PL233929B1 - Sposób wykonywania gwintu Rd 50x7 na odkuwce cięgła-śruby dwustronnej sprzęgu śrubowego, do szynowego taboru kolejowego - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonywania gwintu Rd 50x7 na odkuwce cięgła - śruby dwustronnej sprzęgu śrubowego stosowanego powszechnie w szynowym taborze kolejowym kolei europejskich, normalnotorowych w tym od wielu, wielu lat również na PKP w kraju. Sposób wykonywania gwintu polega na użyciu znanej głowicy walcująco - wygniatającej, trzyrolkowej do walcowania - wygniatania półokrągłego gwintu na drodze obróbki plastycznej na zimno na odkuwce - przygotówce cięgla - śruby dwustronnej. Zabieg walcowania - wygniatania gwintu eliminuje dotychczas stosowane toczenie gwintu na drodze obróbki skrawaniem i gwarantuje, że włókna materiału odkuwki cięgła - śruby dwustronnej układają się równolegle do wygniecionego półokrągłego profilu - zarysu gwintu nie przerywając (jak to występuje podczas obróbki skrawaniem) w żadnym miejscu ciągłości tych włókien. Ma to zasadnicze znaczenie dla uzyskania wymaganej dużej wytrzymałości na zerwanie cięgła - śruby dwustronnej jako najsłabszej części śrubowego urządzenia cięgłowego stosowanego w taborze kolejowym. Sposób wykonywania gwintu może być stosowany w zalecanym układzie: nieruchoma odkuwka - przygotówka cięgła - śruby dwustronnej i obracana mechanicznie głowica walcująco - wygniatająca, trzyrolkowa, lub w układzie: obracana odkuwka - przygotówka i nieobracająca się głowica walcująco - wygniatająca. Najbardziej korzystnym jest sposób jednoczesnego walcowania - wygniatania gwintu po obu stronach nieruchomej odkuwki - przygotówki dwiema obracanymi mechanicznie głowicami umieszczonymi naprzeciwko siebie w osi odkuwki, jak na rysunku.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonywania gwintu Rd 50x7 na odkuwce cięgła-śruby dwustronnej sprzęgu śrubowego taboru kolejowego spełniający wysokie wymagania wytrzymałościowo-jakościowe określone normą w wersji angielskiej PN-EN 15566 z 1999 r. Sprzęg śrubowy skręcany lub luzowany jest przy sprzęganiu pojazdów szynowych cięgłem -śrubą dwustronną np. przy formowaniu składów pociągów.

Dotychczas gwint Rd 50x7 (średnica zewnętrzna gwintu - 50 mm, skok gwintu - 7 mm, zarys gwintu półokrągły) wykonywany jest na odkuwce cięgła-śrubie dwustronnej sprzęgu śrubowego do zespołu normalnotorowego taboru kolejowego wg. normy PN-EN 15566 - w wersji angielskiej z 1999 r. zastępującej wycofaną normę PN-K 88160 - w wersji polskiej z 1999 r., na obrabiarkach na drodze obróbki skrawaniem przez wytoczenie gwintu. W czasie obróbki odkuwka cięgła-śruby dwustronnej wykonuje ruch obrotowy a narzędzie nóż tokarski z profilem do gwintu półokrągłego wykrawa bruzdę i profil gwintu przy ruchu posuwowym równym skokowi gwintu - 7 mm. Przy obróbce skrawaniem nie ma możliwości zachowania ciągłości włókien materiału w obrabianej odkuwce cięgła. Wiadomo natomiast, że ze względów wytrzymałościowych w tym przypadku określonych szczegółowo w wymienionej normie PN-EN uzyskanie ciągłości włókien materiału w nagwintowanym cięgle-śrubie dwustronnej (czyli wyeliminowanie niekorzystnego tzw. efektu „karbu” występującego przy obróbce skrawaniem) jest jak najbardziej wymagane i konieczne. Wykonywanie gwintu na drodze obróbki skrawaniem jest pracochłonne, wymaga usuwanego w obróbce dużego naddatku materiału na odkuwce a z uwagi na dokładność i powtarzalność wyników obróbki wymaga wysokich kwalifikacji tokarza. Należy podkreślić, że wymiary i profil gwintu Rd 50x7 cięgła-śruby dwustronnej sprzęgu śrubowego są stałe i niezmieniane przez dziesięciolecia (patrz np. norma polska PN-59/K-88160 z 1959 r.). Cięgła-śruby dwustronne z takim gwintem są stosowane od wielu lat i również obecnie w kraju w urządzeniach cięgłowych szynowego normalnotorowego taboru kolejowego na PKP.

Zadaniem wynalazku jest wskazanie takiego sposobu wykonywania gwintu Rd 50x7 na odkuwce cięgła-śruby dwustronnej sprzęgu śrubowego taboru kolejowego, który by umożliwił uzyskanie pełnego zarysu gwintu bez przerywania ciągłości włókien materiału odkuwki z jednoczesnym uzyskaniem wymaganej wysokiej jakości powierzchni gwintu. Zadanie to zostało według wynalazku rozwiązane w ten sposób, że do wykonania gwintu na odkuwce cięgła-śrubie dwustronnej sprzęgu kolejowego użyto znanej głowicy walcująco-wygniatającej, trzyrolkowej zamontowanej na obrotowym wrzecionie tokarki lub innej podobnej obrabiarki. Trzy rolki głowicy o profilu gwintu, walcując-wygniatając gwint na drodze obróbki plastycznej na zimno, powodują takie przemieszczenie materiału z bruzdy-dna gwintu na jego wierzchołki, że włókna materiału odkuwki cięgła-śruby dwustronnej układają się równolegle do półokrągłego profilu wygniecionego gwintu nie przerywając w żadnym miejscu ciągłości tych włókien. Podstawową cechą cięgła-śruby dwustronnej, stanowiącego najsłabszą część śrubowego urządzenia cięgłowego jest duża, wymagana wytrzymałość na rozerwanie, którą to cechę gwarantuje walcowanie-wygniatanie gwintu cięgła na drodze obróbki plastycznej na zimno. W sposobie według wynalazku zabieg walcowania-wygniatania gwintu jest poprzedzony wykonaniem tzw. przygotówki przez przetoczenie powierzchni walcowej odkuwki cięgła-śruby dwustronnej na odpowiednią średnicę (średnicę podziałową gwintu około 46,5 mm - ustaloną doświadczalnie) tak by wywalcowany, wygnieciony, wyciśnięty z bruzdy gwintu materiał mógł uformować w pełni grzbiet gwintu bez tzw. wypływki. Takie ograniczenie obróbki skrawaniem eliminujące nacinanie gwintu skraca czas i koszty wykonania cięgła-śruby dwustronnej i wynika z wprowadzenia walcowania-wygniatania gwintu na drodze obróbki plastycznej na zimno realizując sposób według wynalazku.

Zastosowanie zabiegu walcowania-wygniatania gwintu na przygotówce cięgła-śruby dwustronnej sprzęgu kolejowego gwarantuje pożądany przebieg włókien, to znaczy, że włókna materiału układają się równolegle do profilu wygniecionego półokrągłego gwintu co znacznie zwiększa wytrzymałość cięgła-śruby dwustronnej na rozerwanie a ugnieciona bardzo gładka powierzchnia gwintu zwiększa trwałość jego powierzchni i odporność na zużycie i korozję. Sposób według wynalazku ogranicza do minimum obróbkę skrawaniem (konieczną tylko do wykonania przygotówki cięgła-śruby do walcowania) pozwala na uzyskanie wymiarów i zarysu-profilu gwintu o bardzo dokładnym i powtarzalnym kształcie oraz zawęża wpływ czynnika ludzkiego na dokładność wykonania gwintu. Możliwość jednoczesnego walcowania-wygniatania gwintu z obu stron przygotówki cięgła-śruby dwustronnej znacznie skraca czas gwintowania przygotówki i koszty związane z tym zabiegiem.

Sposób według wynalazku zostanie bliżej objaśniony na podstawie rysunku, na którym fig. 1 - przedstawia widok przygotówki cięgła-śruby dwustronnej sprzęgu kolejowego po walcowaniu-wy

PL 233 929 B1 gnieceniu gwintu Rd 50x7, przykładowo na jednej stronie cięgła-śruby po użyciu głowicy walcująco-wygniatającej, trzyrolkowej, fig. 2 - przedstawia w powiększeniu położenie, układ włókien materiału w przygotówce cięgła-śruby dwustronnej po wykonaniu gwintu na drodze obróbki plastycznej na zimno przez walcowanie-wygniatanie gwintu obracaną głowicą trzyrolkową, fig. 3 - przedstawia widok głowicy, trzyrolkowej do walcowania-wygniatania gwintu na przygotówce cięgła-śruby dwustronnej sprzęgu kolejowego, a fig. 4 - przedstawia schemat układu, zestawu do jednoczesnego obustronnego walcowania-wygniatania gwintu na nieruchomej przygotówce cięgła-śruby dwustronnej sprzęgu kolejowego przy użyciu dwóch jednakowych przeciwbieżnie usytuowanych obracanych mechanicznie głowic walcująco-wygniatających, trzyrolkowych.

Sposób wykonywania gwintu Rd 50x7 według wynalazku na odkuwce cięgła-śruby dwustronnej sprzęgu śrubowego do szynowego taboru kolejowego, przedstawionej na fig. 1, polega na tym, że gwint wykonywany jest przez walcowanie-wygniatanie gwintu przy użyciu głowicy walcująco-wygniatającej, trzyrolkowej przedstawionej na fig. 3 na drodze obróbki plastycznej na zimno. Rolki głowicy trzyrolkowej mają zarys gwintu półokrągłego o skoku 7 mm. Gwint Rd 50x7 na jednej i drugiej stronie odkuwki-przygotówki cięgła-śruby dwustronnej jest walcowany-wygniatany głowicą trzyrolkową na długości ok. 230 mm, po czym głowica zostaje mechanicznie otwarta (rolki zostają rozsunięte) i zatrzymana, natrafiając w swoim ruchu posuwowym na zderzak ograniczający drogę walcowania. Użyta głowica walcująco-wygniatająca, trzyrolkowa ma zakres walcowania prętów o średnicy 50 mm i jest przystosowana do ewentualnego użycia mechanicznego napędu, obracania głowicy. Walcowanie-wygniatanie gwintu na przygotówce odkuwki cięgła-śruby dwustronnej powoduje, że zachowana jest ciągłość włókien materiału odkuwki, włókien które układają się równolegle do półokrągłego profilu wygniecionego gwintu nie przerywając w żadnym miejscu ciągłości tych włókien, co przedstawiono na powiększonym fragmencie A na fig. 2. Zalecanym sposobem wykonywania gwintu jest jego walcowanie-wygniatanie na unieruchomionej odkuwce-przygotówce cięgła-śruby dwustronnej obracaną mechanicznie głowicą walcująco-wygniatającą, trzyrolkową. Możliwe jest również wykonywanie gwintu, jego walcowanie-wygniatanie na obracanej mechanicznie odkuwce-przygotówce cięgła-śruby dwustronnej nieobracającą głowicą walcująco-wygniatającą, trzyrolkową, przy czym w ten sposób można wykonywać gwint tylko kolejno z jednej i drugiej strony odkuwki-przygotówki. Korzystnym jest sposób wykonywania gwintu na unieruchomionej odkuwce-przygotówce przez wygniatanie gwintu jednocześnie z obu stron przygotówki przy użyciu dwóch obracanych mechanicznie głowic walcująco-wygniatających, trzyrolkowych umieszczonych naprzeciwko siebie na łożu obrabiarki specjalnej w osi przygotówki i przesuwanych również mechanicznie, przedstawiony na fig. 4. Oczywistym jest, że w ten sposób wykonanie gwintu na odkuwce-przygotówce cięgła-śruby dwustronnej jest technicznie i ekonomicznie uzasadniony przy seryjnej lub masowej produkcji cięgła-śruby dwustronnej sprzęgu śrubowego do szynowego taboru kolejowego.

Wynalazek, sposób wykonywania gwintu Rd 50x7 na odkuwce cięgła-śruby dwustronnej sprzęgu śrubowego taboru kolejowego przez walcowanie-wygniatanie gwintu na drodze obróbki plastycznej na zimno głowicą walcująco-wygniatającą, trzyrolkową może być powszechnie stosowany przy produkcji cięgła urządzenia cięgłowego do szynowego taboru kolejowego kolei europejskich, normalnotorowych w tym również na PKP w kraju.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wykonywania gwintu Rd 50x7 na odkuwce cięgła-śruby dwustronnej sprzęgu śrubowego do szynowego taboru kolejowego, znamienny tym, że gwint wykonywany jest przez walcowanie-wygniatanie gwintu na drodze obróbki plastycznej na zimno, przy użyciu głowicy, trzyrolkowej do walcowania-wygniatania gwintów, a wywalcowane-wygniecione włókna materiału odkuwki cięgła układają się równolegle do wywalcowanego półokrągłego profilu-zarysu gwintu nie przerywając w żadnym miejscu ciągłości tych włókien i zwiększają wymaganą dużą wytrzymałość cięgła-śruby dwustronnej na zerwanie.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że walcowanie-wygniatanie gwintu odbywa się na unieruchomionej odkuwce cięgła-śruby dwustronnej a głowica, walcująco-wygniatająca, trzyrolkowa jest mechanicznie obracana.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że walcowanie-wygniatanie gwintu odbywa się na obracanej odkuwce cięgła-śruby dwustronnej a głowica, walcująco-wygniatająca, trzyrolkowa nie wykonuje ruchu obrotowego.

   PL 233 929 Β1
4. 4. Sposób według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że gwint jest walcowany-wygniatany jednocześnie z obu stron unieruchomionej odkuwki cięgła-śruby dwustronnej, dwiema niezależnie obracanymi mechanicznie głowicami do walcowania-wygniatania gwintu umieszczonymi w osi odkuwki, cięgła.