Стенд для испытания моторно-осевых подшипников тепловоза при действии ударных нагрузок

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к установкам для испытания моторно-осевых подшипников тепловоза при действии ударных нагрузок, и может найти применение для испытания подшипников качения и скольжения, работающих в условиях динамического нагружения. Стенд содержит железнодорожное колесо, установленное на валу с испытуемыми подшипниками, которое связано фрикционным контактом с ободом колеса, имитирующим рельсовый путь. Испытуемые подшипники воспринимают ударные нагрузки при прохождении стыковых впадин на ободе колеса. При этом одновременно на вал действует ударная нагрузка от зубчатой передачи, отображающей работу тягового редуктора тепловоза. Технический результат данного изобретения - повышение достоверности испытаний подшипниковых узлов железнодорожного транспорта. 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к установкам для испытания моторно-осевых подшипников тепловоза при действии ударных нагрузок, и может найти применение для испытания подшипников качения и скольжения, работающих в условиях динамического нагружения.

Известны установки для испытания подшипников качения, содержащие корпус и смонтированные в нем приводной вал для установки испытуемых подшипников, узлы осевого и радиального нагружения (см., например: авторское свидетельство СССР №435475, кл. G 01 М 13/04, 1974 г.). Такие установки не обеспечивают динамического воздействия на испытуемые подшипники.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является машина для испытания подшипников скольжения, содержащая станину, жестко закрепленные на ней стойки, электродвигатель, приводной вал, испытуемые подшипники скольжения, механизм статического нагружения подшипников (см.: авторское свидетельство СССР №371471, кл. G 01 М 13/04, 1973 г.). Машина снабжена механизмом ударного нагружения, выполненным в виде контактирующих друг с другом кулачковых полумуфт, одна из которых жестко закреплена на станине, а другая подпружинена в осевом направлении и кинематически связана с приводом вращения. Это позволяет исследовать работоспособность подшипников скольжения при действии статических и ударных нагрузок. Вместе с этим, устройство машины не позволяет имитировать условия работы подшипниковых узлов железнодорожного транспорта, в частности моторно-осевых подшипников скольжения тепловоза, которые воспринимают ударные нагрузки при прохождении железнодорожного колеса стыковых впадин рельсовых соединений, а также динамические воздействия от зубчатого зацепления в тяговом редукторе тепловоза из-за износа рабочих профилей колес.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание устройства, обеспечивающего повышение достоверности результатов стендовых испытаний моторно-осевых подшипников путем имитации эксплуатационных условий работы подшипниковых узлов тепловоза.

Предлагаемое устройство стенда для испытания моторно-осевых подшипников тепловоза, содержащее станину, жестко закрепленные на ней двигатель и стойки, приводной вал, испытуемые подшипники, установленные на валу в опорах стоек, механизм статического нагружения, снабжено железнодорожным колесом, установленным на валу с испытуемыми подшипниками, на входном конце вала размещено зубчатое колесо, на выходном конце вала установлен упорный подшипник, контактирующий с механизмом осевого нагружения, зубчатое колесо выполнено с периодически уменьшающейся толщиной зубьев и взаимодействует с шестерней приводного вала, а железнодорожное колесо связано фрикционным контактом с ободом колеса механизма радиального нагружения испытуемых подшипников, при этом обод колеса имеет в сечении профиль, отображающий профиль поперечного сечения рельса, на ободе выполнены радиальные и дуговые прорези, имитирующие стык рельсового соединения.

Решение технической задачи поясняется графическими материалами: фиг.1 - принципиальная схема стенда, фиг.2 - фрагмент обода колеса механизма радиального нагружения, фиг.3 - зубчатое зацепления с периодически уменьшающейся толщиной зубьев у колеса.

Стенд содержит станину 1, жестко закрепленные на ней электродвигатель 2, стойки для подшипников приводного вала 3 с шестерней 4, стойки 5 и 6, в которых установлены испытуемые подшипники 7 и 8, вал 9 с железнодорожным колесом 10, упорным подшипником 11 и зубчатым колесом 12. Механизм статического радиального нагружения 13 стенда снабжен колесом 14, закрепленным на валу 15. Вал 15 установлен в подпружиненных опорах 16 и 17, шарнирно связанными с направляющими 18 и 19. Обод колеса 14 (см. фиг.2) имеет в сечении профиль, отображающий профиль поперечного сечения рельса, и имитирует бесконечный рельсовый путь. На ободе колеса 14 выполнены радиальные 20 и дуговые 21 прорези, имитирующие стык рельсового соединения. Зубчатое колесо 12 (см. фиг.3) выполнено с зубьями переменной толщины, например 5-7 зубьев 22 имеют толщину, нормированную зацеплением, а последующие 2-3 зуба 23 выполнены с толщиной на 3-5 мм меньше нормированной с целью имитации изношенных зубьев колеса. Для создания нагрузки на гребень железнодорожного колеса 10 стенд снабжен механизмом осевого нагружения 24 и упорным подшипником 25, воспринимающим осевую нагрузку от колеса 14.

Стенд работает следующим образом. При включении электродвигателя 2 движение от приводного вала 3 с шестерней 4 передается зубчатому колесу 12, валу 9 и железнодорожному колесу 10. Механизм радиального нагружения 13 передает постоянную нагрузку через направляющие 18 и 19 опорам 16 и 17, валу 15 и колесу 14. Обод колеса 14 прижимается к поверхности катания железнодорожного колеса 10, при этом механизм осевого нагружения 24 через упорный подшипник 11 передает постоянную нагрузку гребню железнодорожного колеса 10, ободу колеса 14 и упорному подшипнику 25.

При вращении вала 9 испытуемые подшипники 7 и 8 воспринимают ударные нагрузки, которые передаются по двум потокам: первый - при передаче мощности от шестерни 4 зубьям колеса 12 с переменной толщиной зубьев 22 и 23, второй - от постоянной радиальной нагрузки при прохождении поверхности катания железнодорожного колеса 10 стыковой впадины обода колеса 14.

Таким образом, моделируется работа моторно-осевых подшипников тепловоза, которые в экспериментальных условиях одновременно воспринимают постоянные и ударные нагрузки. Такое устройство стенда обеспечивает повышение достоверности испытаний подшипников на долговечность, позволяет точнее оценить работоспособность различных конструктивных решений подшипниковых узлов железнодорожного транспорта.

Формула изобретения

Стенд для испытания моторно-осевых подшипников тепловоза при действии ударных нагрузок, содержащий станину, жестко закрепленные на ней двигатель и стойки, приводной вал, испытуемые подшипники, установленные на валу в опорах стоек, механизм статического нагружения подшипников, отличающийся тем, что снабжен железнодорожным колесом, установленным на валу с испытуемыми подшипниками, на входном конце вала закреплено зубчатое колесо, на выходном конце вала установлен упорный подшипник, контактирующий с механизмом осевого нагружения, зубчатое колесо выполнено с периодически уменьшающейся толщиной зубьев и взаимодействует с шестерней приводного вала, а железнодорожное колесо связано фрикционным контактом с ободом колеса, которым снабжен механизм радиального нагружения испытуемых подшипников, при этом обод колеса имеет в сечении профиль, отображающий профиль поперечного сечения рельса, на ободе выполнены радиальные и поперечные прорези, имитирующие стык рельсового соединения.

РИСУНКИ