Устройство для измерения эксцентриситета и перпендикулярности посадки на оси железнодорожных колес
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использовано в вагонных депо и на вагоноремонтных заводах для измерения отклонений от круглой формы (круглости), эксцентриситета колес по кругу катания, а также определения несимметричности и отклонения от перпендикулярности посадки железнодорожных колес на оси колесных пар.
Задачи, на решение которых направлено создание полезной модели, состоят в повышении точности, автоматизации процесса измерения и повышении производительности труда.
Предлагается устройство для измерения эксцентриситета и перпендикулярности посадки колес на оси железнодорожных колес. Оно имеет узел крепления на ось колесной пары с возможностью его вращения вокруг нее. С узлом крепления жестко соединена штанга, на которую устанавливается измерительный модуль. Он состоит из индуктивных датчиков и электронного блока. В электронный блок входит микропроцессор, аналогово-цифровой преобразователь, источник питания, индикатор, клавиатура, блок хранения результатов измерений. За счет механизма соосной фиксации узла крепления на шейку оси колесной пары обеспечивается вращение измерительного модуля вдоль поверхности катания измеряемого колеса с минимальными биениями. При этом измеряется расстояние от поверхности катания колеса до оси колесной пары, которое характеризует отклонение колеса от круглости и эксцентриситет колеса. Также определяется расстояние от галтели шейки оси до внутренней грани колеса, показывающее степень перпендикулярности посадки колес на оси и их коробление.
Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использовано в вагонных депо и на вагоноремонтных заводах для измерения отклонений от круглости, эксцентричности колес по кругу катания, несимметричности и отклонения от перпендикулярности посадки колес на ось.
В практике выполнения измерений при освидетельствовании колесных пар в условиях вагонных депо используется устройство ЭК для измерения расстояний от торцов оси до внутренних граней ободьев колес и определения их разности, а также определения отклонений от круглости и эксцентричности круга катания колеса относительно шейки оси (Т 447.12.00.000 ПКБ ЦВ ТУ 32 ЦВ 1803-95) [1]. Устройство ЭК содержит стойку, крепящуюся на опоре, устанавливаемой на оси колесной пары. К стойке с помощью рамки со стопорным винтом крепится линейка с установленным на ее конце измерительным наконечником. На измерительную линейку подвижно крепится вертикальный движок. Устройство устанавливается опорой на шейку оси и прижимается упором в ее торец со стороны зарезьбовой канавки. Измерительный наконечник прижимается к внутренней грани обода колеса, а линейка закрепляется стопорным винтом. Показания фиксируются с помощью измерительной линейки по совпадению риски на линейке с риской на рамке устройства. Разность показаний по шкале линейки определит разность расстояний от торцов оси до внутренних граней ободьев колес. Допустимое значение разности расстояний от торцов оси до внутренних граней ободьев колес с одной и с другой стороны колесной пары должно быть не более 5 мм. Измерения эксцентричности круга катания колеса относительно шейки оси производятся с помощью вертикального движка и выполняются методом совпадений. После установки устройства на шейку оси его вертикальный движок опускается до соприкосновения с поверхностью катания колеса, считывание показаний производится по вертикальной шкале и нониусу. Эксцентриситет круга катания колеса относительно шейки оси определяется как полуразность между минимальным и максимальным значениями показаний вертикального движка прибора, измеренных в нескольких различных плоскостях по кругу катания.
Недостатками этого устройства являются сложность выполнения многократных точных установок для измерений в нескольких точках по периметру колеса и необходимость самостоятельно вычислять средние величины и разброс результатов измерений. Кроме того, измерение симметричности посадки колес на ось должно выполняться не от торцов оси, а от галтелей шеек поскольку буксовые подшипники устанавливаются по галтелям шеек, а симметрия нагрузок на ось обеспечивается при измерениях относительно галтелей.
Известен также накладной кругломер [2], содержащий корпус-скобу с измерительным датчиком и симметрично расположенные относительно датчика многоступенчатые самоустанавливающиеся опоры. Каждая ступень опор выполнена из упругих шарниров и балансиров, причем каждый упругий шарнир сформирован в виде упругой перемычки между балансирами первой и второй ступеней. На концах упругих шарниров каждой ступени сформированы балансиры, имеющие возможность совершать покачивающие движения. При этом каждый балансир последней ступени снабжен двумя вставками со сферической поверхностью (шариками), расположенными симметрично относительно упругих шарниров (RU 
2234627, 29.04.2003, G01B 5/20, G01B 5/08). Описанное устройство не позволяет измерять эксцентриситет колес и расстояния от торцов оси до внутренних граней ободьев колес.
Задачи, на решение которых направлено создание полезной модели, состоят в автоматизации процесса измерения, повышении точности измерения расстояний от галтелей шеек оси до внутренних граней колес, определении их разности, измерения эксцентриситета круга катания колеса относительно шейки оси, а также повышении производительности труда.
Поставленные задачи решены следующим образом.
Предлагается устройство для измерения эксцентриситета и перпендикулярности посадки железнодорожных колес на оси, которое схематично изображено на рисунке. Оно имеет узел крепления 14 на ось колесной пары 12 с возможностью его вращения вокруг этой оси, на котором закреплена штанга 13 с измерительным модулем 4, состоящим из аналогово-цифрового преобразователя (не показан), источника питания 9, клавиатуры для ввода информации 7, индикатора 8. За счет механизма соосной фиксации узла крепления 14 на шейке оси колесной пары 12 обеспечивается вращение измерительного модуля 4 вдоль поверхности катания измеряемого колеса 11 с минимальными биениями. При этом измеряется расстояние от поверхности катания колеса 11 до оси колесной пары 12 (эксцентриситет посадки колеса на ось, отклонение колеса от круглой формы (крутость) и расстояние от галтели шейки оси до внутренней грани колеса, характеризующее перпендикулярность посадки и коробление колеса). Перед установкой устройства на ось колесной пары 12 фиксатор оси ослабляется поворотом рукоятки 10. Также ослабляется фиксирующий винт 6 измерительного модуля, который снят со штанги 13. Для проведения измерений узел крепления 14 устанавливается на шейку оси колесной пары 12 до упора в галтель шейки. Устройство поворачивается против часовой стрелки до начала доступной для измерений зоны и затягивается фиксатор оси 10. Рукоятка фиксатора поворота 15 вытягивается, и устройство поворачивается в вертикальное положение. На штангу 13 устройства надевается измерительный модуль 4, затем он опускается таким образом, чтобы ролик датчика 1 грани уперся во внутреннюю грань обода колеса 11, а щуп 2 датчика радиуса 3 дошел до упора рабочего хода. После этого измерительный модуль 4 поднимается вверх до ближайшего места фиксирования, и затягивается фиксирующий винт 6. Четыре позиции фиксации измерительного модуля 4 на штанге разбивают диапазон измерения диаметра на четыре перекрывающихся диапазона. С клавиатуры вводится дата проведения измерений, номер измеряемой колесной пары. Результаты измерений и вычислений хранятся в энергонезависимой памяти с последующим копированием этой информации в персональную ЭВМ для учета и контроля.
Предлагаемое устройство позволяет производить измерения при вращении устройства вокруг оси колесной пары, не прикладывая устройство каждый раз при измерении к оси колесной пары, как это делается в аналогичном устройстве, используемом в практике освидетельствования колесных пар железнодорожного подвижного состава. Это позволяет повысить точность измерений и осуществлять измерение по всем точкам поверхности катания колеса в автоматическом режиме.
Источники информации:
1. Руководящий документ МПС РФ «Методика выполнения измерений при освидетельствовании колесных пар вагонов колеи 1420 мм», РД 32 ЦВ 058-97, 1997 год.
2. Патент RU 2234627, заявлено 29.04.2003, МКИ G01B 5/20, G01B 5/08
Устройство для измерения эксцентриситета и перпендикулярности посадки на оси железнодорожных колес, содержащее штангу с измерительным модулем; штанга крепится на узле вращения, устанавливаемом на шейку оси колесной пары, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и повышения производительности работ, устройство имеет узел вращения вокруг оси, базирующийся на галтель шейки оси, электронный блок для обработки, хранения и индикации результатов измерений.
