Устройство для измерения профиля колеса железнодорожного транспортного средства

 

Использование: при ремонте колес железнодорожных транспортных средств. Сущность изобретения: устройство содержит корпус с вырезом 2 для гребня измеряемого колеса 19, подпружиненные щупы 3 и 4 для взаимодействия соответственно с гребнем колеса и поверхностью его катания, и измерительный орган, состоящий из индикатора 14, источника постоянного тока, двух реостатов, подвижный контакт каждого из которых жестко соединен с соответствующим из щупов 3 и 4, усилителя, аналого-цифрового преобразователя и подпружиненных контактов 10 и 11 для взаимодействия с вертикальной поверхностью гребня колеса, включенными последовательно в цепь между источником постоянного тока и индикатором 14. Выход усилителя соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, подвижные контакты реостатов включены в цепь между выходом усилителя и первым входом преобразователя, выход которого подключен к индикатору, а второй вход преобразователя соединен с подключенным к положительному полюсу источника постоянного тока входом усилителя и через переключатель - с реостатами. 4 ил.

Известен раздвижной шаблон с двойным отсчетом, сниженный двумя щупами для одновременного касания их наконечниками поверхности профиля колеса и эталонного профиля в одной вертикальной плоскости. В случае отклонения профиля измеряемого колеса от эталонного генерируется сигнал рассогласования, который используют для определения износа колеса. Щупы размещены подвижно в вертикальной каретке, перемещаемой в горизонтальном направлении с помощью шагового электродвигателя, вращающего резьбовой вал, зацепленный с кареткой. Шаговый электродвигатель установлен на скобе, вертикальную полку которой при измерении прижимают к вертикальной поверхности обода колеса.

Однако задачей ремонтной службы депо или завода является не возвращение обода колеса в первоначальное состояние, например, с помощью наплавки и последующего растачивания рабочей поверхности для получения образцового профиля колеса, а получение нового профиля путем минимального срезания его неровностей в соответствии с установленными допусками отклонения от идеального профиля колеса. Из-за сложного закона линейной зависимости между вертикальными допусками и горизонтальной координатой данные, полученные при использовании известного приспособления или раздвижного шаблона, необходимо расшифровывать перед расточкой колесной пары, да и в процессе ее расточки, т. е. осуществлять математические преобразования величин измерения, что отражается на производительности труда и качестве обточки.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что предлагаемое устройство выполнено в виде плоской конструкции с вырезом для гребня измеряемого колеса и снабжено подпружиненными щупами, один из которых предназначен для упора в поверхность гребня, а другой - в рабочую поверхность колеса. Щупы жестко соединены с подвижными контактами прецизионных реостатов, электрические сигналы с которых после усиления и преобразования в аналого-цифровом преобразователе (АЦП) используются для управления изображением на панели светодиодного индикатора.

Благодаря тому, что положение каждого из щупов-датчиков электрического сигнала характеризуется соответствующим уровнем напряжения, то незначительное перемещение любого из щупов благодаря усилителю электрического сигнала позволяет получить высокую точность измерения, а цифровое изображение результатов измерения обеспечивает однозначность восприятия.

Сравнение с прототипом позволяет сделать вывод, что предлагаемое устройство отличается использованием прецизионных реостатов, подвижные контакты которых закреплены на щупах. Реостаты включены в электрическую схему, снабженную усилителем на входе АЦП, выходы которого соединены со светодиодами индикатора.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого технического решения с аналогичными приборами для измерения размеров позволяет сделать вывод о соответствии отличительных признаков критерию изобретения "существенные отличия".

На фиг. 1 изображено описываемое устройство; на фиг. 2 - то же, вид с торца; на фиг. 3 - то же, вид с индикаторной стороны при установке на гребень измеряемого колеса; на фиг. 4 - электрическая схема устройства.

Устройство для измерения профиля колеса железнодорожного транспортного средства содержит корпус 1 с вырезом 2 для гребня колеса. В нижней части корпуса 1 выполнен паз для подвижного разрешения подпружиненного щупа 3, предназначенного для упора в гребень колеса при измерении. С другой стороны корпуса 1 подвижно расположен подпружиненный вертикальный щуп 4 для упора в рабочую поверхность колеса при измерении проката. Щуп 3 жестко соединен с подвижным контактом 5 прецизионного реостата 6, а щуп 4 - с подвижным контактом 7 прецизионного реостата 8. Вертикальная полка 9 и нижняя плоскость выреза 2 снабжены утапливаемыми внутрь устройства электрическими контактами 10 и 11, разрешающими считывание показаний только при плотном прилегании плоскости полки 9 к вертикальной стенке измеряемого колеса и верхней части гребня к нижней плоскости выреза 2, что необходимо для обеспечения правильного положения устройства на измеряемом колесе. Вверху устройства укреплена коробка 12 для размещения электрической схемы, содержащей переключатель 13 для переключения показаний индикатора 14, укрепленного на противоположной стороне корпуса (фиг.3).

Подвижные контакты (см.фиг.4) реостатов 6 и 8 присоединены к операционному усилителю 15, выход которого присоединен к АЦП 16, подключенного своим выходом к светодиодам индикатора 14. В этой же коробке 12 размещен источник 17 постоянного тока и нагрузочное сопротивление 18, величина которого может регулироваться отверткой для установки необходимого уровня напряжения на выходе источника питания 17.

Описываемое устройство используется следующим образом.

Для определения величины проката колеса 19 устройство берут в правую руку, как это изображено на фиг.3, и надевают его сверху на гребень колеса 19 так, чтобы плоскость вертикальной полки 9 оказалась прилегающей вплотную к вертикальной стенке колеса 19, а нижняя плоскость выреза 2 опиралась на гребень этого колеса. Как только эти требования будут выполнены, контакты 10 и 11 замкнут электрическую цепь и индикатор 14 зажжется. В зависимости от положения переключателя 13 (утоплен или нет) на индикаторе 14 высвечивается результат измерения проката колеса или же толщина гребня этого колеса.

При снятии устройства с колеса подпружиненные контакты 10 и 11 возвращаются в исходное положение, автоматически отключая источник питания 17 от схемы шаблона.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении точности измерения величины проката колеса и толщины гребня этого колеса, что позволит свести до минимума объем срезаемого металла с колеса и приведет не только к росту производительности труда токарей-расточников локомотивных и вагонных колес, но и значительно увеличит срок эксплуатации колесных пар.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОФИЛЯ КОЛЕСА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее корпус с вырезом для гребня колеса, смонтированные на корпусе щуп для взаимодействия с поверхностью катания колеса, щуп для взаимодействия с гребнем колеса и измерительный орган, отличающееся тем, что измерительный орган состоит из источника постоянного тока, двух реостатов, подвижный контакт каждого из которых жестко соединен с соответствующим щупом, усилителя, аналого-цифрового преобразователя, индикатора и установленных в вырезе корпуса подпружиненных контактов для взаимодействия с вертикальной поверхностью диска колеса и верхней поверхностью гребня колеса, включенными последовательно в цепь между источником постоянного тока и индикатором, при этом выход усилителя соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, подвижные контакты реостатов включены в цепь между выходом усилителя и первым входом преобразователя, выход которого подключен к индикатору, а второй вход аналого-цифрового преобразователя соединен с подключенным к входу усилителя положительным полюсом источника постоянного тока и через переключатель с реостатами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4