Способ контроля прессовой посадки колец подшипников осей колесных пар железнодорожных вагонов Российский патент 2022 года по МПК G01M13/45 G01M17/10 B61F15/12 

Изобретение относится к области технической диагностики и неразрушающего контроля плотности посадки колец подшипников буксовых узлов на оси колесных пар железнодорожного транспорта.

Известен способ измерения осевого натяга шарикоподшипников узла ротора динамически настраиваемого гироскопа (см. патент РФ №2058535, МПК G01C 25/00, опубл. 20.04.1996) с магнитоэлектрическим датчиком момента путем возбуждения собственных осевых колебаний ротора и измерения частоты этих колебаний с последующим расчетом осевого натяга, отличающийся тем, что, с целью упрощения его реализации, собственные колебания возбуждают подачей переменного тока во все катушки датчика момента, соединенные согласно. Предварительно датчик момента гироскопа преобразуется в датчик силы, который прикладывает к ротору гироскопа переменную силу в осевом направлении. С помощью вибродатчика определяют одну из собственных частот гироскопа и сравнивают эту величину с паспортным значением.

Недостатком способа является влияние возмущающих воздействий на чувствительный элемент динамически настраиваемого гироскопа на результаты контроля и сложность реализации способа контроля предварительного натяга.

Наиболее близким к предлагаемому решению является способ определения предварительного осевого натяга подшипниковых опор ротора (см. патент РФ №2583337, МПК G01M 13/00, G01L 25/00 опубл. 10.05.2016 бюл. №3) путем возбуждения собственных колебаний вала ротора и измерения параметров колебаний, причем собственные колебания возбуждают упругим ударом и оценку параметров колебаний ротора проводят на широком частотном диапазоне.

Недостатком способа, принятого за прототип, является необходимость проведения упругого удара для возбуждения собственных колебаний, что усложняет процесс контроля в условиях вагонных ремонтных предприятий, а также зависимость полученных результатов от характеристик упругого удара.

Техническая задача - повышение эффективности и упрощение процесса контроля прессовой посадки колец подшипников осей колесных пар в условиях ремонта в вагонных ремонтных предприятиях.

Поставленная задача решается за счет того, что в способе контроля прессовой посадки колец подшипников осей колесных пар железнодорожных вагонов путем возбуждения собственных колебаний и измерения параметров колебаний, собственные колебания возбуждают пьезоэлектрическим преобразователем, подключенным к аппаратно-программному комплексу на базе микропроцессорной техники со специализированным программным обеспечением, причем преобразователь устанавливают на кольцо подшипника, предварительно смазанное контактной жидкостью для обеспечения акустического контакта, после этого совершают n₁ возбуждений преобразователя колебаниями с периодом t и регистрируют количество отраженных колебаний k₁, превышающих пороговый уровень срабатывания аппаратно-программного комплекса, ожидают полное затухание собственных колебаний кольца подшипника, после чего увеличивают количество возбуждений преобразователя n₂ колебаниями с периодом t и регистрируют количество отраженных колебаний k₂, превышающих пороговый уровень срабатывания аппаратно-программного комплекса, полученную информацию обрабатывают в аппаратно-программном комплексе, осуществляющем алгоритмическую обработку информации, определяют коэффициент роста собственных колебаний кольца подшипника R по формуле определяют минимальное значение коэффициента роста собственных колебаний R_min для бездефектного кольца, и при R меньше R_min изделие бракуют.

Способ иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 представлена схема установки пьезоэлектрического преобразователя на кольцо подшипника, на фиг. 2 - схема возбуждения преобразователя колебаниями. 1 - кольцо подшипника; 2 - ось колесной пары; 3 - контактная жидкость; 4 - пьезоэлектрический преобразователь; 5 - аппаратно-программный комплекс; 6 - излучаемые пьезоэлектрическим преобразователем импульсы; 7 - регистрируемые собственные колебания.

Предложенный способ реализуется следующим образом. На кольцо подшипника 1, предварительно насаженного на ось 2 колесной пары железнодорожного вагона, наносят контактную жидкость 3 для обеспечения акустического контакта и устанавливают пьезоэлектрический преобразователь 4, который подключают к аппаратно-программному комплексу 5 со специализированным программным обеспечением. Возбуждают пьезопластину преобразователя n₁ колебаниями с периодом t и амплитудой 24В. После излучения переводят преобразователь в режим приема импульсов и регистрируют количество отраженных собственных колебаний 7 кольца подшипника k₁, превышающих пороговый уровень срабатывания аппаратно-программного комплекса. Ожидают полного затухания собственных колебаний, после этого возбуждают пьезопластину преобразователя n₂ (где n₂ больше n₁) колебаниями с периодом t и амплитудой 24В. После излучения переводят преобразователь в режим приема импульсов и регистрируют количество отраженных собственных колебаний k₂ кольца подшипника, превышающих пороговый уровень срабатывания аппаратно-программного комплекса. Полученную информацию обрабатывают в аппаратно-программном комплексе, осуществляющем алгоритмическую обработку информации. Определяют коэффициент роста собственных колебаний кольца подшипника R как отношение количества зарегистрированных собственных колебаний двух измерений Устанавливают минимальное значение коэффициента роста собственных колебаний R_min, для бездефектного кольца и браковку осуществляют в случае, если R меньше R_min.

Пример 1

Предложенный способ был опробован при контроле колец осей типа РУ1 и РУ1Ш колесных пар грузовых вагонов на базе вагонного ремонтного депо Инская, АО «ВРК-1».

Пьезоэлектрический преобразователь типа ПК 02-07 устанавливался на предварительно очищенную от смазки и прочих загрязнений область кольца подшипника, смазанную контактной жидкостью. В качестве контактной жидкости для обеспечения необходимого акустического контакта использовалось жидкое трансформаторное масло Т-1500У. Для возбуждения колебаний преобразователя использовалась микросхема AD9834, управляемая специализированным программным обеспечением на базе микропроцессорного устройства семейства AtMega. Период возбуждаемых колебаний составлял 30 мкс и соответствовал частоте 33 кГц, что коррелировало с частотой собственных колебаний кольца подшипника, определенной методами математического моделирования. Количество колебаний выбиралось по результатам эксперимента, n₁=15, n₂=75. В ходе контроля 20 колец подшипников осей колесных пар определялся коэффициент роста собственных колебаний R. Минимальное значение коэффициента роста собственных колебаний R_min для колец с заранее известной годностью экспериментально было определено и составило 1,4 (см. табл. 1).

Преимущество предлагаемого способа по сравнению с прототипом заключается в упрощении процесса проведения контроля, а также в повышении эффективности контроля в условиях ремонта колесных пар в вагонных ремонтных предприятиях, достигаемом скоростью контроля и отсутствием необходимости выполнения вспомогательных операций, например, нагружение колец подшипников упругим воздействием.

Изобретение относится к испытанию подшипников. Способ заключается в том, что возбуждают собственные колебания и измеряют параметры колебаний, которые возбуждают пьезоэлектрическим преобразователем, подключенным к аппаратно-программному комплексу на базе микропроцессорной техники со специализированным программным обеспечением. Причем преобразователь устанавливают на кольцо подшипника, предварительно смазанное контактной жидкостью для обеспечения акустического контакта. После этого совершают n₁ возбуждений преобразователя колебаниями с периодом t и регистрируют количество отраженных колебаний k₁. Затем увеличивают количество возбуждений преобразователя n₂ колебаниями с периодом t и регистрируют количество отраженных колебаний k₂. Определяют коэффициент роста собственных колебаний кольца подшипника R по формуле определяют минимальное значение коэффициента роста собственных колебаний R_min для бездефектного кольца, и при R меньше R_min изделие бракуют. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности и упрощении процесса контроля прессовой посадки колец подшипников. 1 табл., 2 ил.

Способ контроля прессовой посадки колец подшипников осей колесных пар железнодорожных вагонов путем возбуждения собственных колебаний и измерения параметров колебаний, отличающийся тем, что собственные колебания возбуждают пьезоэлектрическим преобразователем, подключенным к аппаратно-программному комплексу на базе микропроцессорной техники со специализированным программным обеспечением, причем преобразователь устанавливают на кольцо подшипника, предварительно смазанное контактной жидкостью для обеспечения акустического контакта, после этого совершают n₁ возбуждений преобразователя колебаниями с периодом t и регистрируют количество отраженных колебаний k₁, превышающих пороговый уровень срабатывания аппаратно-программного комплекса, ожидают полное затухание собственных колебаний кольца подшипника, после чего увеличивают количество возбуждений преобразователя n₂ колебаниями с периодом t и регистрируют количество отраженных колебаний k₂, превышающих пороговый уровень срабатывания аппаратно-программного комплекса, полученную информацию обрабатывают в аппаратно-программном комплексе, осуществляющем алгоритмическую обработку информации, определяют коэффициент роста собственных колебаний кольца подшипника R как отношение количества зарегистрированных собственных колебаний двух измерений определяют минимальное значение коэффициента роста собственных колебаний R_min для бездефектного кольца, и при R меньше R_min изделие бракуют.