Устройство для оценки триботехнических свойств гребней колес после плазменной обработки



Устройство для оценки триботехнических свойств гребней колес после плазменной обработки
Устройство для оценки триботехнических свойств гребней колес после плазменной обработки
Устройство для оценки триботехнических свойств гребней колес после плазменной обработки

 


Владельцы патента RU 2569643:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Объединенный институт высоких температур Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к машиностроению, в частности к железнодорожному транспорту, и может быть использовано при испытаниях пар трения по определению предельных нагрузок и триботехнических характеристик. Устройство содержит основание с закрепленной на нем стойкой и платформой, на которой установлен привод вращения вала и осевого его перемещения, узел нагружения образцов и систему измерения силы нагружения, дисковый контробразец, вал с размещенным на нем держателем образца, систему измерения силы трения. В качестве испытываемого образца устанавливается вырезанный темплет упрочненного гребня колеса после плазменной обработки толщиной 10-13 мм, в качестве контробразца - ролик, изготовленный из рельсовой стали, диаметром 40 мм и шириной 6 мм. Технический результат: повышение достоверности результатов оценки триботехнических свойств гребней колес, что обеспечит экономическую целесообразность выбранного режима и технологии поверхностного упрочнения колесных пар и надежность при эксплуатации без снижения работоспособности рельсов. 3 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к железнодорожному транспорту, и может быть использовано при испытаниях пар трения по определению предельных нагрузок и триботехнических характеристик.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов.

Применение изобретения позволит выбрать методики испытаний и оценить основные параметры контактного взаимодействия пары колесо-рельс, что экономически целесообразно при применении различных технологий упрочнения гребней колес.

Известен способ определения триботехнических характеристик (авторское свидетельство СССР № 1237949, кл. G01N 3/56, 1985), заключающийся в том, что воздействуют на узел трения нагрузкой, изменяют жесткость одной из связей узла трения и регистрируют триботехнические характеристики.

Недостатком данного способа является отсутствие учета динамического влияния механической системы на узел трения.

Известны (патент РФ №2386945, МПК G01N 3/56, опубликованный 20.04.2010 г.) трехшариковая машина трения скольжения и способ оценки противоизносных свойств смазочных материалов на этой машине, содержащая электродвигатель, ременную передачу, приводной вал, узел трения с исследуемыми шарами, устройство для измерения момента трения и систему статического нагружения.

Недостатком данной машины трения является громоздкость конструкции, сложность использования полученных результатов по трению - износу применительно к узлу трения пары колесо-рельс (Фиг. 1) только лишь для качественной сравнительной оценки.

Известна также машина трения (патент РФ №94343, МПК G01N 3/56, опубликованный 20.05.2012 г.), содержащая основание, закрепленную на нем стойку, платформу с установленным на ней дисковым контробразцом, вал с размещенным в нем держателем образца, привод вращения и осевого перемещения вала, узел статического нагружения образцов, систему измерения силы нагружения и систему измерения силы трения с использованием плоского упругого элемента.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции узла статического нагружения исследуемых образцов и системы измерения силы трения.

Известно устройство для испытания образцов (патент РФ на полезную модель 81332, МПК4 G01N 19/02, опубл. 10.03.2009), наиболее близкое к предлагаемому. Оно содержит основание, узел нагружения, узел трения, состоящий из держателя контробразца, установленного на штанге, шарнирно прикрепленной к основанию.

Недостатком этого устройства является создание узлом нагружения небольших по величине нагрузок, прикладываемых к испытываемому образцу. Это ограничивает возможность применения некоторых методов испытаний на трение - износ на железнодорожном транспорте.

Техническое решение изобретения заключается в том, что все оценочные испытания проводятся на натурных гребнях колес, упрочненных плазменной технологией, и за счет такого технического решения упрощается конструкция узла нагружения исследуемых образцов и способ оценки трения - износа.

Для достижения технического решения в устройстве для оценки триботехнических свойств гребней колес после плазменной обработки на основе машины трения, содержащей основание с закрепленной на нем стойкой и платформой 1, на которой установлен привод вращения вала и осевого его перемещения, включающий электродвигатель 2, ременную передачу 3, редуктор 4 и соединяющийся с узлом нагружения образцов 5 и системой измерения силы нагружения 6, дисковым контробразцом 7 посредством вала 8, с размещенным на нем держателем 9 образца 10, системой измерения силы трения 11, в качестве испытываемого образца 10 устанавливается вырезанный темплет упрочненного гребня колеса после плазменной обработки толщиной 10-13 мм. В качестве контробразца 7 - ролик, изготовленный из рельсовой стали, диаметром 40 мм и шириной 6 мм.

Схема устройства для оценки триботехнических свойств гребней колес представлена на фиг. 1.

На фиг. 2 изображена геометрия контакта рельса 12 и гребня колеса 13 в натуре. Схематично узел трения пары колесо-рельс может быть представлен двумя частями: темплетом гребня колеса (бандажа) упрочненного колеса 10, закрепленным стационарно, и рельсовым роликом 7 (фиг. 3), являющимся основным элементом устройства для оценки триботехнических свойств гребней колес (фиг. 1).

Устройство для оценки триботехнических свойств гребней колес работает следующим образом: при испытании рельсовый ролик 7 закрепляется на вращающемся нижнем валу 3 машины трения. Образец из гребня колеса (10) - на верхнем неподвижном, при этом линия приложения нормального усилия должна проходить через центр площадки контакта. Для этого на поверхности образца делается метка точки пересечения кромки рабочей поверхности с перпендикуляром, опущенным на боковую поверхность из центра отверстия для крепления образца. Место касания рельсового контрролика с образцом определяется по следу, оставляемому роликом на рабочей поверхности при небольшой нагрузке. Образец перемещается (прокручивается на оси) при не полностью затянутой гайке до тех пор, пока след от контрролика не совпадет с меткой на рабочей поверхности. Далее измеряется диаметр ролика. Рельсовый ролик прижимается к боковой поверхности неподвижно закрепленного гребня колеса и вращается со 100% проскальзыванием. Гребневой образец прижимается к рельсовому ролику с постоянным усилием 60 кг. Испытание производится при скорости вращения контрролика 100 об/мин. После 100 циклов машина останавливается и делаются замеры для оценки поверхностных слоев трибоэлементов, включающие диаметр контрролика, ширину контрролика, длину лунки износа, ширину лунки износа, глубину, момент силы износа.

Для оценки триботехнических свойств упрочненных гребней колес необходимо испытывать темплеты гребней колес с различными режимами и технологиями упрочнения, сопоставляя данные, полученные на предлагаемом устройстве.

Применение данного устройства повышает достоверность результатов оценки триботехнических свойств гребней колес, что обеспечит экономическую целесообразность выбранного режима и технологии поверхностного упрочнения колесных пар и надежность при эксплуатации без снижения работоспособности рельсов.

Устройство для оценки триботехнических свойств гребней колес заключается в том, что машина трения содержит основание с закрепленной на нем стойкой и платформой, на которой установлен привод вращения вала и осевого его перемещения, узел нагружения образцов и систему измерения силы нагружения, дисковый контробразец, вал с размещенным на нем держателем образца, систему измерения силы трения, причем в качестве испытываемого образца устанавливается вырезанный темплет упрочненного гребня колеса после плазменной обработки толщиной 10-13 мм, в качестве контробразца - ролик, изготовленный из рельсовой стали, диаметром 40 мм и шириной 6 мм.



 

Похожие патенты:

Использование: для определения эрозионной стойкости твердых микро- и нанообъектов при воздействии кавитации. Сущность изобретения заключается в том, что одну грань исследуемого объекта упрочняют, после чего проводят кавитационное воздействие в герметичной камере с жидкостью при избыточном гидростатическом давлении, обработку исследуемого объекта ведут гидроакустическим потоком при плотности мощности ультразвукового излучения, достаточной для нахождения исследуемого образца во взвешенном состоянии, оценивают эрозионную стойкость по состоянию рельефа поверхности, его геометрическим и объемным параметрам по сравнению с первоначальным состоянием объекта.

Изобретение относится к технологии оценки качества смазочных масел, в частности к определению их смазочной способности. Способ определения смазывающей способности масел заключается в том, что эксплуатируют пару трения в присутствии смазки, пропускают через нее электрический ток, измеряют постоянный ток при неподвижной паре трения и при установившемся режиме трения, пробу масла постоянной массы нагревают при определенной температуре в течение постоянного времени.

Изобретение относится к области определения свойств материалов в условиях сухого трения, преимущественно для испытания структурных зон металла, образующихся в результате сварочных технологических процессов или локальной поверхностной термической обработки концентрированными источниками нагрева.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для испытания металлов и сплавов, а также композиционных материалов и покрытий на стойкость к абразивному изнашиванию при нормальной и повышенных температурах.

Изобретение относится к области триботехнических испытаний материалов и может быть использовано при создании новых сталей и сплавов с особыми свойствами для тяжелых условий эксплуатации, а также при оценке работоспособности модифицированных поверхностей и покрытий.

Трибометр // 2559798
Изобретение относится к испытательным и обкаточным стендам. Трибометр состоит из предметного стола, ограничивающей рамки, заполняемой пробой насыпного груза, навески и тягового органа для предметного стола с прибором для определения его тягового усилия.

Техническое решение относится к устройствам для измерения величины износа и температуры изделий при трении. Устройство для измерения величины износа и температуры изделия при трении содержит последовательно соединенные источник лазерного излучения, светоделитель и как минимум один измерительный волоконно-оптический световод, второй конец которого размещен в изделии на глубине Н, равной или меньшей расстояния R до трущейся поверхности.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для изучения процесса работы поверхностей деталей машин. Согласно заявленному способу определения длительности этапов эксплуатации циклически нагруженных поверхностей деталей машин регистрируют изменения во времени параметра состояния контактирующих поверхностей деталей, нагруженных в соответствии с реальными условиями эксплуатации.

Изобретение относится к испытаниям материалов на фреттинг-усталость. Способ испытания материалов на фреттинг-усталость заключается в том, что испытуемый цилиндрический образец, в виде стержня переменного сечения с напрессованной на него втулкой контробразца, располагается в машине для усталостных испытаний типа НУ.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к стендам для испытаний резьбовых соединений, и может быть использовано для исследований износа резьбовых соединений труб нефтяного сортамента при свинчивании-развинчивании в коррозионной среде.

Изобретение относится к области диагностики, а именно к способам оценки технического состояния роторных агрегатов, и может быть использовано при оценке состояния подшипниковых узлов, например колесно-моторных блоков (КМБ) подвижного состава железнодорожного транспорта.

Стенд содержит держатели (2, 3, 4, 5) измерительных устройств, расположенные на несущей конструкции (1) под тележкой (12), средства (6, 7) для генерации и передачи сил, подаваемых для моделирования обусловленных эксплуатацией состояний нагрузки на тележку (12), стоящую колесами (13, 14, 15, 16) в опорных точках (8, 9, 10, 11) на держателях измерительных устройств, измерительные устройства для регистрации воздействия, вызванного смоделированными состояниями нагрузки на тележке и/или в опорных точках ее колес, а также по меньшей мере один анализатор для обработки значений измерения, зарегистрированных измерительными устройствами, и элементы управления.

Изобретение относится к способу контроля состояния поворотной тележки (3) рельсового транспортного средства, имеющей, по меньшей мере, одну колесную пару (4). Причем колеса (8) колесной пары (4) жестко соединены осью (6) и имеют приближенно конический профиль колеса.

Изобретение относится к способу контроля ходовых качеств рельсового транспортного средства. Предложенный способ предусматривает следующие этапы: - идентификацию, по меньшей мере, одного значимого события или комбинации нескольких значимых событий в пределах временной характеристики измерительного сигнала, при которой измеряемая величина превышает заданное минимальное значение, а также идентификацию момента, в который произошло это значимое событие; - формирование частотной характеристики из временной характеристики измерительного сигнала с момента события, причем частотная характеристика формируется на определенную продолжительность времени (ta), начиная с момента события; - сравнение формированной частотной характеристики, по меньшей мере, с одной, хранящейся в памяти эталонной частотной характеристикой; - оценку колебательных свойств колесной пары в зависимости от отклонения формированной частотной характеристики от, по меньшей мере, одной, хранящейся в памяти эталонной частотной характеристики.

Изобретение относится к неразрушающему контролю железнодорожных (ж/д) колес методом магнитопорошковой дефектоскопии. Согласно способу ведут намагничивание боковой поверхности ж/д колеса во вращающемся магнитном поле и полив магнитной суспензией сектора контроля, совмещенного с зоной полива.

Изобретение относится к области летных испытаний авиационной техники, а именно к определению аэродинамических коэффициентов и тяги двигателей летательного аппарата.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для исследования физических процессов в системе "колесо-рельс" железнодорожных транспортных средств.

Изобретение относится к вспомогательному железнодорожному оборудованию. .

Изобретение относится к автоматизированным системам, предназначенным для измерения динамических характеристик вагонов. Автоматизированная система измерения динамических характеристик и выявления вагонов с отрицательной динамикой содержит блок лазерных маркеров, измеряющий с помощью видеокамеры и лазеров положение борта вагона и выделение кадра с бортовым номером, комплект трех компонентных комбинированных датчиков, расположенных попарно друг напротив друга на каждом рельсе, включающих в себя индуктивный датчик, регистрирующий проход колеса вагона, акселерометр, измеряющий уровень воздействия колеса в трехмерном пространстве, и гироскоп, определяющий величину смещения рельса. Автоматизированная система содержит также многоканальный цифровой регистратор данных, полученных от датчиков и видеокамер, соединенных линиями связи, оснащенными защитой от мощных электрических разрядов, и имеющих оптоэлектронную развязку, синхронизированных контроллером предварительной обработки результатов измерений и формирования управляющих сигналов, необходимых для работы системы. Контроллером производится подсчет количества осей в проходящем составе и предварительное распознавание типов подвижных единиц. В результате расширяются функциональные возможности системы, повышается безопасность движения поездов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх