Установка для удаления термомеханических повреждений железнодорожных колес повышенной твердости
Полезная модель относится к области механической обработки изнашивающихся в эксплуатационный период деталей подвижного состава железнодорожного транспорта в условиях ремонтного производства и является прототипом установки по подготовке поверхности катания вагонного колеса к лезвийной обработке, имеющая ряд отличительных признаков. Область применения - ремонтные предприятия и депо железнодорожного транспорта. Установка для удаления термомеханических повреждений железнодорожных колес повышенной твердости состоит из двух опор, шлифовальной головки, электродвигателя, станины и механизма привода осциллирующего движения шлифовальной головки. Использование полезной модели позволяет сократить энергетические затраты за счет того, что установка по сравнению с прототипом работает от одного двигателя, повысить производительность выполнения операции по удалению дефектного участка колеса за счет сокращения времени на выполнение вспомогательных переходов. Кроме того, позволяет исключить выбраковку железнодорожных колес из эксплуатации из-за невозможности восстановить профиль колеса при наличии на поверхности катания термомеханических повреждений путем обточки на колесотокарном станке, продляя тем самым их эксплуатационный ресурс и значительно сократить расход режущего инструмента.
Полезная модель относится к области механической обработки изнашивающихся в эксплуатационный период деталей подвижного состава железнодорожного транспорта в условиях ремонтного производства и является прототипом установки по подготовке поверхности катания вагонного колеса к лезвийной обработке [1], имеющая ряд отличительных признаков. Область применения - ремонтные предприятия и депо железнодорожного транспорта.
Железнодорожные колеса в процессе эксплуатации подвергаются большим динамическим и статическим нагрузкам; воспринимают удары от неровностей пути, передают вес экипажа на рельсы и участвуют в реализации тормозных сил, что приводит к их изнашиванию и повреждению различного рода дефекта.
Основным способом восстановления профиля катания железнодорожного колеса является точение его на колесотокарных станках твердосплавным режущим инструментом.
Наличие твердых участков (600-950 HV) на поверхности колес повышенной твердости, в виде ползунов, выщерблин и других дефектов термомеханического происхождения, вызывает большие трудности при восстановлении профиля катания. Обтачивание таких колес сопровождается значительными ударными нагрузками, которые приводят к разрушению режущего инструмента. В результате чего, более 30-40% железнодорожных колес, имеющих на поверхности катания термомеханические повреждения, изымаются из эксплуатации, из-за невозможности выполнить восстановление профиля колеса повышенной твердости путем его обточки на колесотокарном станке лезвийным инструментом.
Таким образом, существующее положение и перспектива с обтачиванием железнодорожных колес повышенной твердости выдвигают проблему изыскания способов обработки, позволяющих продлить эксплуатационный ресурс колес и сократить расход режущего инструмента при восстановлении их профиля. С целью продления эксплуатационного ресурса железнодорожных колес повышенной твердости за счет исключения их выбраковки из эксплуатации, из-за не возможности устранить термомеханические повреждения лезвийным инструментом, и сокращения расхода режущих пластин предлагается установка для удаления термомеханических повреждений железнодорожных колес повышенной твердости.
Конструкция установки для удаления термомеханических повреждений железнодорожных колес повышенной твердости состоит из двух опор 1, шлифовальной головки 5, электродвигателя 4, станины 2 и механизма привода осциллирующего движения 3 шлифовальной головки.
Установка для удаления термомеханических повреждений железнодорожных колес повышенной твердости работает следующим образом. Колесная пара устанавливается на опоры 1 (фиг.1), оснащенные роликами, и выставляется в опорах так, чтобы дефект расположился напротив шлифовального круга. После этого один из роликов фиксируется от вращения, предотвращая тем самым смещение дефекта в процессе обработки относительно шлифовального круга из-за поворота колесной пары.
Работающий электродвигатель 5 передает вращение на шлифовальную головку 4 и через ременную передачу на входной вал механизма привода осциллирующего движения 3 шлифовальной головки 4, смонтированного на станине 2 (фиг.1).
Вращение с входного вала I (фиг.2) механизма привода осциллирующего движения шлифовальной головки через червяк 1 и червячное колесо 2 передается на вал II. Вращение с вала II передается на вал III при помощи зубчатых колес 3 и 4, приводя во вращение кулачок 5, который преобразует вращательное движение вала III в возвратно-поступательное движение рейки 6. Возвратно-поступательное движение рейки 6 при помощи зубчатого колеса 7 преобразуется в возвратно-вращательное движение вала IV и передается на валы V и VI, при помощи зубчатых колес 8/15, 9/14, 10/13, 11/12 и 18/20, 19/27 соответственно. Возвратно-вращательное движение вала V преобразуется при помощи зубчатого колеса 16 и рейки 17 в возвратно-поступательное движение шлифовальной головки в вертикальной плоскости (фиг.3), а возвратно-вращательное движение вала VI при помощи зубчатого колеса 22 и рейки 23 в возвратно-поступательное движение шлифовальной головки в горизонтальной плоскости вдоль оси колесной пары (фиг.3). Кроме того, вращательное движение вала III передается на вал VII, при помощи зубчатого сегмента, закрепленного на кулачке 5 и зубчатого колеса 24. Когда зубчатые колеса 25 и 26 находятся в зацеплении (исходное положение шлифовальной головки), вращение с вала VII передается на винт VIII, которое при помощи гайки преобразуется в поступательное движение шлифовальной головки в горизонтальной плоскости в направлении перпендикулярном оси колесной пары, обеспечивая тем самым врезание шлифовального круга на определенную глубину в поверхность колеса.
Сочетание трех перемещений шлифовального круга позволяет проводить обработку дефектного участка колеса при неподвижной колесной паре, что и является отличительной особенностью данной установки от прототипа.
Механическая обработка при помощи установки для удаления термомеханических повреждений железнодорожных колес повышенной твердости позволяет исключить выбраковку железнодорожных колес из эксплуатации из-за невозможности восстановить профиль колеса при наличии на поверхности катания термомеханических повреждений путем обточки на колесотокарном станке, продляя тем самым их эксплуатационный ресурс, а так же значительно сократить расход режущего инструмента.
Список литературных источников
1. Патент на полезную модель 
76273 МПК В24В 5/46 Установка по подготовке поверхности катания вагонного колеса к лезвийной обработке/ А.В.Обрывалин
Установка для удаления термомеханических повреждений железнодорожных колес повышенной твердости, состоящая из опор для установки колесной пары, механизма привода главного движения, шлифовальной головки и механизма привода движения подач, отличающаяся тем, что колесная пара, установленная на опорах, оснащенных роликами, позволяющими выставить колесо под удаление дефекта, в процессе обработки находится в неподвижном состоянии за счет фиксации одного из роликов опоры, а процесс резания осуществляется путем перемещения шлифовальной головки в трех направлениях при помощи механизма осциллирующего движения, смонтированного на станине, который позволяет вращение, передаваемое от двигателя на его входной вал через ременную передачу, преобразовывать в возвратно-поступательное движение шлифовальной головки в горизонтальной плоскости вдоль оси колесной пары, в дискретно-поступательное движение шлифовальной головки в горизонтальной плоскости в направлении, перпендикулярном оси колесной пары, а так же в возвратно-поступательное движение шлифовальной головки в вертикальной плоскости при помощи червячной, зубчатых, реечных передач и кулачкового элемента.
