УСТРОЙСТВО МАГНИТОПОРОШКОВОГО КОНТРОЛЯ БАНДАЖА КОЛЕС ЛОКОМОТИВА Российский патент 2023 года по МПК G01M17/10 B61K9/12 G01N27/84 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на железнодорожном транспорте в технологиях дефектоскопии при ремонте и сборке колесных пар локомотивов.

В условиях деповского ремонта внутренняя обточенная часть бандажа перед его нагревом и прессованием подвергают магнитопорошковому контролю. Технология последнего типовая: в приложенном магнитном поле осуществляют пошаговое намагничивание внутренней обточенной части бандажа седлообразным дефектоскопом с нанесением магнитной суспензии с обеих его сторон в пределах зоны достаточной намагниченности и визуальным анализом возникших индикаций.

В соответствии с «Инструкцией по магнитопорошковому контролю деталей и узлов локомотивов» ПКБЦТ и «Технологической картой №СМК 2.201-04-2017» сервисного локомотивного депо «Московка» Западно-Сибирского управления ООО «СТМ-Сервис» магнитопорошковый контроль бандажа выполняют с помощью стенда для поворота бандажа, навешенного своей внутренней поверхностью на поверхности роликов привода поворота, оси которых закреплены на корпусе стенда, и седлообразного соленоида типа МД-12ПС с его подвеской над внутренней обточенной частью бандажа (фиг. 1). Здесь корпус стенда в виде рамы обозначен прямоугольным контуром.

Седлообразный соленоид опускают над внутренней обточенной частью бандажа так, чтобы между дугообразной поверхностью соленоида и поверхностью бандажа обеспечивался зазор 40…60 мм. Включают соленоид и наносят суспензию с обеих сторон в пределах зоны достаточной намагниченности. Дают стечь суспензии в течение времени 5…10 с и осматривают поверхность указанной зоны. Выключают седлообразный соленоид и отмечают мелом проконтролированный участок. Далее процесс повторяют прерывистым включением привода, поворачивая бандаж на длину упомянутой зоны, и включают соленоид, воздействуя магнитным полем на контролируемую поверхность и проводя анализ магнитных индикаций. Если в процессе пошагового движения бандажа встречается дефект, то над ним возникает магнитное поле рассеяния, вызывающее скопление частиц суспензии при нанесении ее на контролируемую поверхность бандажа. В результате формируется индикаторный рисунок дефекта в виде валика магнитного порошка, обнаруживаемого оператором визуально.

Данное устройство принято в качестве прототипа предлагаемого. Однако в устройстве-прототипе имеют место недостатки.

1) свободно вращающийся бандаж, навешанный своей внутренней поверхностью на торцевые оконечности роликов, закрепленных на корпусе стенда, создает потенциальную опасность съезда его с роликов и падения на обслуживающий персонал;

2) подвес седлообразного соленоида на качающейся штанге или тросе исключает нормальное его позиционирование на контролируемые участки бандажа с установлением допустимого зазора седлообразного соленоида;

3) имеют место технологические трудности при навесе и съеме очередного контролируемого бандажа;

4) отсутствие четких механизмов связки работы оператора с движением бандажа, его позиционирования и выставления зазора между внутренней поверхностью бандажа и дугообразной поверхностью седлообразного соленоида.

Таким образом, целью изобретения является улучшение технологичности процесса контроля бандажа и повышение безопасности труда обслуживающего персонала.

Цель достигается тем, что устройство магнитопорошкового контроля бандажа локомотива, содержащее контролируемый бандаж, вертикально ориентированный в плоскости своего вращения, оборудованный опорными ведущим и ведомым роликами, смонтированными на раме, седлообразный соленоид с возможностью его установки в рабочее положение над внутренней обточенной поверхностью бандажа, приводы, блок управления и емкость для суспензии, отличающееся тем, что бандаж своей внешней поверхностью поставлен на упомянутые ролики, ведущий из которых снабжен электроприводом, и оборудован по боковым граням консольными направляющими, вертикально закрепленными на раме с возможностью охвата боковых граней бандажа прижимными роликами, смонтированными на свободных концах направляющих, причем, упомянутый электропривод подключен к питающей сети через пускатель, седлообразный соленоид снабжен манипулятором, выполненным в виде дугообразного рычага, шарнирно закрепленного на раме и оборудованного приводом поворота, например, в виде пневматического цилиндра, корпус и шток которого шарнирно связаны соответственно с рамой и упомянутым рычагом, и его концевая часть связана посредством кронштейна с корпусом данного соленоида с возможностью перемещения последнего в вертикальной плоскости, проходящей через центр и поперек бандажа, при этом ведомый ролик своим валом связан с входом преобразователя угловых перемещений, выход которого присоединен к управляющему входу пускателя электропривода поворота бандажа через формирователь импульса останова, генерируемого в момент превышения заданного угла поворота бандажа, соответствующего длине (по дуге) зоны достаточной намагниченности контролируемой поверхности бандажа.

На фиг. 1 приведен чертеж устройства-прототипа в сборе, на фиг. 2 - предлагаемого устройства, на фиг. 3 - то же в изометрии, на фиг. 4 - чертеж конструкции манипулятора седлообразного соленоида, на фиг. 5 - электрическая схема устройства. Устройство содержит (фиг. 1, 2, 3) контролируемый бандаж 1, опорные ролики 2, на которые поставлен бандаж 1, где ведущий связан с электроприводом 3, и вертикально ориентированные в его плоскости направляющие 4, жестко закрепленные снизу на раме 5, разнесенные между собой на расстояние менее диаметра бандажа 1 и снабженные на свободных концах прижимными роликами 6, между которыми пропущен с охватом ими боковых граней обода бандаж 1, причем, электропривод 3 подключен к питающей сети 7 через пускатель 8, седлообразный соленоид 9 дополнен манипулятором (фиг. 4), который выполнен в виде дугообразного рычага 10, шарнирно закрепленного на раме 5 и оборудованного приводом поворота, например, в виде пневматического цилиндра, корпус 11 и шток 12 которого шарнирно связаны соответственно с рамой 5 и упомянутым рычагом 10, и его концевая часть прикреплена посредством кронштейна 13 к корпусу данного соленоида 9 с возможностью перемещения последнего в вертикальной плоскости, проходящей через центр поперек бандажа 1, при этом (фиг. 5) ведомый ролик 2 связан своим валом с валом преобразователя угловых перемещений 14, выход которого присоединен к управляющему входу пускателя 8, снабженного кнопкой «ПУСК», через формирователь 15 импульса останова с возможностью генерации последнего в момент превышения заданного угла перемещения бандажа 1, соответствующего длине зоны достаточной намагниченности контролируемой поверхности бандажа 1.

Пневматическая схема устройства опущена, здесь она типовая и не нуждается в пояснениях.

Преобразователь угловых перемещений 14 может быть выполнен в виде энкодера или тахогенератора с подключенным на его выходе интегратором. Представляется возможным реализация представленного блока управления в целом на основе микроконтроллера LOGO! (6ED1052-1MD08-OBA1) с помощью простых программ.

Технологию магнитопорошкового контроля внутренней поверхности бандажа проводят способом приложенного поля.

Исходное положение устройства: бандаж 1 размещен на раме 5 с опорой на ролики 2 и с охватом его обода прижимными роликами 6, седлообразный соленоид 9 в отведенном состоянии и электропривод 3 поворота бандажа 1 отключены.

Включают седлообразный соленоид 9 и наносят суспензию на поверхность внутренней обточенной части бандажа 1 по обеим сторонам его корпуса. Дают стечь суспензии в течение секунд и, осматривая указанную поверхность, анализируют индикации. Затем выключают соленоид 9 и нажимают кнопку «ПУСК» на пускателе 8, активизируя цепь запуска электропривода 3, который приводит в движение через ведущий ролик 2 бандаж 1. Одновременно с этим преобразователь угловых перемещений 14 производит отсчет угла поворота ведомого ролика 2 до порогового его значения, соответствующего длине зоны достаточной намагниченности (длине дуги) на контролируемой поверхности. При достижении этого значения угла поворота преобразователь 14 возбуждает формирователь 15, который генерирует импульс останова, поступающий на управляющий вход пускателя 8. Последний, срабатывая, отключает электропривод 3, и бандаж 1 прекращает свое движение, «предоставив новый» участок для выполнения следующего цикла магнитопорошкового контроля. Процесс пошаговый, повторяется до тех пор, пока не будет закончено сканирование контролируемой поверхности по всей длине окружности бандажа 1.

Таким образом, недостатки прототипа устранены, так как:

1) внесение в конфигурацию устройства опорных роликов 2, на которые ставят своей нижней частью бандаж 1, и встраивание последнего между прижимными роликами 6, расположенными на концевой части направляющих 4 в плоскости бандажа на высоте, соизмеримой с его радиусом, радикально сняли опасность опрокидывания и съезда бандажа 1 с роликов 2 (хотя бы потому, что бандаж «закреплен» здесь в 4-х точках вместо 2-х в устройстве-прототипе);

2) в предлагаемом устройстве сняты технологические трудности оператора на начальном (постановка бандажа) и конечном (съем бандажа) этапах контроля, и улучшена точность установления упомянутых зазоров (40…60 мм);

3) автоматизация шагов сканирования бандажа позволяет снизить интенсивность работы оператора и сосредоточить его внимание на операциях визуализации и анализа магнитных индикаций, что повысит достоверность магнитопорошкового контроля бандажа.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, к области неразрушающего контроля, и предназначено для магнитопорошкового контроля бандажа колес в локомотивных депо. Устройство магнитопорошкового контроля бандажа колес локомотива содержит раму, седлообразный соленоид с возможностью его установки в рабочее положение над внутренней обточенной поверхностью контролируемого бандажа, вертикально ориентированного в плоскости своего вращения, приводы и блок управления. Устройство магнитопорошкового контроля бандажа колес локомотива содержит также опорные ведущий и ведомый ролики, смонтированные на раме, с возможностью установки на них контролируемого бандажа своей внешней поверхностью, и оборудовано закрепленными на раме направляющими с возможностью охвата боковых граней контролируемого багажа прижимными роликами, смонтированными на свободных концах направляющих. Седлообразный соленоид дополнен манипулятором, выполненным в виде дугообразного рычага, шарнирно закрепленного на раме и оборудованного приводом поворота, выполненным в виде пневматического цилиндра, корпус и шток которого шарнирно соединены соответственно с рамой и упомянутым рычагом, и его концевая часть связана посредством кронштейна с корпусом седлообразного соленоида с возможностью перемещения последнего в вертикальной плоскости, проходящей через центр поперек контролируемого бандажа. В результате улучшается технологичность процесса контроля бандажа, повышается безопасность труда обслуживающего персонала. 5 ил.

Устройство магнитопорошкового контроля бандажа колес локомотива, содержащее раму, седлообразный соленоид, с возможностью его установки в рабочее положение над внутренней обточенной поверхностью контролируемого бандажа, вертикально ориентированного в плоскости своего вращения, приводы и блок управления, отличающееся тем, что содержит опорные ведущий и ведомый ролики, смонтированные на раме, с возможностью установки на них контролируемого бандажа своей внешней поверхностью, и оборудовано закрепленными на раме направляющими с возможностью охвата боковых граней контролируемого багажа прижимными роликами, смонтированными на свободных концах направляющих, седлообразный соленоид дополнен манипулятором, выполненным в виде дугообразного рычага, шарнирно закрепленного на раме и оборудованного приводом поворота, выполненным в виде пневматического цилиндра, корпус и шток которого шарнирно соединены соответственно с рамой и упомянутым рычагом, и его концевая часть связана посредством кронштейна с корпусом седлообразного соленоида с возможностью перемещения последнего в вертикальной плоскости, проходящей через центр поперек контролируемого бандажа.