметра используют два взаимно перпендикулярных продольных сечения, а для определения овальности внутренней поверхности используют не менее трех продольных сечений, равноотстоящих друг от друга. Далее, устанавливают датчики 3 диаметра во второе заданное поперечное сечение и повторяют измерения. По результатам этих измерений определяют среднюю величину диаметра и овальность внутренней поверхности бандажа в первом и во втором поперечном сечениях. При сопоставлении результатов измерения диаметров в одних и тех же продольных сечениях определяют величину конусности внутренней поверхности бандажа. Затем все полученные результаты сравнивают с номинальными размерами бандажа и делают заключение о соответствии или несоответствии измеренных параметров требуемым.
Расстояние MN между исходным положением датчиков 3 устанавливают и измеряют заранее. В качестве измерителей используют лазерные датчики - измерители линейных расстояний.
Диаметр D внутренней поверхности бандажа определяют как сумму длины прямой MN и отрезков КМ и LN, т.е., D=MN+(KM+LN). Измерение
диаметра производят по координатам двух диаметрально расположенных точек К и L окружности. С помощью датчиков 3 измеряют координаты точек К и L, отсчитывая их от положения соответствующего датчика 3 по направлению линии MN. Сигналы с параметрами этих координат передают от датчиков 3 в блок 4 вычисления, в котором по измеренным координатам вычисляют величину диаметра D.
По окончании измерений датчики 3 отводят в нижнее положение и располагают внутри ниши 12, бандаж 2 колеса снимают, выдвигают кольцо 6 в верхнее положение и устанавливают на стол 1 следующий бандаж.