УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМИТАЦИИ ПРОЦЕССА НАГРУЖЕНИЯ КОЛЕСА НА РЕЛЬС

Полезная модель относится к разделу машиностроения, в частности к исследованию износа пар трения.
Известно устройство, в котором парой трения являются образцы специальной формы для моделирования процесса набегания гребня колеса на рельс. Устройство основано на базе токарно-винторезного станка 1К62. Оно состоит из модели рельса, выполненной в виде диска с пропилом, закрепленного в шпинделе токарно-винторезного станка при помощи оправки, модели колеса. Крепление модели рельса производится с помощью планшайбы и гайки. На суппорте станка крепится приспособление с расположенными внутри датчиками универсального. динамометра и установленной вилкой, в центрах которой размещается модель колеса. Модель колеса с помощью поперечной подачи подводится к модели рельса так, чтобы был устойчивый контакт. В данном устройстве имитируется непрерывность процесса движения колеса по рельсу и пропил на модели рельса имитирует стык рельсов, что максимально приближает работу моделей колеса и рельса к натуральным условиям. Скорость вращения устройства регулируется с помощью коробки скоростей станка. Взаимодействие данных моделей колеса и рельса обеспечивается продольной и поперечной подачами суппорта станка, с помощью которых выставляются усилия, действующие на колесо в процессе эксплуатации, которые в свою очередь контролируются измерительными приборами универсального динамометра. [1]
За прототип принято устройство для упрочнения коллекторов электрических машин, представляющий собой накатник, который крепится в суппорте ползуна поперечно-строгального станка модели 735. Накатник состоит из корпуса, который представляет собой полый цилиндр, подпружиненного штока, на конце которого консольно закреплен накаточный диск. Диск накатника изготавливается из стали 45, и имеет следующие размеры: D=100 мм; В=8 мм; R=8 мм, твердость диска 60 HRC. Шток нагружается тарированной пружиной, которая в свою очередь опирается на регулировочный винт, который располагается в верхней части корпуса накатника. Регулировочный винт необходим для создания предварительного натяга пружины перед работой и снятия натяга после накатки. На корпусе располагается полка, при помощи которой накатник устанавливается в резцедержателе. Установленный в резцедержателе накатник предварительно нагружается регулировочным винтом до смещения упора до отметки «0», затем в зависимости от величины упрочненного слоя, который необходимо получить на поверхности коллектора, производится плавный подвод накатника к вращающемуся коллектору. При этом будет происходить смещение разметочного упора, установленного в вилке накатника. Совпадение паза упора с тарированными значениями на корпусе накатника будет соответствовать приложенной нагрузке. Тарировка нагрузки выполнена в виде цифр, каждая из которых обозначает усилие нажатия, приложенное накатником к поверхностному слою коллектора и выраженную в ньютонах. Например, цифра «2» соответствует усилию нажатия в 200 Н.
Недостатком этой установки является неприменимость к паре трения колесо-рельс.
На фиг.1 изображена схема устройства.
Новое испытательное устройство было создано на базе поперечно-строгального станка модели 735, оно крепится в суппорте ползуна поперечно-строгального станка. Устройство состоит из держателя-корпуса 1, внутри которого находится вилка 2, в центрах которой закреплена модель колеса 3. Модель колеса изготовлена из колесной стали, профиль которого соответствует профилю катания колеса. Форма профиля рабочей поверхности колеса на модели уменьшена в 3 раза. Вилка нагружается тарированной пружиной 4, которая в свою очередь опирается на регулировочный винт 5, который располагается в верхней части корпуса устройства. Регулировочный винт необходим для создания предварительного натяга пружины перед работой и снятия натяга после испытания на износ пары трения колесо-рельс. На корпусе располагается полка 6, при помощи которой устройство устанавливается в резцедержателе. Установленное в резцедержателе устройство предварительно нагружается регулировочным винтом до смещения штифта 7 до отметки «0», затем в зависимости от величины упрочненного слоя, который необходимо получить на поверхности коллектора, производится плавный подвод накатника к вращающемуся коллектору. При этом будет происходить смещение разметочного штифта 8, установленного в вилке устройства. Совпадение паза штифта с тарированными значениями на корпусе устройства будет соответствовать приложенной нагрузке. Тарировка нагрузки выполнена в виде цифр, каждая из которых обозначает усилие нажатия, приложенное моделью колеса к модели рельса и выраженную в ньютонах.
Таким образом, был получен наиболее эффективный и точный способ оценки поведения материалов в таких комплексных системах, как пара трения колесо-рельс в лабораторных условиях.
1. Пат. 98070 Российская федерация, МПК G01М 17/10 Устройство для имитации процесса движения колеса по рельсу / А.А.Ражковский, А.Г.Петракова, Т.Г.Бунькова; заявитель и патентообладатель Омский гос. ун-т путей сообщения. - №2010118122; заявл. 05.05.10; опубл. 27.09.10 - 2 с.
2. Пат. 34540 Российская федерация, МПК 7 C21D 1/40 Устройство для упрочнения коллекторов электрических машин / В.Д.Авилов, А.А.Ражковский, А.В.Солдаткин; заявитель и патентообладатель Омский гос. ун-т путей сообщения. - №2003116456; заявл. 03.06.03; опубл. 10.12.03 - 2 с.