RU2329478C1 - Method of nondestructive testing of durability of press-fitting bearings rings on wheel pair axle journals and the device to this effect - Google Patents
Method of nondestructive testing of durability of press-fitting bearings rings on wheel pair axle journals and the device to this effect Download PDFInfo
- Publication number
- RU2329478C1 RU2329478C1 RU2006134798/28A RU2006134798A RU2329478C1 RU 2329478 C1 RU2329478 C1 RU 2329478C1 RU 2006134798/28 A RU2006134798/28 A RU 2006134798/28A RU 2006134798 A RU2006134798 A RU 2006134798A RU 2329478 C1 RU2329478 C1 RU 2329478C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- rings
- working fluid
- bearing
- neck
- Prior art date
Links
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и транспорта, а именно к механосборочному производству, в частности к сборке с натягом деталей типа вал-втулка тепловым способом, и предназначено для оценки прочности сопряжения внутренних колец двух рядом стоящих буксовых роликовых подшипников, напрессованных на шейку оси колесный пары при ремонте (полной ревизии буксовых узлов).The invention relates to the field of mechanical engineering and transport, namely to mechanical assembly production, in particular to assembly with interference fit of shaft-sleeve type parts by heat, and is intended to assess the strength of the conjugation of the inner rings of two adjacent axle box roller bearings pressed onto the neck of the axle of the pair of wheels repair (full revision of axlebox units).
Известно применение способа контроля прочности соединений с натягом по величине контрольного аксиального усилия [1]. Проверяемое соединение нагружают и о заданной прочности судят по неподвижности соединения, при этом во время приложения испытательной нагрузки снижают расчетную прочность соединения путем уменьшения величины натяга в сопряжении, а испытательную нагрузку устанавливают из соотношения Ри=Рмин-Pсн, где Ри - испытательная нагрузка, Рмин - минимально допустимая прочность соединения с натягом, Рсн - программируемое снижение прочности соединения за счет принимаемого уменьшения натяга.It is known to use a method for controlling the strength of tightened joints in terms of control axial force [1]. The tested connection is loaded and the specified strength is judged by the immobility of the connection, while during the application of the test load, the design strength of the connection is reduced by reducing the interference fit, and the test load is established from the ratio P and = P min- P sn , where P and is the test load, P min - the minimum allowable strength of the connection with an interference fit, P SN - programmable decrease in the strength of the connection due to the adopted reduction in interference.
Применяемый способ контроля прочности напрессовки колец подшипников на шейки осей, заключающийся в определении разности величин диаметров посадочных поверхностей охватывающей и охватываемой деталей, в данном случае нельзя применить. Кроме того, из-за дискретности контакта на отдельных участках сопряженных поверхностей фактические давления могут отличаться, и применяемый способ контроля не дает достоверных исходных данных для оценки величины контактного давления в зоне сопряжения и напряженного состояния охватывающей детали, сопротивления посадки относительно сдвигу и проворачиванию.The applied method of controlling the strength of pressing the bearing rings onto the axle journals, which consists in determining the difference in the diameters of the seating surfaces of the female and male components, cannot be applied in this case. In addition, due to the discreteness of the contact on individual sections of the mating surfaces, the actual pressures may differ, and the applied control method does not provide reliable initial data for estimating the contact pressure in the mating zone and the stress state of the covering part, and the landing resistance against shear and rotation.
Способ прямого контроля прочности сопряжения тепловых посадок по величине нормированного усилия сдвига позволяет с большей достоверностью оценивать несущую способность поперечно-прессовых посадок теплового формирования. При увеличении сдвигающего (скручивающего) усилия упругое деформирование микропрофиля поверхностей деталей в зонах их действительного контакта нарушается, происходит микросмещение (в производственных условиях указанное смещение не фиксируется) за счет частичного среза микронеровностей контактирующих поверхностей охватывающей и охватываемой деталей соединения.The method of direct control of the thermal bond mating strength by the magnitude of the normalized shear force allows us to more reliably evaluate the bearing capacity of the press-fit thermal formation landings. With an increase in the shear (torsional) force, the elastic deformation of the microprofile of the surfaces of the parts in the zones of their actual contact is violated, microdisplacement occurs (under the production conditions, this displacement is not fixed) due to a partial cut of the microroughness of the contacting surfaces of the female and male parts of the joint.
Известен способ оценки качества сопряжения деталей в соединениях [2]. Используется тензодатчик измерения сил и напряжений в деталях и узлах машин и механизмов. Тензодатчик состоит из чувствительных элементов с тензорезисторами, включенными в электрический мост тензорезисторного усилителя, содержит упругий элемент, выполненный в виде цилиндра, на наружной поверхности которого вдоль и поперек оси симметрии наклеены тензорезисторы, соединенные в мостовую измерительную схему.A known method for assessing the quality of mating parts in joints [2]. A strain gauge is used to measure forces and stresses in parts and components of machines and mechanisms. The strain gauge consists of sensitive elements with strain gauges included in the electric bridge of the strain gauge amplifier, contains an elastic element made in the form of a cylinder, on the outer surface of which strain gages are glued along and across the axis of symmetry, connected to a bridge measuring circuit.
Указанные способы контроля не позволяют осуществить в ремонтной практике оценку прочности тепловой напрессовки колец подшипников на шейках осей колесных пар. Это обусловливает возникновение в роликовых буксовых узлах колесных пар вагонов следующих неисправностей:The specified control methods do not allow for repair practice to evaluate the strength of thermal pressing of bearing rings on the necks of the axles of the wheelsets. This causes the following malfunctions in the roller axle units of the wheelsets of the wagons:
- фретинг-коррозию в зоне контакта деталей из-за увеличения амплитуды микроперемещения при заниженных натягах сопряжения и соответственно - снижение усталостной прочности шеек осей;- fretting corrosion in the contact zone of parts due to an increase in the amplitude of micromotion with underestimated interference tension and, accordingly, a decrease in the fatigue strength of the axle necks;
- проворот кольца подшипника на шейке оси при малой величине натяга с образованием кольцевого износа на поверхности шейки оси;- rotation of the bearing ring on the neck of the axis with a small amount of interference with the formation of ring wear on the surface of the neck of the axis;
- разрыв внутреннего кольца роликового подшипника при напряжениях в нем, превышающих предел прочности материала при больших значениях фактического натяга в сопряжении;- rupture of the inner ring of the roller bearing at stresses in it exceeding the tensile strength of the material at high values of the actual interference in the pair;
- трещинообразование и отколы частиц металла из-за больших напряжений во внутреннем кольце роликового подшипника при завышенных натягах посадок.- cracking and spalling of metal particles due to high stresses in the inner ring of the roller bearing with excessive interference fit.
При отсутствии эффективного контроля сборки неизбежны отцепки вагонов в ремонт из-за нагрева буксовых узлов, разрушение роликовых подшипников и изломы шеек осей колесных пар вагонов в эксплуатации.In the absence of effective assembly control, car unhooking for repairs is inevitable due to axle box heating, destruction of roller bearings and kinks in the axles of the wheelsets of the cars in operation.
Наиболее близкими техническими решениями к предлагаемым способу и устройству неразрушающего контроля прочности тепловой напрессовки колец подшипников при ремонте является способ контроля исходной прочности тепловой напрессовки кольца подшипника на шейке оси колесной пары и устройство для его осуществления [3]. При осуществлении указанного способа контроля на поверхности одного из контактирующих тел размещают чувствительный элемент, воздействуют на эту поверхность механической нагрузкой со стороны другого тела, определяют механические напряжения и по напряженному состоянию деформируемого чувствительного элемента оценивают прочность полученного при данном формировании теплового соединения с гарантированным натягом. Основными отличительными признаками способа-прототипа являются:The closest technical solutions to the proposed method and device for non-destructive testing of the strength of the thermal pressing of the bearing rings during repair is a method of controlling the initial strength of the thermal pressing of the bearing ring on the neck of the wheel pair axis and a device for its implementation [3]. When implementing this control method, a sensitive element is placed on the surface of one of the contacting bodies, a mechanical load is applied to this surface from the side of the other body, mechanical stresses are determined, and the strength of the thermal connection obtained with this formation with guaranteed interference is evaluated by the stress state of the deformable sensitive element. The main distinguishing features of the prototype method are:
- перед сборкой закрепляют коаксиально на наружной поверхности кольца подшипника снабженный тензорезисторами чувствительный элемент; измеряют нормальные напряжения на наружной поверхности последнего, вызываемые радиальной деформацией напрессованного на шейку оси кольца подшипника по мере остывания его по месту установки;- before assembly, a sensing element equipped with strain gauges is fixed coaxially on the outer surface of the bearing ring; normal stresses on the outer surface of the latter are measured, caused by radial deformation of the bearing ring pressed onto the journal neck as it cools at the installation site;
- для закрепления чувствительного элемента создают гидростатическое давление в его внутренней замкнутой изолированной полости и выполняют балансировку измерительного моста тензорезисторов перед совместным нагревом кольца и чувствительного элемента для обеспечения монтажного зазора в формируемом тепловом соединении с гарантированным натягом;- to fix the sensing element, hydrostatic pressure is created in its internal closed isolated cavity and the measuring bridge of the strain gauges is balanced before the ring and the sensitive element are heated together to provide a mounting gap in the formed thermal connection with a guaranteed tightness;
- регистрируют оценочные нормальные растягивающие напряжения, создаваемые упругим расширением кольца подшипника от фактического натяга в полученном соединении после остывания кольца на шейке оси совместно с чувствительным элементом до температуры производственного помещения;- register the estimated normal tensile stresses created by the elastic expansion of the bearing ring from the actual interference in the obtained joint after cooling of the ring on the neck of the axis together with the sensing element to the temperature of the production room;
- охлаждают тензорезисторы чувствительного элемента при его нагреве совместно с кольцом напрессовываемого на шейку оси подшипника.- cool the strain gauges of the sensing element when it is heated together with the ring of the bearing axis pressed onto the neck.
Основными отличительными признаками устройства-прототипа являются:The main distinguishing features of the prototype device are:
- чувствительный элемент в виде втулки с выполненными на ее внутренней поверхности проточкой (цилиндрическая и торцовые поверхности которой образуют совместно с поверхностью дорожки качения подшипника внутреннюю герметически изолированную полость), а на наружной цилиндрической поверхности - кольцевой замкнутой полостью для циркуляции среды, охлаждающей установленные в ней тензорезисторы;- a sensitive element in the form of a sleeve with a groove made on its inner surface (cylindrical and end surfaces of which together with the surface of the raceway of the bearing form an internal hermetically sealed cavity), and on the outer cylindrical surface - an annular closed cavity for circulating the medium cooling the strain gauges installed in it ;
- внутренняя герметически изолированная полость чувствительного элемента заполнена рабочей жидкостью для передачи на его стенки гидростатического давления от радиальной деформации кольца подшипника при создании натяга в соединении;- the internal hermetically sealed cavity of the sensing element is filled with a working fluid for transferring hydrostatic pressure from radial deformation of the bearing ring to create an interference fit on the wall;
- внутренняя полость чувствительного элемента соединена с источником давления рабочей жидкости, снабжена нормально открытым клапаном для связи с атмосферой во время заполнения ее и обратным клапаном для перекрытия подачи гидросреды после достижения требуемой величины начального давления рабочей жидкости внутри полости.- the internal cavity of the sensing element is connected to a source of pressure of the working fluid, equipped with a normally open valve for communication with the atmosphere during filling and a check valve to shut off the fluid supply after reaching the required value of the initial pressure of the working fluid inside the cavity.
Технический результат достигается путем реализации прямого контроля соединения по уровню напряженно деформированного состояния чувствительного цилиндрического элемента с размещенными на его наружной поверхности тензорезисторами, который коаксиально устанавливают на наружную поверхность контролируемого кольца подшипника.The technical result is achieved by implementing direct control of the connection according to the level of the stress-strain state of the sensitive cylindrical element with strain gauges located on its outer surface, which are coaxially mounted on the outer surface of the controlled bearing ring.
Недостатком указанного способа [3] является невозможность его осуществления для оценки прочности напрессованных на шейки осей колец подшипников, что необходимо выполнять при ремонтах (при проведении полной ревизии буксовых узлов колесных пар вагонов).The disadvantage of this method [3] is the impossibility of its implementation to assess the strength of the bearing rings pressed onto the necks of the axles of the bearings, which must be performed during repairs (when conducting a complete audit of axlebox units of wagon wheel pairs).
Задачей изобретения является повышение надежности и технического ресурса колесных пар вагонов и их буксовых узлов за счет обеспечения эффективного контроля прочности сопряжения с шейками осей напрессованных на них внутренних колец роликовых буксовых подшипников.The objective of the invention is to increase the reliability and technical life of the wheelsets of wagons and their axle boxes by providing effective control of the strength of the interface with the necks of the axes of the inner rings of the axle box bearings pressed onto them.
Технический результат достигается при реализации неразрушающего контроля прочности тепловой напрессовки колец, при котором на поверхности одного из контактирующих тел размещают цилиндрический элемент с тензорезисторами, воздействуют на указанную поверхность механической нагрузкой со стороны другого тела, определяют механические напряжения и по уровню напряженно-деформированного состояния чувствительного элемента судят о прочности посадки. При упомянутом измерении напряженно-деформированного состояния используемого чувствительного элемента осуществляют гидрораспор в зоне контакта посадочных поверхностей кольца подшипника и шейки оси для создания механической нагрузки на чувствительный элемент от гидростатического давления жидкости, подаваемой под давлением в указанную зону с торца каждого из двух сформированных соединений с натягом. Для этого перед проведением измерений в средней части по длине напрессовки на шейку оси двух колец подшипников закрепляют герметично и концентрично последним камеру высоко давления, а с двух ее сторон закрепляют неподвижно и коаксиально на кольцах подшипников чувствительные элементы с размещенными на их наружных поверхностях тензорезисторами. Измеряют на поверхности каждого чувствительного элемента нормальные напряжения растяжения, вызываемые упругой радиальной деформацией кольца подшипника от давления гидросреды в зоне сопряжения каждого из совместно проверяемого соединения. При давлении нагнетания рабочей жидкости, превышающем контактное давление рк в зоне сопряжения деталей с гарантированным натягом, гидросреда проникает в глубь посадки, упруго деформирует и разделяет поверхности контакта охватывающей и охватываемой деталей контролируемого соединения. При этом образуется кольцевой сужающийся по ходу проникновения рабочей жидкости зазор между упомянутыми поверхностями деталей, заполненный гидросредой под давлением. Величина давления гидросреды определяется, исходя из закономерности его распределения по длине сопряжения [4]. Давление рабочей жидкости изменяется от максимального значения рмi на входе в сопряжение до значения рмz=рк в конце клинообразного (сужающегося) деформированного зазора, заполненного рабочей жидкостьюThe technical result is achieved by implementing non-destructive testing of the strength of the thermal pressing of the rings, in which a cylindrical element with strain gauges is placed on the surface of one of the contacting bodies, the specified surface is subjected to mechanical load from the side of the other body, mechanical stresses are determined, and the level of the stress-strain state of the sensitive element is judged about the strength of the fit. With the above-mentioned measurement of the stress-strain state of the used sensor element, hydraulic pressure is applied in the contact area of the bearing surfaces of the bearing ring and the neck of the axis to create a mechanical load on the sensor from the hydrostatic pressure of the liquid supplied under pressure to the specified area from the end of each of the two tightened joints. For this, before taking measurements in the middle part along the length of the press-fit, the axes of the two bearing rings are sealed tightly and concentrically with the last high pressure chamber on the neck of the bearing ring, and on both sides of the axes the sensors are fixed and coaxially mounted on the bearing rings with strain gauges placed on their outer surfaces. The normal tensile stresses caused by the elastic radial deformation of the bearing ring from the pressure of the hydraulic medium in the interface zone of each of the jointly tested joints are measured on the surface of each sensor. When the discharge pressure of the working fluid greater than a contact pressure p k in conjugation with a guaranteed preload parts zone gidrosreda penetrates the planting depth, and elastically deforms the contact surface separates the male and female parts controlled compound. In this case, an annular gap is formed, narrowing along the penetration of the working fluid, between the mentioned surfaces of the parts, filled with a hydraulic medium under pressure. The pressure of the hydraulic medium is determined based on the laws of its distribution along the length of the interface [4]. The pressure of the working fluid varies from the maximum value of p mi at the interface to the value p mz = p k at the end of the wedge-shaped (tapering) deformed gap filled with the working fluid
где L0 - полная длина клинового зазора (зоны сопряжения поверхностей деталей, разделенных масляным клином под воздействием давления рабочей жидкости); Lz - расстояние от входа рабочей жидкости в зону сопряжения до рассматриваемого поперечного сечения деформированного зазора в соединении с натягом от давления гидросреды.where L 0 is the total length of the wedge gap (the mating zone of the surfaces of the parts separated by an oil wedge under the influence of the pressure of the working fluid); L z is the distance from the input of the working fluid into the mating zone to the considered cross section of the deformed gap in connection with the interference from the pressure of the hydraulic medium.
Перед совместным нагружением чувствительного элемента в сборе с кольцом подшипника гидростатическим давлением выполняют балансировку измерительного моста. Нагнетают внутрь камеры высокого давления рабочую жидкость, а после этого измеряют на поверхности каждого чувствительного элемента нормальные напряжения растяжения, вызываемые упругой радиальной деформацией кольца подшипника от давления гидросреды в создаваемом кольцевом зазоре в зоне сопряжения, и расчетным путем по известным из теории упругости зависимостям устанавливают контактное давление и прочность посадки кольца на шейке оси в каждом проверяемом соединении.Before joint loading of the sensor assembly with the bearing ring by hydrostatic pressure, the measuring bridge is balanced. The working fluid is injected into the high-pressure chamber, and then normal tensile stresses caused by the elastic radial deformation of the bearing ring from the pressure of the hydraulic medium in the created annular gap in the mating zone are measured on the surface of each sensor and the contact pressure is established by calculation and the strength of the fit rings on the neck of the axis in each test connection.
Напряжения в чувствительном элементе измеряют в два этапа. Вначале при подаче рабочей жидкости в зону сопряжения через зазор между поверхностями контактирования торцовых поверхностей рядом стоящих колец подшипников (по техническим условиям щуп толщиной не более 0,04 мм может войти в зазор между указанными деталями на участке длиной 1/3 окружности) фиксируют возникновение нормальных напряжений растяжения по показаниям наиболее близкого от торца кольца подшипника тензорезистора и продолжают подачу рабочей жидкости до появления сигнала от наиболее удаленного тензорезистора измерительного элемента. Прекращают подачу рабочей жидкости и при достигнутой величине давления гидросреды с торца контролируемого сопряжения замеряют с помощью наиболее близкого к указанному торцу тензорезистора напряжения (создаваемые давлением рабочей жидкости в зоне контакта деталей соединения с натягом) на наружной поверхности чувствительного элемента измерительного устройства, по величине которых или по разности величин зафиксированных упомянутыми тензорезисторами напряжений определяют контактное давление и прочность посадки одного из колец на шейке оси колесной пары, а затем аналогично и второго кольца подшипника.The voltages in the sensing element are measured in two stages. Initially, when the working fluid is fed into the interface zone through the gap between the contact surfaces of the end surfaces of the adjacent bearing rings (according to the technical specifications, a probe with a thickness of not more than 0.04 mm can enter the gap between these parts in a 1/3 of a circle length), the occurrence of normal stresses is detected tension according to the testimony of the strain gauge bearing closest to the end of the ring and continue to supply the working fluid until a signal appears from the most distant strain gauge measuring element nta. The flow of the working fluid is stopped and, at the achieved pressure value, the hydraulic media from the end face of the controlled interface are measured using the voltage strain gauge closest to the specified end face (created by the pressure of the working fluid in the contact area of the connection parts with an interference fit) on the outer surface of the sensing element of the measuring device, the magnitude of which or by the differences in the values of the stresses recorded by the mentioned strain gauges determine the contact pressure and the seating strength of one of the rings on axis of the wheelset, and then similarly, and the second bearing ring.
Величину удельного давления в заполненном рабочей жидкостью кольцевом деформированном зазоре контролируемого соединения с натягом проверяют по величине давления нагнетания рабочей жидкости в камеру высокого давления, соответствующей величине давления гидросреды на входе в зону сопряжения деталей с торцов каждого из двух соединений.The value of the specific pressure in the annular deformed gap of the controlled joint filled with working fluid with an interference fit is checked by the magnitude of the working fluid injection pressure into the high-pressure chamber, which corresponds to the pressure of the hydraulic medium at the entrance to the parts interface from the ends of each of the two joints.
Таким образом, при реализации описанного выше технического решения уровень напряжений на внешней цилиндрической поверхности чувствительного элемента измерительного устройства, создаваемых давлением гидросреды в зоне контакта соединенных с натягом деталей, определяют путем тензометрирования, а контактное давление в зоне сопряжения поверхностей кольца подшипника и шейки оси колесной пары и прочность посадки кольца устанавливают путем пересчета измеренных напряжений по известным из теории упругости и теории гидрораспора зависимостям.Thus, when implementing the technical solution described above, the level of stresses on the outer cylindrical surface of the sensing element of the measuring device, created by the pressure of the hydraulic medium in the contact zone of the parts connected with the interference fit, is determined by tensometry, and the contact pressure in the interface between the surfaces of the bearing ring and the neck of the wheel pair axis and ring seating strength is established by recalculating the measured stresses according to the dependencies known from the theory of elasticity and the theory of hydraulic stress pits.
Устройство для неразрушающего контроля прочности напрессовки колец подшипников на шейке оси колесной пары содержит элемент (камеру высокого давления), обеспечивающий подвод рабочей жидкости в сопряжения колец с шейкой оси, с примыкающими к нему с двух сторон чувствительными элементами с тензорезисторами. Камера высокого давления выполнена в виде толстостенной втулки с резьбовыми концами и конусными внутренними поверхностями с вершинами конусов, направленными в сторону ее середины, снабжена конусными тонкостенными втулками, обеспечивающими кольцевые уплотнения с двух ее открытых торцов по наружным поверхностям контролируемых колец подшипников. Конусные втулки кольцевых уплотнений затягивают по конусным поверхностям камеры при помощи резьбовых нажимных гаек, размещенных по торцам последней. Чувствительные элементы измерительного устройства в виде клеммовых соединений закрепляют неподвижно при помощи резьбовых соединений каждого из них с двух сторон камеры высокого давления и фиксируют расположение середины последней в плоскости контакта торцов напрессованных на шейку оси двух колец буксовых подшипников, а сами контролируемые кольца закреплены от осевого смещения под воздействием давления рабочей жидкости в разъеме между контактирующими торцовыми поверхностями последних. Внутренняя изолированная полость камеры высокого давления соединена с источником подачи рабочей жидкости, снабжена нормально открытым клапаном для связи с атмосферой во время заполнения ее жидкостью, обратным клапаном для поддержания требуемой величины давления нагнетания гидросреды с торца сопряжения кольца подшипника с шейкой оси и сливным клапаном.A device for non-destructive testing of the pressing-in strength of bearing rings on the neck of the axle of a wheel pair contains an element (high-pressure chamber) that provides a supply of working fluid in the interface between the rings and the neck of the axle, with sensitive elements adjacent to it from two sides with strain gauges. The high-pressure chamber is made in the form of a thick-walled sleeve with threaded ends and tapered inner surfaces with the tops of the cones directed toward its middle, equipped with tapered thin-walled bushings providing ring seals from its two open ends along the outer surfaces of the controlled bearing rings. The conical bushings of the O-rings are tightened along the conical surfaces of the chamber by means of threaded compression nuts located at the ends of the latter. The sensitive elements of the measuring device in the form of terminal connections are fixed motionless with the threaded connections of each of them on both sides of the high-pressure chamber and fix the location of the middle of the latter in the plane of contact of the ends of the axle rings of two axlebox bearings, and the controlled rings themselves are secured against axial displacement under the influence of the pressure of the working fluid in the connector between the contacting end surfaces of the latter. The internal isolated cavity of the high-pressure chamber is connected to the source of the working fluid supply, equipped with a normally open valve for communication with the atmosphere during filling with liquid, a check valve to maintain the required pressure of the hydraulic fluid from the interface of the bearing ring with the journal and the drain valve.
На чертеже изображено устройство для неразрушающего контроля прочности напрессовки колец подшипников на шейке оси колесной пары, продольный разрез.The drawing shows a device for non-destructive testing of the compressive strength of the bearing rings on the neck of the axle of a pair of wheels, a longitudinal section.
Устройство содержит: корпус 1 камеры высокого давления с конусными внутренними поверхностями; тонкостенные конусные втулки 2 кольцевых уплотнений высокого давления по наружным поверхностям колец 3, 4 подшипников; нажимные гайки 5, снабженные резьбой; штуцер 6 для нагнетания рабочей жидкости во внутреннюю изолированную полость корпуса 1 и обратный клапан 7; манометр, клапан для удаления воздуха и сливной клапан (на чертеже условно не показаны); клеммовые измерительные элементы 8 (упругоразжимные или разъемные) с тензорезисторами 9, 10. Предотвращение аксиального смещения колец 3,4 на шейке 11 оси колесной пары от давления рабочей жидкости на их торцовые поверхности достигается при помощи шайбы 12 с болтами 13 торцового крепления буксовых подшипников и напрессованного на предподступичную часть оси кольца 14 отъемного лабиринтного уплотнения корпуса буксы колесной пары. Отверстия 15 в нажимных гайках используют для затяжки резьбовых соединений камеры высокого давления.The device comprises: a housing 1 of a high-pressure chamber with conical internal surfaces; thin-walled conical bushings of 2 O-rings of high pressure on the outer surfaces of the rings 3, 4 bearings; pressure nuts 5 provided with threads; a fitting 6 for injecting the working fluid into the internal insulated cavity of the housing 1 and the check valve 7; a manometer, a valve for removing air and a drain valve (not conventionally shown in the drawing); terminal measuring elements 8 (resilient or detachable) with strain gauges 9, 10. Prevention of axial displacement of the 3.4 rings on the neck 11 of the wheel pair axis from the pressure of the working fluid on their end surfaces is achieved using a washer 12 with bolts 13 for the mechanical fastening of the axle box bearings and the pressed on the pre-approachable part of the axis of the ring 14 detachable labyrinth seals of the casing of the axle box wheelset. Holes 15 in the pressure nuts are used to tighten the threaded joints of the high pressure chamber.
Контроль прочности напрессовки осуществляется следующим образом. Устанавливают на кольцо 3 и закрепляют внутренний измерительный элемент 8 (при использовании разъемных клеммовых соединений эта операция может выполняться позже), а затем элементы камеры высокого давления в последовательности: внутренние нажимная гайка 5 и конусная втулка 2, корпус 1, наружные конусная втулка 2 и гайка 5. Камеру высокого давления в сборе закрепляют неподвижно в средней части колец 3 и 4 концентрично последним на расстоянии L от бурта кольца 3 при помощи втулок 2 и нажимных гаек 5. С внешней стороны камеры высокого давления устанавливают по месту и закрепляют наружный клеммовый измерительный элемент 8, а затем шайбу 12 торцового крепления подшипников буксового узла. Подключают датчики 9, 10 чувствительных элементов 8 к каналам измерительной аппаратуры. Устанавливают относительный нуль для отсчета значений измеряемых датчиками 9, 10 величин нормальных окружных напряжений (балансировка каналов тензоаппаратуры при указанном положении измерительных элементов на собранных с гарантированным натягом соединениях). В изолированную внутреннюю полость корпуса 1 через штуцер 6 и обратный клапан 7 нагнетают рабочую жидкость (минеральное масло) до появления сигнала от одного из тензорезисторов 10, установленных на расстоянии L1 от плоскости контакта торцов колец 3 и 4 подшипников. Замедляют подачу рабочей жидкости и при появлении сигнала от одного из тензорезисторов 9, установленных на расстоянии L01, прекращают нагнетание гидросреды. При достигнутом давлении рмi во внутренней полости корпуса 1 камеры высокого давления замеряют величину напряжений при помощи тензорезисторов 10. По описанной выше методике устанавливают величины контактного давления и натяга в сопряжении. Аналогично выполняют необходимые замеры для второго напрессованного на шейку оси кольца подшипника. Если результаты замеров по контролю поперечно-прессового соединения будут иметь недопустимые отклонения от установленных величин, то это соединение с натягом должно быть расформировано и выполнена напрессовка другого внутреннего кольца подшипника на шейку оси ремонтируемой колесной пары.The control of the pressing strength is as follows. Mount on the ring 3 and fix the internal measuring element 8 (when using detachable terminal connections, this operation can be performed later), and then the elements of the high-pressure chamber in the sequence: internal pressure nut 5 and conical sleeve 2, housing 1, external conical sleeve 2 and nut 5. The high-pressure chamber assembly is fixedly fixed in the middle of the rings 3 and 4 concentrically last at a distance L from the collar of the ring 3 by means of bushings 2 and pressure nuts 5. On the outside of the high-pressure chamber poured in place and fix the outer Clamping the measuring element 8, then the mechanical fastening washer 12 bearing axle unit. Connect the sensors 9, 10 of the sensitive elements 8 to the channels of the measuring equipment. Relative zero is set to read the values of normal circumferential stresses measured by the sensors 9, 10 (balancing the channels of the strain gauge equipment at the indicated position of the measuring elements on the joints assembled with guaranteed interference fit). Working fluid (mineral oil) is pumped into the insulated internal cavity of the housing 1 through the nozzle 6 and the check valve 7 until a signal appears from one of the strain gauges 10 installed at a distance L 1 from the contact plane of the ends of the rings 3 and 4 of the bearings. Slow down the flow of the working fluid and when a signal appears from one of the strain gauges 9 installed at a distance of L 01 , the pumping of the hydraulic medium is stopped. With the achieved pressure p mi in the inner cavity of the housing 1 of the high-pressure chamber, the stress value is measured using strain gauges 10. Using the above-described method, the contact pressure and interference are set in conjunction. Similarly, the necessary measurements are performed for the second bearing ring pressed onto the journal axis. If the results of measurements on the control of the cross-press joint will have unacceptable deviations from the set values, then this interference fit must be disbanded and another inner bearing ring pressed onto the neck of the axle of the wheel pair being repaired.
Источники информацииInformation sources
1. А.с. СССР №1632724, МПК В23Р 11/02. Способ контроля прочности соединений с натягом/ Кузуб Ю.М. 1991. Бюл. №9.1. A.S. USSR No. 1632724, IPC В23Р 11/02. A method for controlling the strength of tightened joints / Kuzub Yu.M. 1991. Bull. No. 9.
2. А.с. СССР №1656351, МПК G01L 1/22. Тензодатчик усилий / Зевелев С.Я., Голембиовский A.M. 1991. Бюл. №22.2. A.S. USSR No. 1656351, IPC G01L 1/22. Strain Gauge / Zevelev S.Ya., Golembiovsky A.M. 1991. Bull. Number 22.
3. Патент BY 7377 C1, В23Р 11/02, G01L 1/22. Способ контроля исходной прочности тепловой напрессовки кольца подшипника на шейке оси колесной пары и устройство для его осуществления / Чернин И.Л., Сенько В.И., Сенько Л.В. № а 20010261; заявл. 20.03.2001; опубл. 30.09.2002 // Афiцыйны бюлэтень / Нацыян. Цэнтр интэл. уласнасцi Рэсп. Беларусь. - 2005. - прототип.3. Patent BY 7377 C1, B23P 11/02, G01L 1/22. A method for controlling the initial strength of thermal pressing of a bearing ring on the neck of the axle of a wheel pair and a device for its implementation / Chernin I.L., Senko V.I., Senko L.V. No. a 20010261; declared 03/20/2001; publ. 09/30/2002 // Afitsyiny bulletin / Natsyan. Center Intel. Ulasnasci Resp. Belarus. - 2005. - prototype.
4. Сенько В.И., Чернин И.Л., Бычек И.С. Техническое обслуживание вагонов. Организация ремонта грузовых вагонов в депо. Гомель, Бел ГУТ. 2002-371 с.4. Senko V.I., Chernin I.L., Bychek I.S. Maintenance of wagons. Organization of repair of freight cars in a depot. Gomel, Bel GUT. 2002-371 p.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006134798/28A RU2329478C1 (en) | 2006-10-02 | 2006-10-02 | Method of nondestructive testing of durability of press-fitting bearings rings on wheel pair axle journals and the device to this effect |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006134798/28A RU2329478C1 (en) | 2006-10-02 | 2006-10-02 | Method of nondestructive testing of durability of press-fitting bearings rings on wheel pair axle journals and the device to this effect |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006134798A RU2006134798A (en) | 2008-04-10 |
| RU2329478C1 true RU2329478C1 (en) | 2008-07-20 |
Family
ID=39809239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006134798/28A RU2329478C1 (en) | 2006-10-02 | 2006-10-02 | Method of nondestructive testing of durability of press-fitting bearings rings on wheel pair axle journals and the device to this effect |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2329478C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476839C1 (en) * | 2011-07-25 | 2013-02-27 | Учреждение образования "Белорусский государственный университет транспорта" | Method of shear strength control of bearing rings on axle journal and device for its implementation |
| RU2797661C1 (en) * | 2022-11-23 | 2023-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) | Method for non-destructive testing of strength of a tight fit connection of bearing rings with an axle neck of a wheel pair and device for its implementation |
-
2006
- 2006-10-02 RU RU2006134798/28A patent/RU2329478C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476839C1 (en) * | 2011-07-25 | 2013-02-27 | Учреждение образования "Белорусский государственный университет транспорта" | Method of shear strength control of bearing rings on axle journal and device for its implementation |
| RU2797661C1 (en) * | 2022-11-23 | 2023-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) | Method for non-destructive testing of strength of a tight fit connection of bearing rings with an axle neck of a wheel pair and device for its implementation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006134798A (en) | 2008-04-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101910548B (en) | Sealed threaded tubular connection | |
| US9304057B2 (en) | Device and method for testing rigidity and non-linear relationship of coupling interface for cylindrical fitting | |
| RU2455554C2 (en) | Method to increase fatigue strength of threaded joint | |
| CN112697433B (en) | Axial bearing testing device and method for thrust rolling bearing | |
| CN105319015B (en) | The method for detecting the leakage that dynamic sealing is passed through in undercarriage | |
| US11243152B2 (en) | Pipe testing method and apparatus | |
| US7004470B2 (en) | Device for a pipe flange seal | |
| CN113677541B (en) | Wheel set for a vehicle | |
| CN105658970A (en) | Method for measuring a preloading force and bearing assembly for performing the method | |
| CA2758044A1 (en) | Fixture for evaluating a metal-to-metal seal between tubular components and method of use of same | |
| JP5503016B2 (en) | Torsion bar assembly and assembly method thereof, in particular torsion bar assembly and assembly method for railcar anti-roll bar | |
| RU2329478C1 (en) | Method of nondestructive testing of durability of press-fitting bearings rings on wheel pair axle journals and the device to this effect | |
| JPH02503117A (en) | Elastic coupling device especially combined with a force measuring device and its manufacturing method | |
| RU2797661C1 (en) | Method for non-destructive testing of strength of a tight fit connection of bearing rings with an axle neck of a wheel pair and device for its implementation | |
| RU2476839C1 (en) | Method of shear strength control of bearing rings on axle journal and device for its implementation | |
| US6766685B2 (en) | Method of sensing and correcting brake functions in moving heavy truck brake systems using instrumented anchor pins | |
| RU2279647C2 (en) | Device for strength test of conjunction between bearing race and axle pin of wheel pair | |
| US4782740A (en) | Piston and shaft assembly for an end-of-car cushioning unit | |
| RU2415391C1 (en) | Device for non-destructive testing of pressing strength of bearing races on axle journal of wheel pair | |
| US20210156729A1 (en) | Onboard load sensor for use in freight railcar applications | |
| Abid | Determination of gasketed and non-gasketed flanged pipe joint’s capacity subjected to combined loading: an experimental approach | |
| RU2228830C2 (en) | Apparatus for testing pressing strength of bearing race onto journal of shaft at heat assembling | |
| CN109100417B (en) | Nondestructive testing device for pipe fitting | |
| RU2542941C2 (en) | Compensation for elastic thermal strains of machine tool spindle bearings and device to this end | |
| CN113639990B (en) | Pressure testing process for high-pressure check valve of thrust bearing thrust bush of nuclear main pump thrust bearing |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141003 |