ШАБЛОН ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛЕС ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА Российский патент 2003 года по МПК G01B5/14 G01B5/02 E01B35/00 

Предлагаемая конструкция шаблона предназначается к применению на железнодорожном транспорте для определения износов колес локомотивов и вагонов.

Наиболее известным устройством для измерения колес железнодорожного подвижного состава является обычный штангенциркуль (см. Большая советская энциклопедия. -М.: Советская энциклопедия, 1978. Том 29, стр.488, рис.1). Недостатком этого универсального прибора применительно к измерению колес является невозможность непосредственного определения угловых размеров и, в частности, угла наклона внутренней боковой поверхности гребня колеса к вертикали, а также большая вероятность погрешностей в измерении линейных размеров, т.к. при измерении штангенциркулем отсутствует база прибора, фиксирующая его положение относительно колеса.

Известен шаблон для измерения колес подвижного состава (см. Е.А. Тростин, В.Н. Литонов, В.М. Криворотько "Иллюстрированное пособие осмотрщику вагонов. М. , Транспорт, 1971, текст и рис.на стр. 18-21), содержащий плоскую основу и закрепленные на ней средства для измерения размеров колес, в частности, направляющие со шкалой и установленный на них движок с риской для измерения толщины гребня колеса. Измерение каждого размера ведется при установке прибора в требуемом положении относительно рельса с опиранием на соответствующие точки (измерительная база), что повышает точность измерений.

Недостаток шаблона заключается в отсутствии средств для непосредственного измерения угла наклона внутренней боковой поверхности гребня колеса к вертикали.

Известно, что величина этого угла в процессе износа колеса постепенно меняется и при определенных его значениях возникает опасность вползания гребня на головку рельса, приводящая к сходу с рельсов подвижного состава. В настоящее время контроль возможности вползания гребня на головку рельса ведется специальными измерительными устройствами, которые позволяют вести выбраковку колес, уже достигших опасного состояния. Наблюдения за изменением этого угла в процессе замеров колес с помощью шаблона позволит прогнозировать эксплуатационный ресурс их работы по данному параметру и принимать профилактические меры тогда, когда форма гребней еще только приближается к критическому состоянию.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение безопасности движения и обеспечение безаварийности в работе подвижного состава.

Оно решает задачу расширения функциональных возможностей шаблона для измерения колес подвижного состава за счет включения в комплект его измерительных средств устройства для определения угла наклона внутренней боковой поверхности гребня колеса к вертикали.

Задача решается таким образом, что в шаблоне для измерения колес железнодорожного подвижного состава, содержащем плоскую основу и закрепленные на ней средства измерения размеров колес, в частности движок с риской, установленный в направляющие со шкалой для измерения толщины гребня колеса, направляющие выполнены в виде рамки, в которую вплотную к движку с риской вставлен второй движок с написанной на нем шкалой, разградуированной так, что отсчет против риски соседнего движка соответствует значению угла, полученному из соотношения

где α - угол наклона внутренней боковой поверхности гребня колеса к вертикали;
а - расстояние по горизонтали между точками контакта концов движков с поверхностью измеряемого гребня;
t - расстояние между теми же точками по вертикали.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется с помощью иллюстраций:
фиг.1 - общий вид предлагаемой конструкции шаблона в рабочем положении;
фиг. 2 - схема, поясняющая суть математического соотношения по определению искомого угла.

На фиг.1 сплошной линией 1 и пунктирной линией 2 показаны профили соответственно изношенного и нового колес, наружная 3 и внутренняя 4 по отношению к колесу поверхности гребня 5, вертикальная плоскость колеса, к которой плотно прижата база 6 шаблона 7, угол α наклона внутренней поверхности 4 гребня 5 к вертикали и средство 8 для измерения этого угла и толщины гребня 5.

Измерительное средство 8 содержит рамку 9 с нанесенной на ней шкалой 10 для измерения толщины гребня и два движка: движок 11 с нанесенной на ней шкалой 12 в градусах для измерения угла α и движок 13 с риской, которая является общей для обеих шкал 10 и 12.

Как видно на фиг.2, тангенс угла α наклона внутренней поверхности гребня к вертикали равен

где а - расстояние по горизонтали между точками контакта концов движков В и С с поверхностью измеряемого гребня;
t - расстояние между теми же точками по вертикали.

Отсюда

Таким образом, для того, чтобы шкала 12 обеспечивала измерение угла α, необходимо соответствующим образом расположить движки 11 и 13 относительно друг друга и разградуировать шкалу 12 в соответствии с соотношением (2), что конструктивно вполне выполнимо.

Шаблон работает следующим образом.

Для снятия отсчетов его необходимо прижать базой 6 к вертикальной плоскости колеса и опустить вниз, пока он не упрется в вершину гребня 5 в точке А.

В таком положении шаблона оба движка 11 и 13 измерительного средства 8 сдвигаются до упора своими концами В и С во внутреннюю поверхность 4 гребня 5. Отсчет против риски движка 13 по шкале 12 указывает нам величину угла α наклона внутренней поверхности 4 гребня 5 к вертикали, а отсчет против той же риски по шкале 10 дает значение толщины гребня 5.

Нам не известен шаблон для измерения колес, в котором угол наклона поверхности гребня измерялся бы непосредственно и одновременно с определением степени износа этого гребня с использованием общей риски при снятии отсчетов.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к механическим устройствам измерения линейных величин. Шаблон содержит основание, на котором с возможностью перемещения установлен в направляющих движок 13. Направляющие движка 13, предназначенного для измерения толщины гребня, выполнены в виде рамки 9, в которую вставлен второй движок 11 с нанесенной на него шкалой 12. Шкала разградуирована так, что отсчет по риске, нанесенной на движке 13, соответствует значению угла, полученному из соотношения где α - угол наклона внутренней боковой поверхности гребня колеса к вертикали; а - расстояние по горизонтали между точками контакта концов движков с поверхностью измеряемого гребня; t - расстояние между теми же точками по вертикали. Технический результат - расширение функциональных возможностей. 2 ил.

Шаблон для измерения колес железнодорожного подвижного состава, содержащий плоскую основу и закрепленные на ней средства для измерения размеров колес, в частности движок с риской, установленный в направляющие со шкалой для измерения толщины гребня колеса, отличающийся тем, что направляющие выполнены в виде рамки, в которую вплотную к движку с риской вставлен второй движок с нанесенной на него шкалой, разградуированной так, что отсчет против риски соседнего движка соответствует значению угла, полученному из соотношения

где α - угол наклона внутренней боковой поверхности гребня колеса к вертикали;
а - расстояние по горизонтали между точками контакта концов движков с поверхностью измеряемого гребня;
t - расстояние между теми же точками по вертикали.