RU30304U1 - Колесо подвижного железнодорожного состава, инструмент, контактный элемент инструмента, устройство, станок колёсотокарный для вибронакатки колеса - Google Patents

Description

Колесо подвижного железнодорожного состава, инструмент, контактный элемент инструмента, устройство, станок колесотокарный для вибронакатки колеса

Полезная модель относится к объектам железнодорожной отрасли, в частности к устройствам для вибронакатки колёс железнодорожного состава, преимущественно локомотивных колёс.

Известно (Инструкция по формированию и содержанию колёсных пар тягового подвижного состава железных дорог. - М., «Транспорт, - 1988, - 87 с, нужные страницы прилагаем. Приложение 1) колесо подвижного железнодорожного состава, содержащее поверхность катания, сопряжённую галтелью с гребнем. Поверхность катания получена точением. Разрещается её накатка роликом (с целью снижения щероховатости поверхности катания).

Недостатком решения является низкий ресурс колеса из-за значительного износа в области галтели.

В качестве дополнительных сведений, относящихся к остальным объектам полезной модели, сообщаем, что:

1.Известен (стр. 33 работы: Шнейдер Ю.Г. Эксплуатационные свойства деталей с регулярным микрорельефом. - Л., Мащиностроение, - 1982 г., 248 с, нужные страницы прилагаем. Приложение 2) инструмент для вибронакатывания путём пластической деформации поверхности валов, содержащий вращающийся вокруг своей оси и перемещаемый вдоль оси вала корпус, в котором по цилиндрической поверхности дискретно в одном торцевом сечении установлены контактные элементы.

Недостатком рещения является его неприемлемость для обработки галтели колеса.

2.Известен (там же. Приложение 2) контактный элемент инструмента для пластической деформации, выполненный в форме шара.

Недостатком решения является его ограниченный ресурр.

3.Известно (рис. 1г, там же. Приложение 2) устройство для вибронакатки валов, содержащее привод вращения вала, привод вращения инструмента, привод подачи и привод осциллирующего (по рис. 1г, Пдв.х-) движения инструмента.

Недостатком рещения является его неприемлемость для обработки указанного колеса.

4.Известен (Богданов А.Ф., Чурсин В.Г. Эксплуатация и ремонт колёсных пар вагонов. - М., «Транспорт, 1985г., - 187 с, нужные страницы прилагаются, Приложение 3) станок колесотокарный, содержащий привод вращения колеса и суппорты с механизмом перемещения резцов по контуру (профилю поверхности катания, галтели, гребня) колеса.

Недостатком рещения является отсутствие на нём средств для вибронакатки колеса.

71J мпк

ности катания) упрочнённого слоя металла и микрорельефа (лунок), способного удерживать смазку.

Упрочнение поверхностного слоя металла на колесе происходит за счёт пластической деформации (эффект наклёпа). Наличие микрорельефа (регулярного) в виде лунок, позволяет содержать в них микрообъёмы смазки (закладываемой эпизодически либо используемой от лубрикации - смазки рельсов), что снижает трение (и износ колеса и рельса) в паре колесо-рельс, особенно при прохождении кривых участков пути.

На фиг. 1 представлена схема колеса с вибронакатанной галтелью; на фиг. 2 и 3 - фрагменты поверхностного слоя галтели; на фиг. 4 и 5 - схема устройства инструмента для вибронакатки; на фиг. 6 и 7 - схема устройств для вибронакатки колёс.

Нредлагаемое колесо устроено следующим образом. Новерхность катания 1 колеса 2 сопряжена галтелью 3 с гребнем 4. На галтели (и участках гребня и поверхности катания, прилегающим к ней) поверхностный слой упрочнён, а именно вибронакаткой путём пластической деформации выполнен микрорельеф в виде лунок 5 (регулярный или иной микрорельеф). Размер лунок, их глубина, характер расположения по отношению друг к другу, площадь вибронакатки, степень упрочнения металла являются технологическими параметрами и на устройство колеса не влияют. Важно, чтобы лунки были на наиболее изнашиваемых участках колеса, а именно на галтели (и части гребня и поверхности катания). К примеру, на фиг. 2 показано сечение участка колеса с дискретно расположенными на расстоянии С лунками 5 радиусом г глубиной h, содержащими смазку 6. Упрочнённый пластическим деформированием поверхностный слой металла колеса обозначен позицией 7.

Работает такое колесо следующим образом. На кривых участках железнодорожного пути под действием сил инерции контакт в паре рельс-колесо с поверхности катания колеса смещается на галтель. Упрочнённый слой 7 металла колеса лучше (чем не упрочнённый, что имеется в прототипе) сопротивляется разрушению (износу, навару и т.д.), т.е. ресурс колеса возрастает. Со временем выступы между лунками изнашиваются (деформируются) и смазка 6 из лунок начинает смазывать контактную площадь в паре рельс-колесо. В результате наличия смазки снижается коэффициент трения и соответственно износ в паре, т.е. ресурс возрастает. Лунки заполняются смазкой эпизодически либо в ходе контактирования со смазкой на рельсе, нанесённой при лубрикации рельса.

Для нанесения лунок на колесо необходим инструмент. Контур галтели (радиус R) требует расположения лунок 6 по нормали 8. Соответственно, вращающийся вокруг своей оси 9 корпус 10 имеет радиусный (радиус RI соизмерим с радиусом R и отличается на величину выступания контактных элементов 11) контур. В корпусе установлены контактные элементы 11 (подвижно или неподвижно, в гнезде или отверстии-канале). Они расположены нормально (по нормалям 12) к радиусу RI корпуса (и, соответственно, радиусу R галтели) и по винтовой линии 13 на периферии корпуса (винтовых линий может быть несколько, например, первый заход 13 линии, второй заход 14 и т.д.).

стью галтели и пластически деформируют поверхиостный слой металла колеса, создавая упрочнённый (наклёпанный) слой 7 и микрорельеф в форме лунок 5. За один оборот инструмента (при расположении контактных элементов на одном заходе винтовой линии) будет получено столько лунок, сколько элементов 11 на диаметре инструмента, лунки будут расположены на такой длине галтели, которая равна расположенному на заходе участку винтовой линии. Так, для фиг. 3 необходимо на участке винтовой линии иметь девять контактных элементов.

Наиболее целесообразно форму контактного элемента (цилиндр, конус и т.д.) иметь закруглённой 15 со стороны, обращённой к пластически деформируемой поверхности колеса (галтели и прилегающих участков). Это закругление может быть радиусным, что облегчит выполнение условия нормального приложения нагрузки к металлу колеса.

Для создания микрорельефа по всему периметру (периферии) колеса необходимо устройство для осуществления вибронакатки.

Простейшим примером такого устройства может быть ручной вращательного действия инструмент (пневмо- или электродрель), на шпиндель которого надет описанный выше инструмент для вибронакатки. Однако это не даёт регулярного микрорельефа (лунки по отношению друг к другу должны быть расположены закономерно).

Предлагаемое для вибронакатки колеса устройство содержит привод (электродвигатель, коробка передач, шпиндель) 16 вращения колеса, привод 17 вращения инструмента 10 вокруг своей оси (ось может быть развёрнута на некоторый угол ф относительно колёсной пары) и механизм перемещения 18 инструмента 10 по межосевому перпендикуляру (по нормали к галтели колеса для фиг. 6). В частности, вращение инструмента 10 и его перемещение по межосевому перпендикуляру может быть заимствовано через кинематическую цепь 19 от вращения колеса.

Работает инструмент следующим образом. Устанавливают колесо (или колёсную пару) в шпиндель (в центра) установки, дают ему вращение BI вокруг своей оси. Дают вращение В2 инструменту 10. Механизмом (передача ходовой винт-гайка, пневмоцилиндр и т.д.) 18 подводят инструмент 10 к галтели колеса до касания и создают натяг (усилие деформации металла колеса контактными элементами 11 (15)). Соотношение диаметров и чисел оборотов колеса и инструмента позволяет получить требуемый микрорельеф из лунок на поверхности колеса.

Вибронакатку колеса целесообразно проводить в процессе обточки (восстановления профиля) колеса. Для этого может быть использован станок колёсотокарный, содержащий привод 20 вращения колеса и суппорта 21с механизмом 22 перемещения резцов 23 по контуру колеса (копировальное устройство 24). На станке дополнительно (самостоятельно или на суппортах 21) установлены инструменты 10 (с иным или указанным выше приводом 17 вращения и приводом 18 перемещения) для вибронакатки.

Вибронакатка галтели колеса возможна непосредственно в процессе обточки колеса, требуется лишь исключить перемещение инструмента 10 вдоль оси колеса либо изменить угол (р установки оси инструмента.

Claims (5)

1. Колесо подвижного железнодорожного состава, содержащее поверхность катания, сопряженную галтелью с гребнем, отличающееся тем, что на поверхности галтели и прилегающих к ней участках гребня и поверхности катания методом пластической деформации выполнены лунки.

2. Инструмент для вибронакатки галтели колеса, содержащий вращающийся вокруг своей оси корпус и установленные в нем контактные элементы, отличающийся тем, что контур корпуса выполнен радиусным, радиус соизмерим с радиусом галтели колеса, контактные элементы расположены по нормали к контуру по винтовой линии на периферии корпуса.

3. Контактный элемент инструмента, отличающийся тем, что выполнен закругленным со стороны, обращенной к пластически деформируемой поверхности колеса.

4. Устройство для вибронакатки галтели колеса, содержащее привод вращения колеса, привод вращения инструмента, отличающееся тем, что содержит механизм перемещения инструмента по межосевому перпендикуляру.

5. Станок колесотокарный, содержащий привод вращения колеса и суппорты с механизмом перемещения резцов по контуру колеса, отличающийся тем, что дополнительно установлены инструменты для вибронакатки галтели колеса.