SE463175B - Haardhetsprovningsanordning samt foerfarande foer haardhetsprovning av ett metallfoeremaal - Google Patents

Description

463 175 2 apparaten. På grund av beskaffenheten hos de för hjulet krävda lyftanordningarna har denna provning befunnits tidsödande och ett förbättrat förfarande och apparat för bestämmande av hårdheten hos järnvägshjul har varit önsk- värda.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhanda- hålla ett förbättrat förfarande och apparat för bestäm- mande av hårdheten hos metallföremål, såsom järnvägshjul.

I moderna, högavkastningsjärnbruk där mer än 100 järnvägs- hjul gjutes per dag, är det önskvärt att tillhandahålla ett snabbt och exakt förfarande för bestämning av Brinell- hårdheten hos sådana hjul. Föreliggande uppfinning till- handahåller ett sådant förfarande och en apparat för ut- förande av hårdhetsprovningsoperationen.

Vid förfarandet för hårdhetsprovning av ett metallföremål, såsom ett järnvägshjul, i enlighet med föreliggande upp- finning, rullas hjulet utmed ett rälsaggregat in i prov- ningsanordningen. Rälsaggregatet sänks sedan för att pla- cera hjulet i ett spårförsett mottagningsaggregat och åstadkommer därigenom longitudinell stabilitet mot rul- lande av hjulet. Ett rörligt ramfastspänningsorgan för- flyttas lateralt till kontakt med hjulnavet och pressar hjulets baksida till kontakt med ramstöd. Följaktligen stöds hjulet lateralt och är nu redo för hårdhetsprov- ning.

Ett andra ramaggregat är rörligt kring en svängtappsaxel genom påverkan av en hydraulisk eller pneumatisk cylinder som har sin ena ände fäst vid en huvudram hos provnings- aggregatet och kolvstången fäst vid den ände hos det and- ra ramaggregatet som är motsatt den vid svängaxeln fast- -us l l c a ...åt ~ 1 (_51 gjorda änden. Genom expanderande och kontraherande av kolvaggregatet kan den andra ramen förflyttas kring sväng- axeln.

En slipmekanism och ett Brinell-provningshuvud är båda så fästa vid den andra ramen, att rotation av den andra ramen kring svängaxeln resulterar i rotation av slipme- kanismen och Brinell-provningshuvudet. Slipmekanismen och Brinell-provningshuvudet är fixerade i förhållande till varandra, så att vid rotation av den andra ramen slipmekanismen och Brinell-provningshuvudet roterar i lika stor grad. Vid sänkande av järnvägshjulet som skall provas ned i det spårförsedda mottagningsaggregatet, ro- teras den andra ramen nedåt från svängaxeln för att bringa slipmekanismen i kontakt med ett parti av hjulringen hos järnvägshjulet för att därigenom slipa detta parti. Den andra ramen roteras sedan uppåt för att bringa Brinell- provningshuvudet i väsentlig inriktning med den just sli- pade ytan hos järnvägshjulet. En tillkommande fastspän- ningscylinder verkar mot den sida hos järnvägshjulet som är motsatt Brinell-provningshuvudet, för att tillförsäkra lateral stabilitet hos järnvägshjulet under Brinell-prov- ningen. Själva Brinell-provningshuvudet inkluderar en cylindermekanism, genom vilken det är monterat vid den andra ramen. Genom rörelse av denna cylinder kan själva Brinell-huvudet bringas i kontakt med järnvägshjulet före den faktiska Brinell-provningen. Hårdhets- eller Brinell- provningen av järnvägshjulet utförs sedan på brukligt sätt genom applicerande av en känd kraft på provnings- huvudet och bestämmande av inträngningsdjupet i järnvägs- hjulet. Hårdheten hos järnvägshjulet bestäms sålunda snabbt och exakt. Vid tillbakadragandet av provningshuvudet genom inverkan av dess cylinder och tillbakadragandet av fast- spänningscylindern och ramstödet, lyfts rälsen ännu en gång för att lyfta hjulet något ut ur det spårförsedda Cx LJ ._J- ~J 01 ß mottagningsaggregatet, varefter hjulet rullas bort från provningsapparaten.

Slipmekanismen innefattar ett typiskt drivmotor- och hjul- aggregat, men den inkluderar även en hjulframmatnings- mekanism som är liknande den som är beskriven i den nu- varande rättsinnehavarens under behandling varande US- patentansökning nr 842 111, vilken inlämnades den 20 mars 1986. En sådan sliphjulsframmatningsmekanism tillförsäk- rar att ett likformigt djup slipas i järnvägshjulet genom möjliggörande för sliphjulet att genom ringa frammatning radíellt utåt ta hänsyn till nötning hos sliphjulet. Pâ ett sätt som är beskrivet i den under behandling varande ansökningen frammatas sliphjulet radíellt utåt tills en ljusstråle spärras, vilket indikerar den önskade exakta radial utsträckningen hos sliphjulet, varefter frammat- ningsmekanismen desaktiveras. När sliphjulet är i en så- dan radiell position kan det tillförsäkras att ett lik- formigt djup slipas i järnvägshjulet som skall hårdhets- provas. Sâdan slipning av partiet hos järnvägshjulet som skall provas är nödvändig för att blotta grundmetallen för att tillförsäkra exakt hårdhetsprovning av järnvägs- hjulet.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA På ritningarna: Fig 1 är en delvis skuren vy framifrån av hårdhetsprov- ningsanordningen enligt föreliggande uppfinning, och fig 2 är en delvis utmed linjerna 2-2 skuren partiell sidovy av hårdhetsprovningsanordningen enligt förelig- gande uppfinning.

J» 0\ (JJ _...L BESKRIVNING Av ETT FÖREDRAGET UTFÖRANDE Hänvisande till fig 1 och 2 på ritningarna är ett utfö- rande av hârdhetsprovníngsapparaten enligt föreliggande uppfinning visad och allmänt betecknad med 10. Hårdhets- provningsapparaten 10 inkluderar en huvudramsektion, som innefattar sidobalkar 12 och 16, som är förbundna med varandra genom övre balkar 14. Huvudramen inkluderar andra i de i fig 1 och 2 erbjudna vyerna icke synbara konstruk- tionsbalkar. Ett järnvägshjul 30 rullas in i huvudramen längs spåraggregatet 24. Spåraggregatet 24 stöds vid sin ena ände medelst en svängmekanism 32 och vid sin andra ände medelst ett från en cylinder 36 sig sträckande kolv- aggregat 34. Vid sänkande av kolven 34 sänks även spàrsek- tionen 24 och släpper därigenom ned järnvägshjulet 30 i ett spårförsett mottagningsaggregat 26. När järnvägs- hjulet väl är i det spårförsedda mottagningsaggregatet 26 stabiliseras det mot rullande i en longitudinell rikt- ning. Det spårförsedda mottagningsaggregatet 26 innefat- tar allmänt en vid sin ena ände genom ett stödaggregat 27 och vid sin andra ände genom ett stödaggregat 29 bu- ren balk. Vid lyftande av kolven 34 lyfter rälsaggregatet 24 hjulet 30 från det spårförsedda mottagningsaggregatet 26, varefter hjulet 30 kan rullas ut ur huvudramen hos hårdhetsprovningsapparaten 10.

Ett lateralt hjulstödsaggregat inkluderar en balk 18, som vid sin övre ände är stödd utifrån en svängpunkt 22 och vid sin nedre ände utifrån ett kolv-cylinderaggregat . När kolvaggregatet 20 expanderar svängs balken 18 utifrån lagertappen 22 i motursriktníng åt höger i fig 1. Hjulstödbalken 35 är fäst vid ett läge på höger sida av balken 18 i den i fig 1 visade vyn och inkluderar en mellanläggsmekanism 36, varigenom mellanlägg av varie- rande storlek kan sättas in för att förlänga längden och 465 'E75 s räckvidden hos stödbalken 35. Vid sådan motursrörelse av balken 18 bríngas mellanläggsaggregatet 36 i kontakt med hjulet 30 och bringar hjulet 30 i kontakt med sekun- dära stödbalkar 38 och 40. De sekundära stödbalkarna 38 och 40 är så fästa vid huvudramsaggregatet, att hjulet , vid rörelse av mellanläggasaggregatet 36 mot hjulet , stöds stadigt i en lateral riktning.

Ett sekundärt ramaggregat innefattar en basramsektion 46, vars ena ände stöds av en expanderbar cylinder 52, som i sin tur utsträcker sig från en kring en svängaxel 55 buren ramsektion. Den andra änden hos basramsektionen 36 är buren av en kolv som utsträcker sig från en cylin- der 44, med den andra änden hos cylindern 44 fäst vid huvudramsektionen hos hårdhetsprovningsapparaten 10 i närheten av den övre ramsektionen 14. Vid expandering av kolven utifrån cylindern 44 roterar basramsektionen 46 kring svängaxeln 55.

De två andra komponenterna hos det sekundära ramaggrega- tet inkluderar en hjulslipningsapparat 56, som innefattar ett sig från en axel 60 utsträckande sliphjul 58. Slip- anordningen 56 inkluderar organ för avkänning och driv- ande av axeln 60, så att sliphjulet 58 är inställbart, så att det skjuts ut radiellt utåt för att uppväga slit- ning av sliphjulet 58. Slipaggregatet 56 är en del av det sekundära ramaggregatet och svänger följaktligen kring axeln 55 vid rörelsen hos den sekundära rambasen 46. Även hårdhets- eller Brinell-provningshuvudet 54 är en del av det sekundära ramaggregatet. Detta hårdhetsprov- * ningshuvud är utformat på känt sätt, så att, vid expan- derande av cylindern 52 så att hårdhetsprovningsanordningen 54 bríngas i kontakt med den kant hos järnvägshjulet som är motsatt stödmekanismen 50, en känd kraft appliceras J> m m ...å- ~<| k. på ett inträngningsaggregat och den relativa hårdheten hos järnvägshjulet bestäms genom inträngningsdjupet hos anordningen i hjulet.

Slipaggregatet 56 och hårdhetsprovningsaggregatet 54 är monterade i inbördes fast förhållande på det sekundära ramaggregatet kring svängaxeln 55. Vid rotation av det sekundära ramaggregatet, som inkluderar stödramen 42, fastspänningscylindern 48 och den därifrån sig utsträc- kande fastspänningskolven 50, genom expanderande av cy- lindern 44, polerar sliphjulet 58 en sektion av järnvägs- hjulet 30. Vid indragande av axeln i cylindern 44 svängs den sekundära ramen i en medursriktning kring svängtappen 55 och Brinell-hårdhetsprovningshuvudet 54 bringas i vä- sentlig inriktning med den slipade sektionen hos järnvägs- hjulet 30. Vid fastspänning av bottensektionen genom ex- panderande av fastspänningskolven 50 från fastspännings- cylindern 48 och rörelsen av hårdhetsprovningshuvudet 54 i kontakt med den nedre högra sektionen hos järnvägs- hjulet 30 genom expanderande av cylindern 52, bestäms hårdheten hos järnvägshjulet snabbt och exakt.

Vid bortdragande av hàrdhetsprovningshuvudet 54 från kon- takten med järnvägshjulet 30 och bortdragande av stöd- huvudet 50, lyfts rälsaggregatet 24 genom expandering av kolven 34, varför järnvägshjulet 30 lyfts från det spårförsedda mottagningsaggregatet 26 och rullas bort från hårdhetsprovningsapparaten 10.

Claims (11)

Patentkrav

1. Hårdhetsprovningsanordning innefattande: en huvudram (12, 14, 16) som är anordnad att. mottaga ett metallhjul (30) som skall testas, inställbara fastspänningsorgan för fastlåsning av metallhjulet i huvudramen, sliporgan (56) som är anordnat att röra sig över en sektion av metallhjulet (30) för att slipa denna sektion, hârdhetsprovningsorgan (54) som är anordnat att inriktas med den slipade sektionen hos metallhjulet för att prova hårdheten hos metallhjulet, k ä n n e t e c k n a d därav, att den även innefattar en andra ram (46) som är anordnad svängbar kring en svängaxel (55), att sliporganet (56) och hàrdhetsprovningsorganet (54) är fastlâsta vid nämnda andra ram (46) med enförutvald vinkel mellan varandra, så att den andra ramen, sliporganet och hàrdhetsprovningsorganet är anordnade svängbara kring en enda svängaxel (55), och att på den andra ramen en fastspänningscy- linder* är så monterad att den, när hàrdhetsprovningsorganet (54) är inriktat med metallhjulets (30) slipade sektion, kan expandera för att komma i kontakt med hjulet (30) på en motsatt hàrdhetsprovningsorganet (54) belägen sida för att tillhanda- hålla lateralt stöd för hjulet.

2. Hårdhetsprovningsanordning enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den innefattar en första vid sin ena ände vid huvudramen och vid sin andra ände vid den andra ramen fastlàst manövreringscylinder (44) som är anordnad att svänga den andra ramen (46) med sliporganet (56) och hàrdhetsprov- ningsorganet (54) kring nämnda enda svängaxel (55). wq q 465 175

3. Hårdhetsprovningsanordning enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den även innefattar ett rälsaggregat (24) ovanpå vilket ett hjul (30) som skall provas är avsett att rullas in i huvudramen, och ett spårförsett mottagningsaggregat (26) ned i vilket hjulet (30) sänks genom sänkande av rälsaggregatet (24), varvid hjulet är avsett att stabiliseras i longitudinell riktning när det befinner sig i det spârförsedda mottagningsaggregatet 26).

4. Hårdhetsprovningsanordning enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den även innefattar stödorgan (38, 40), mot vilket nämnda metallhjul (30) kan anligga för erhål- lande av lateralt stöd.

5. Hårdhetsprovningsanordning enligt krav 4, k ä n n e - t e c k n a d därav, att det inställbara fastspänningsorganet (36) innefattar ett sig horisontalt sträckande stöd (36), som är monterat på en lateralt rörlig sektion hos huvudramen, och en driven cylinder (20) som är anordnad att lateralt förflytta nämnda huvudramsektion, så att det sig horisontalt sträckande stödet (36) kommer i kontakt med metallhjulet för att bringa metallhjulet att anligga mot stödorganet (38, 40) för att stabilisera metallhjulet lateralt.

6. Hårdhetsprovningsanordning enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att den även innefattar en vid sin ena ände vid huvudramen och sin andra ände vid den andra ramen så monterad inställningscylinder (52), att den andra ramen, vid expandering av inställningscylindern när hårdhetsprovningsanordningen är inriktad med metallhjulets slipade sektion, förflyttas lateralt, så att hårdhetsprov- ningsanordningen anlígger mot hjulet (30).

7. Hårdhetsprovningsanordning enligt krav 1, k ä n n e - t e c k n a d därav, att sliporganet (56) innefattar ett sliphjul (58) som har ett axelstöd monterat på en hållare, som kan rotera utifrån en svängaxel och inkluderar 463 175 w inställníngsorgan (60), varigenom avståndet mellan sliphjulets ytterkant och nämnda svängaxel kan ställas in.

8. Hárdhetsprovningsanordning enligt krav 7, k ä n n e - t e c k n a d därav, att sliporganet (56) även innefattar en ljusomkopplarregulator, varigenom avståndet mellan sliphjulets (58) ytterkant och svängaxeln är avsett att automatiskt ställas in genom aktiverande av inställningsorganet (60) för att uppväga slitning hos sliphjulet.

9. Förfarande för hàrdhetsprovning av ett metallföremál, varvid det innefattar stegen placerande av ett metallföremål (30) som skall provas i en hållarstation, fastspännande av föremålet, i en huvudram (12, 14, 16) för tillhandahållande av lateral stabilitet vid hållarstationen, k ä n n e t e c k n a t därav, att det även innefattar stegen anordnande av en andra ram (46), på vilken en slipanordning (56) och en hárdhetsprovningsanordning (54) är anbringade, förflyttande av den andra ramen kring en enda svängaxel (55) så att slipanordningen och hårdhetsprovningsanordníngen simul- tant och med konstant inbördes avstånd förflyttas i en rota- tionsbåge kring svängaxeln (55), förflyttande av slipanordningen (56) ut ur kontakt med före- målets (30) sektion under samtidigt bringande av hàrdhetsprov- ningsanordningen (54) i huvudsaklig inriktning med den slipade sektionen, applicerande av ett fastspänningstryck på metallföremálets motsatt hårdhetsprovningsanordningen (54) belägna sida före hårdhetsprovningen av metallföremålet.

10. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t därav, att det även innefattar stegen att förflytta hàrdhetsprov- ningsanordningen (54) bort från inriktningen med metallföre- målets slipade sektion och förflytta metallföremálet från hållarstationen. K\ 463 1.75 ll

11. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t därav, att metallföremálet (30) rullas in i hållarstationen utmed ett rälsorgan (24), och efter det att metallföremàlet placerats i hållarstationen, sänks ett parti av rälsorganet (24) för att därigenom sänka metallföremålet ned i en sned sektion hos hållarstationen för att därigenom tillhandahålla longitudinell stabilitet hos metallföremålet.