UA77086C2 - Method and machine tool for reinforcement of working surface of flange and near-flange surface of rolling of wheels of wheelpairs of the rail transport - Google Patents
Method and machine tool for reinforcement of working surface of flange and near-flange surface of rolling of wheels of wheelpairs of the rail transport Download PDFInfo
- Publication number
- UA77086C2 UA77086C2 UA20041210195A UA20041210195A UA77086C2 UA 77086 C2 UA77086 C2 UA 77086C2 UA 20041210195 A UA20041210195 A UA 20041210195A UA 20041210195 A UA20041210195 A UA 20041210195A UA 77086 C2 UA77086 C2 UA 77086C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- rolling
- heads
- hydraulic
- strengthening
- wheel
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 title claims abstract description 108
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 title abstract description 5
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims description 41
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 22
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 4
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 241001225883 Prosopis kuntzei Species 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 125000001145 hydrido group Chemical class *[H] 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Milling Processes (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Винахід належить до способів та верстатів для зміцнення зовнішніх поверхонь обертання складних фасонних 2 конфігурацій методом поверхневого пластичного деформування обкатуванням вільно обертовими роликами, а точніше до способів та верстатів зміцнення робочих поверхонь гребенів та пригребеневих поверхонь котіння коліс колісних пар залізничного транспорту з метою підвищення їхньої стійкості проти спрацювання та довговічності, що можуть бути використані для зміцнення поверхні котіння коліс як на металургійних та вагоно- чи локомотивобудівних заводах при виробництві коліс колісних пар залізничного транспорту, так і у вагоно- та 70 локомотиворемонтних депо при ремонті та відновлюванні профілю поверхні котіння коліс і колісних пар, що перебували в експлуатації, а також для зміцнення зовнішніх поверхонь обертання інших виробів складної конфігурації, де необхідно одержати різну глибину зміцнення.The invention belongs to methods and machines for strengthening the outer surfaces of rotation of complex shaped 2 configurations by the method of surface plastic deformation by rolling with freely rotating rollers, and more precisely to methods and machines for strengthening the working surfaces of ridges and ridged rolling surfaces of wheels of wheel pairs of railway transport in order to increase their resistance to failure and durability, which can be used to strengthen the rolling surface of wheels both at metallurgical and car- and locomotive-building plants during the production of wheels of wheel pairs of railway transport, and in wagon and 70 locomotive repair depots when repairing and restoring the profile of the rolling surface of wheels and wheel pairs, that were in operation, as well as for strengthening the external surfaces of rotation of other products with a complex configuration, where it is necessary to obtain a different depth of strengthening.
Відомі способи та пристрої для зміцнення зовнішньої поверхні обертання обкатуванням вільно обертовими накатувальними роликами, які приводять до зіткнення з примусово обертальною оброблювальною деталлю під 72 тисненням. У результаті поверхневого пластичного деформування з'являється наклеп поверхневого шару та, як результат цього, виникає залишкове напруження стиснення, змінюється структура та підвищується твердість.Known methods and devices for strengthening the outer surface of rotation by rolling with freely rotating rolling rollers, which lead to a collision with a forcibly rotating workpiece under 72 pressure. As a result of surface plastic deformation, slander of the surface layer appears and, as a result, residual compression stress occurs, the structure changes and the hardness increases.
При обкатуванні роликами виникає зминання виступів та шорсткості від попередньої обробки, що веде ще й до підвищення чистоти поверхні на 2-3 класи. Обкатування циліндричних поверхонь виконують на токарних верстатах й широко використовують для зміцнення поверхні шийок та галтелей локомотивних та вагонних осей, поверхні штоків штампувальних молотів, торсійних валів, зубчастих коліс та інших деталей. Особливо доцільно застосування зміцнення обкатуванням при наявності на робочих поверхнях конструктивних або технологічних концентраторів напруг (наприклад, галтелей). Так зміцнення роликами вторинних валів коробки зміни швидкостей автомобіля ЗІЛ - 150 підвищило їх довговічність у 15-20 разів, а обкатування підступичної частини та галтелей вагонних та локомотивних осей підвищує строк їхньої служби у 25 разів (11. сWhen running with rollers, there is crumpling of protrusions and roughness from preliminary processing, which also leads to an increase in surface cleanliness by 2-3 classes. Rolling of cylindrical surfaces is performed on lathes and is widely used to strengthen the surface of the necks and spigots of locomotive and wagon axles, the surface of the rods of punching hammers, torsion shafts, gear wheels and other parts. It is especially advisable to apply hardening by rolling in the presence of structural or technological stress concentrators (for example, halyards) on the working surfaces. Thus, the strengthening of the secondary shafts of the gearbox of the ZIL - 150 car with rollers increased their durability by 15-20 times, and the running-in of the undercarriage part and the axles of the car and locomotive axles increased their service life by 25 times (11. s
Відомі пристрої для зміцнення зовнішньої поверхні обертання обкатуванням одним вільно обертовим Ге) роликом, що рекомендують застосовувати при обробці заготовок жорсткої конструкції. Такі пристрої частіше являють собою механічну накатувальну головку, призначену для накатування циліндричних поверхонь, яка наділяється роликом, змонтованим на кінці державки, що підпружинена під час роботи пружиною, встановленою у циліндрі, закріпляємому замість різця на супорті токарного верстату І2)Ї. Принципові схеми інших відомих ее, пристроїв аналогічного призначення мало чим відрізняються від наведеної конструкції. Правда, окрім механічних о знаходять використання ще й гідравлічні накатувальні пристрої, що дозволяють одержувати великі зусилля |З.Known devices for strengthening the outer surface of rotation by rolling with one freely rotating Ge) roller, which are recommended for use when processing blanks of rigid construction. Such devices are more often a mechanical rolling head designed for rolling cylindrical surfaces, which is equipped with a roller mounted on the end of the holder, which is spring-loaded during operation by a spring installed in the cylinder, which is fixed instead of the cutter on the support of the lathe. The schematic diagrams of other well-known devices of a similar purpose differ little from the above design. True, in addition to mechanical ones, hydraulic rolling devices are also used, which allow obtaining large forces.
Відомий пристрій для обробки галтелей поверхневим пластичним деформуванням який має основу з о встановленим на ній з можливістю повороту корпусом з виглажувачем (замість накатувального ролика) та розміщеннях на цьому корпусі поворотної гайки з гвинтом, який з'єднано з валом крокового двигуна, корпус 39 якого також встановлено на основі з можливістю повороту |4). Цей пристрій забезпечує переміщення в виглажувача по циліндричній або звичайній радіусній кривій, що утворює галтель, з постійнім по розміру зусиллям тиснення виглажувача на обробляєму поверхню деталі, що забезпечується шляхом відповідного переміщення та налагодження основи. Саме зусилля, що передається через такий пристрій, повинно бути « невеликим й придатним тільки для вигладжування, а не для глибинного зміцнення поверхні. З 50 Порівнювальний аналіз вищенаведених способів та пристроїв, що застосовують для обробки поверхні с пластичним деформуванням дозволяє зробити такі висновки: по-перше, ці способи та пристрої не придатні для з» зміцнення складних фасонних поверхонь, що являють собою поєднання циліндричних, конічних, радіусних та інших, різних по характеристикам поверхонь на одній деталі, прикладом яких може бути робоча поверхня колеса залізничного транспорту, яка має гребінь, що утворюється криволінійними поверхнями різних по розміру та знаку радіусів, поверхню котіння, утворену конічними поверхнями з різними уклонами й розташовану між ними гантель; 7 по друге, відсутня можливість змінювати розмір зусилля тиснення обробляючого ролика при поверхневому -І пластичному деформуванні різних по характеристикам ділянок однієї обробляємої поверхні у відповідності з наданими для кожної з цих ділянок параметрами по твердості та глибині зміцнення поверхні, які можуть о відрізнятися у кілька разів, що вчасності важливо при зміцненні робочої поверхні коліс залізничного о 20 транспорту, окремі ділянки якої у процесі експлуатації зазнають різкого по інтенсивності впливу, що викликає різку ступінь спрацювання цих ділянок. с В основу винаходу поставлена задача запропонувати такий спосіб та верстат для зміцнення робочої поверхні гребеня та пригребневої поверхні котіння коліс колісних пар залізничного транспорту методом поверхневого пластичного деформування обкатуванням вільно обертовими накатувальними роликами шляхом здійснення 29 обкатування зовнішніх поверхонь обертання складних фасонних конфігурацій з автоматичною зміною зусилляA known device for processing fillets by surface plastic deformation, which has a base with a rotatable body with a smoothing device installed on it (instead of a rolling roller) and placements on this body of a rotating nut with a screw, which is connected to the shaft of a stepper motor, the body 39 of which is also installed on a base with the possibility of rotation |4). This device provides movement in the trowel along a cylindrical or regular radius curve, forming a halyard, with a constant size of the trowel's pressing force on the surface of the part to be processed, which is provided by the appropriate movement and adjustment of the base. The force transmitted through such a device should be "small and suitable only for smoothing, not for deep strengthening of the surface. C 50 A comparative analysis of the above methods and devices used for surface treatment with plastic deformation allows us to draw the following conclusions: firstly, these methods and devices are not suitable for strengthening complex shaped surfaces, which are a combination of cylindrical, conical, radius and others, different in characteristics of the surfaces on the same part, an example of which can be the working surface of a railway wheel, which has a ridge formed by curvilinear surfaces of different sizes and signs of radii, a rolling surface formed by conical surfaces with different slopes and a dumbbell located between them; 7 and secondly, there is no possibility to change the size of the embossing force of the processing roller during the surface and plastic deformation of the sections of the same treated surface with different characteristics in accordance with the hardness and depth of surface hardening parameters provided for each of these sections, which may differ several times, that timeliness is important when strengthening the working surface of the wheels of the railway 20 o'clock transport, certain sections of which during operation are subjected to a sharp impact in intensity, which causes a sharp degree of activation of these sections. c The invention is based on the task of proposing such a method and a machine for strengthening the working surface of the ridge and the rake surface of the wheels of wheelsets of railway transport by the method of surface plastic deformation by rolling with freely rotating rolling rollers by carrying out 29 rolling of the external surfaces of rotation of complex shaped configurations with automatic force change
ГФ) тиснення накатувального ролика на зміцнювану поверхню у відповідності від взаємного розташування кожного накатувального ролика з окремими ділянками на траєкторії руху накатувального ролика по зміцнювальній о поверхні при умові обов'язкового дотримування перпендикулярності вектора зусилля тиснення накатувального ролика до дотичної до обкатуваної частини робочої поверхні колеса, прикладеної до тієї ж самої точки профілю 60 нормального перерізу у площині, наведеної Через вісь обертання колісної пари, що повинно забезпечити досягнення нового технічного результату у вигляді створення реальних можливостей для зміцнення зовнішніх поверхонь обертання складних фасонних конфігурацій методом поверхневого пластичного деформування різних по характеристикам ділянок обробляємої робочої поверхні колеса у відповідності з наданими для кожної з цих ділянок параметрами по твердості та глибині зміцнення поверхні, які можуть відрізнятися між собою у кілька бо разів.GF) embossing of the rolling roller on the strengthened surface in accordance with the mutual location of each rolling roller with separate sections on the trajectory of the rolling roller along the reinforcing surface under the condition of mandatory compliance with the perpendicularity of the vector of the pressing force of the rolling roller to the tangent to the rolled-in part of the working surface of the wheel, applied to the same point of the profile 60 of the normal section in the plane given through the axis of rotation of the wheel pair, which should ensure the achievement of a new technical result in the form of creating real opportunities for strengthening the external surfaces of rotation of complex shaped configurations by the method of surface plastic deformation of sections of the treated working surface with different characteristics wheels in accordance with the hardness and depth of surface hardening parameters provided for each of these areas, which may differ several times.
Поставлена задача вирішується тим, що заявляємий винахід усуває виявлені недоліки відомого рішення та пропонує більш ефективне технічне рішення з новим технічним результатом.The task is solved by the fact that the claimed invention eliminates the identified shortcomings of the known solution and offers a more effective technical solution with a new technical result.
Запропоновані спосіб та верстат для зміцнення робочої поверхні гребеня та пригребневої поверхні котінняA method and a machine for strengthening the working surface of the comb and the ridged rolling surface are proposed
Коліс колісних пар залізничного транспорту методом поверхневого пластичного деформування обкатуванням вільно обертовими роликами характеризується тим, що вони пропонують комплексне рішення, направлене на рішення конкретної задачі й досягнення раніше невідомого технічного результату.The wheels of the wheel pairs of railway transport by the method of surface plastic deformation by rolling with freely rotating rollers are characterized by the fact that they offer a complex solution aimed at solving a specific problem and achieving a previously unknown technical result.
Запропонований спосіб зміцнення робочої поверхні гребеня та пригребневої поверхні котіння коліс колісних пар залізничного транспорту методом поверхневого пластичного деформування обкатуванням вільно 7/0 обертовими роликами відрізняється від відомих тим, що обкатування здійснюють з плавним автоматичним змінюванням зусилля тиснення накатувального ролика на зміцнювану поверхню, причому це зусилля змінюють у відповідності з наданим законом змінювання та глибини зміцнення поверхні у відповідності від взаємного розташування кожного накатувального ролика з окремими ділянками на траєкторії руху накатувального ролика по зміцнювальній поверхні, при цьому обов'язково забезпечують перпендикулярність вектора зусилля тиснення /5 накатувального ролика, прикладеного до дотичної, приведеної до обкатуваної частини робочої поверхні колеса, прикладеної до тієї ж самої точки його контакту або дотику з профілями її нормального перерізу у площині, наведеної через вісь обертання колісної пари.The proposed method of strengthening the working surface of the ridge and the ridged surface of the rolling wheels of wheel pairs of railway transport by the method of surface plastic deformation by rolling with freely 7/0 rotating rollers differs from the known ones in that the rolling is carried out with a smooth automatic change of the pressing force of the rolling roller on the strengthened surface, and this force is changed in accordance with the given law of change and depth of surface strengthening in accordance with the relative location of each rolling roller with separate sections on the trajectory of the rolling roller along the strengthening surface, while ensuring the perpendicularity of the pressing force vector /5 of the rolling roller, applied to the tangent, reduced to the rolled-in part of the working surface of the wheel, applied to the same point of its contact or contact with the profiles of its normal section in the plane drawn through the axis of rotation of the wheel pair.
Запропонований верстат для зміцнення робочої поверхні гребеня та пригребневої поверхні котіння коліс колісних пар залізничного транспорту методом поверхневого пластичного деформування обкатуванням вільно обертовими роликами має станину з встановленими на ній рухомими приводними шпиндельними бабками для кріплення та обертання колісної пари, лівий та правий супорти, на напрямних нерухомої основи кожного з яких змонтовані каретки поздовжнього переміщення, на напрямних яких змонтовані полозки поперечного переміщення з встановленими на них поворотними навколо вертикальної осі накатувальними головками.The proposed machine tool for strengthening the working surface of the ridge and the rolling surface of the wheels of wheel pairs of railway transport by the method of surface plastic deformation by rolling with freely rotating rollers has a frame with mounted on it movable drive spindle headstocks for fastening and rotation of the wheel pair, left and right calipers, on the guides of a fixed base carriages for longitudinal movement are mounted on each of them, on the guides of which slides for transverse movement are mounted with rolling heads installed on them rotating around the vertical axis.
На накатувальних головках закріплено натискні гідроциліндри, на штоках яких встановлено вільно обертові сч 2г5 накатувальні ролики. Переміщення кареток, поперечних полозків та поворотних накатувальних головок здійснюється гідроприводами у вигляді гідроциліндрів. Система керування верстату виконана у вигляді і) електрогідравлічної системи, гідравлічна частина якої, що живиться від спільної гідростанції, призначена для керування роботою гідроциліндрів переміщення каретки, полозків та накатувальних головок і за допомогою гідравлічного датчика, виконаного у вигляді гідро копіювального пристрою, слідкуючий щуп якого постійно Ге зо Жорстко притиснуто з можливістю контактного переміщення до робочої поверхні встановленого на нерухомій основі супорта шаблону, профіль кривизни якої вибрано у відповідності з профілем зміцнюваної робочої со поверхні гребеня та пригребневої поверхні котіння колеса. Окрім цього, у гідравлічній частині системи о керування встановлено датчик контролю та здійснення необхідних змін зусилля тиснення накатувальних роликів на зміцнювану поверхню при зміні тиснення у натисних гідроциліндрах, на штоках яких встановлено вільно - обертові накатувальні ролики. Цей датчик виконано у вигляді гідравлічне поєднаного з натискними гідро ї- циліндрами накатувальних головок редукційного клапану з пропорційним керуванням, слідкуючий щуп якого постійно жорстко притиснуто з можливістю контактного переміщення до робочої поверхні встановленого на нерухомій основі супорта другого шаблону, профіль кривизни якої вибрано у відповідності з необхідним законом зміни зусилля тиснення накатувальних роликів на зміцнювану поверхню при зміні тиснення у натисних « гідроциліндрах накатувальних головок. Електрична частина системи керування виконана у вигляді сітки в с взаємопов'язаних кінцевих вимикачів початку й кінця обробки окремих ділянок і всього робочого циклу зміцнення обробляємої поверхні в цілому. ;» Аналіз причинно-наслідкового зв'язку дозволяє зробити висновок, що наведені ознаки заявляємих способу та пристрою належать до суттєвих, тому що вони забезпечують досягнення нового технічного результату, вигідно відрізняючи заявляємий винахід від відомих аналогів та прототипу. -І Технічний результат від використання заявляемого винаходу забезпечується таким чином. Створення й використання спеціального верстату для зміцнення робочої поверхні гребеня та пригребеневої поверхні котіння ш- коліс колісних пар залізничного транспорту, у якому поздовжнє переміщення каретки кожного з двох супортів, а о також переміщення поперечних полозків по напрямних каретки й поворот встановлених на поперечних полозках накатувальних головок виконується за допомогою гідроциліндрів, робота яких керується гідравлічним датчиком, со слідкуючий щуп якого взаємодіє з робочою поверхнею встановленого на нерухомій основі супорта шаблону,Pressure hydraulic cylinders are attached to the rolling heads, on the rods of which freely rotating Щ 2г5 rolling rollers are installed. The movement of carriages, transverse slides and rotary rolling heads is carried out by hydraulic drives in the form of hydraulic cylinders. The machine control system is made in the form of i) an electro-hydraulic system, the hydraulic part of which, powered by a common hydrostation, is designed to control the operation of the hydraulic cylinders of the movement of the carriage, slides and rolling heads and with the help of a hydraulic sensor, made in the form of a hydro copying device, the tracking probe of which is constantly The gauge is rigidly pressed with the possibility of contact movement to the working surface of a template caliper installed on a fixed base, the profile of which is selected in accordance with the profile of the working surface of the ridge and the ridged rolling surface of the wheel to be strengthened. In addition, in the hydraulic part of the control system, a sensor is installed to control and implement the necessary changes in the pressing force of the rolling rollers on the strengthened surface when the pressure changes in the pressure hydraulic cylinders, on the rods of which freely rotating rolling rollers are installed. This sensor is made in the form of a proportionally controlled reduction valve hydraulically connected to the pressure hydraulic cylinders of the rolling heads, the tracking probe of which is constantly firmly pressed with the possibility of contact movement to the working surface of the caliper of the second template installed on a stationary base, the curvature profile of which is selected in accordance with the required by the law of changes in the pressing force of the rolling rollers on the strengthening surface when the pressing in the hydraulic cylinders of the rolling heads changes. The electrical part of the control system is made in the form of a network of interconnected limit switches for the beginning and end of the treatment of individual areas and the entire work cycle of strengthening the treated surface as a whole. ;" The analysis of the cause-and-effect relationship allows us to conclude that the given features of the proposed method and device are essential, because they ensure the achievement of a new technical result, favorably distinguishing the claimed invention from known analogues and prototypes. - And the Technical result from the use of the claimed invention is provided in this way. Creation and use of a special machine for strengthening the working surface of the ridge and the raked rolling surface of wheels of railway wheelsets, in which the longitudinal movement of the carriage of each of the two calipers, as well as the movement of the transverse slides along the guides of the carriage and the rotation of the rolling heads installed on the transverse slides is performed with the help of hydraulic cylinders, the operation of which is controlled by a hydraulic sensor, the tracking probe of which interacts with the working surface of the template caliper installed on a fixed base,
Ф профіль кривизни якого відповідає профілю зміцнюваної поверхні гребеня та пригребневої поверхні котіння коліс колісних пар, дозволяє створити реальні можливості для зміцнення зовнішніх поверхонь обертання складних фасонних конфігурацій методом поверхневого пластичного деформування вільно обертовими накатувальними ов роликами. Окрім цього, встановлення редукційного клапану з пропорційним керуванням у гідравлічній частині системи керування роботою натисних гідроциліндрів накатувальних головок дозволяє забезпечити різні по (Ф, розмірам зусилля тиснення накатувальних роликів при зміцненні поверхневим пластичним деформуванням на ка різних за характеристиками ділянках зміцнюваної поверхні котіння коліс колісних пар у відповідності з наданими для кожної з цих ділянок параметрами по твердості та глибині зміцнення поверхні, які відповідають бо вимогам процесу експлуатації коліс, у результаті якого ці ділянки піддаються різному по інтенсивності впливу, що викликає різну ступінь спрацювання цих ділянок.Ф profile of curvature, which corresponds to the profile of the reinforced surface of the ridge and the ridge surface of the wheels of wheel pairs, allows creating real opportunities for strengthening the external surfaces of rotation of complex shaped configurations by the method of surface plastic deformation with freely rotating rolling rollers. In addition, the installation of a reducing valve with proportional control in the hydraulic part of the system for controlling the operation of the pressure hydraulic cylinders of the rolling heads allows to ensure different in (F) dimensions of the pressing force of the rolling rollers during strengthening by surface plastic deformation on the sections of the strengthened rolling surface of the wheels of the wheel pairs with different characteristics in accordance with with parameters for hardness and depth of surface strengthening provided for each of these areas, which correspond to the requirements of the wheel operation process, as a result of which these areas are subjected to different intensity of influence, which causes different degrees of activation of these areas.
Таким чином, використання цього винаходу забезпечує підвищення стійкості проти спрацювання поверхні котіння коліс колісних пар залізничного транспорту та довговічності їх експлуатації з збільшенням міжремонтних пробігів й підвищенням загальної надійності та безпеки руху на залізницях. 65 Заявляємий винахід є новим, має певний винахідницький рівень і придатний для промислового виготовлювання та використання, у зв'язку з чим йому може бути надана правова охорона.Thus, the use of the present invention provides an increase in the resistance against the rolling surface of the wheels of the wheel pairs of railway transport and the durability of their operation with an increase in the intervals between repairs and an increase in the overall reliability and safety of traffic on the railways. 65 The claimed invention is new, has a certain inventive level and is suitable for industrial production and use, in connection with which it can be granted legal protection.
Далі сутність винаходу у вигляді способу та верстату для зміцнення робочої поверхні гребеня та пригребеневої поверхні котіння коліс колісних пар залізничного транспорту пояснюється відповідним описом та кресленнями.Next, the essence of the invention in the form of a method and a machine for strengthening the working surface of the ridge and the ridged rolling surface of the wheels of wheel pairs of railway transport is explained by the corresponding description and drawings.
На Фіг.1 схематично зображено верстат для зміцнення робочої поверхні гребеня та пригребеневої поверхні котіння коліс колісних пар залізничного транспорту (вид у плані) з гідросхемою системи керування.Fig. 1 schematically shows a machine for strengthening the working surface of the ridge and the ridged rolling surface of wheels of wheel pairs of railway transport (plan view) with a hydraulic diagram of the control system.
На Фіг.2 зображено профіль робочої поверхні гребеня та пригребеневої поверхні колеса з епюрою змінного зусилля тиснення накатувального ролика й глибини зміцнення обробляємої поверхні з окремими робочими позиціями накатувального ролика. 70 Заявляємий спосіб зміцнення робочої поверхні гребеня та пригребеневої поверхні котіння коліс колісних пар залізничного транспорту методом поверхневого пластичного деформування обкатуванням вільно обертовими накатувальними роликами характеризується тим, що обкатування виконують з плавним автоматичним змінюванням зусилля тиснення накатувального ролика на зміцнювану поверхню, причому це зусилля змінюють у відповідності з наданим законом змінювання і наданою глибиною зміцнення в залежності від взаємного /5 розташування кожного накатувального ролика з окремими ділянками на траєкторії руху накатувального ролика по зміцнюваній поверхні, при цьому обов'язково забезпечують перпендикулярність прикладеного до зміцнюваної поверхні вектора зусилля тиснення накатувального ролика до дотичної, приведеної до обкатуваної частини робочої поверхні колеса, прикладеної до тієї ж самої точки дотику профілю її нормального перерізу у площині, наведеній через вісь обертання колісної пари.Fig. 2 shows the profile of the working surface of the comb and the raked surface of the wheel with the plot of the variable pressing force of the rolling roller and the depth of strengthening of the processed surface with separate working positions of the rolling roller. 70 The proposed method of strengthening the working surface of the ridge and the ridged rolling surface of the wheels of wheel pairs of railway transport by the method of surface plastic deformation by rolling with freely rotating rolling rollers is characterized by the fact that the rolling is performed with a smooth automatic change of the pressing force of the rolling roller on the strengthened surface, and this force is changed in accordance with given by the law of change and given by the depth of strengthening depending on the mutual /5 location of each rolling roller with separate sections on the trajectory of the rolling roller along the strengthened surface, while ensuring the perpendicularity of the vector of the pressing force of the rolling roller applied to the strengthened surface to the tangent reduced to of the rolled-in part of the working surface of the wheel, applied to the same point of contact of the profile of its normal section in the plane drawn through the axis of rotation of the wheel pair.
Верстат для упровадження заявляемого способу складається з станини 1, на якій встановлені ліва 2 та праваThe machine for implementing the proposed method consists of a frame 1, on which the left 2 and right are installed
З рухомі приводні шпиндельні бабки, у центрах яких встановлена і закріплена з можливістю обертання колісна пара 4. Окрім цього, на станині 1 знаходяться лівий 5 та правий 6 супорти, які являють собою дзеркальні відображення один другого. На напрямних нерухомої основи 7 кожного з супортів змонтовані каретки 8 поздовжнього переміщення, а на напрямних кареток змонтовані полозки 9 поперечного переміщення з с об Змонтованими на них поворотними навколо вертикальної осі накатувальними головками 10.With movable drive spindle headstocks, in the centers of which a pair of wheels 4 is installed and fixed with the possibility of rotation. In addition, on the frame 1 there are left 5 and right 6 calipers, which are mirror images of each other. On the guides of the fixed base 7 of each of the calipers are mounted carriages 8 of longitudinal movement, and on the guide carriages are mounted slides 9 of transverse movement with rolling heads 10 mounted on them rotating around the vertical axis.
На накатувальних головках закріплено натискні гідроциліндри 11, на штоках яких встановлено вільно і) обертові накатувальні ролики 12. Для поздовжнього переміщення кареток 8 призначено гідроприводи у вигляді гідроциліндрів 13, для поперечного переміщення полозків 9 - гідроприводи у вигляді гідроциліндрів 14, а для повороту накатувальних головок 10 - гідроприводи у вигляді гідроциліндрів 15. Натискні гідроциліндри 11 Ге зо призначено для створення змінного по мірі просування по зміцнюваній поверхні зусилля тиснення накатувальних роликів 12 на цю поверхню. Система керування роботою верстата виконана у вигляді електрогідравлічної со системи, гідравлічна частина якої містить гідравлічний слідкуючий датчик 16 у вигляді гідрокопіювального о пристрою, слідкуючий щуп якого постійно жорстко притиснуто з можливістю контактного переміщення до робочої поверхні встановленого на нерухомій основі супорта шаблону 17, профіль кривизни якої вибрано у відповідності ї- з5 З зміцнюваною робочою поверхнею гребеня та пригребеневою поверхнею котіння обрабляємого колеса. Цей ча датчик призначено для керування роботою гідроциліндрів 13, 14 й 15, здійснюючих переміщення кареток 8, |і полозків 9 і поворотних накатувальних головок 10, спільний рух яких забезпечує переміщення накатувальних роликів 12 по зміцнюваній складній фасонній поверхні котіння колеса залізничного транспорту. Окрім цього, у складі гідравлічної частини системи керування, як датчик контролю та здійснення наданих необхідних змін «Pressure hydraulic cylinders 11 are attached to the rolling heads, on the rods of which freely rotating rolling rollers 12 are installed i) for the longitudinal movement of the carriages 8 are hydraulic drives in the form of hydraulic cylinders 13, for the transverse movement of slides 9 - hydraulic drives in the form of hydraulic cylinders 14, and for turning the rolling heads 10 - hydraulic drives in the form of hydraulic cylinders 15. Pressing hydraulic cylinders 11 Gezo are designed to create a variable pressing force of rolling rollers 12 on this surface as they move along the strengthened surface. The machine control system is made in the form of an electro-hydraulic system, the hydraulic part of which contains a hydraulic tracking sensor 16 in the form of a hydrocopying device, the tracking probe of which is constantly firmly pressed with the possibility of contact movement to the working surface of the template caliper 17 installed on a fixed base, the profile of which is selected for the curvature in accordance with из5 With a reinforced working surface of the comb and a raked rolling surface of the treated wheel. This sensor is designed to control the operation of hydraulic cylinders 13, 14, and 15, which move carriages 8, and slides 9 and rotary rolling heads 10, the joint movement of which ensures the movement of rolling rollers 12 along the reinforced, complex shaped rolling surface of the wheel of railway transport. In addition, as part of the hydraulic part of the control system, as a control sensor and the implementation of the necessary changes provided "
Зусилля тиснення накатувальних роликів на зміцнювану поверхню, встановлено гідравлично з'єднаний з в с натискними гідроциліндрами накатувальних головок 10 редукційний клапан з пропорційним керуванням, слідкуючий щуп якого постійно жорстко притиснуто з можливістю контактного переміщення до робочої поверхні ;» другого встановленого на нерухомій основі супорта шаблону 19, профіль кривизни якої вибрано у відповідності з наданим законом необхідних змін зусилля тиснення накатувальних роликів на зміцнювану поверхню при змінені тиснення у натисних гідроциліндрах 11, на штоках яких встановлені вільно обертові накатувальні ролики 12. Для -І живлення гідравлічної частини системи керування передбачена гідростанція 20. Переріз колеса 21 колісної пари 4, призначеної для обробки, повинен містити обмежену частину зміцнюваної поверхні з різною глибиноюThe pressing force of the rolling rollers on the surface to be strengthened, hydraulically connected to the pressure hydraulic cylinders of the rolling heads 10 proportionally controlled reduction valve, the tracking probe of which is constantly firmly pressed with the possibility of contact movement to the working surface;" of the second template 19 installed on a stationary base, the curvature profile of which is selected in accordance with the given law of necessary changes in the pressing force of the rolling rollers on the strengthened surface when the pressure in the pressure hydraulic cylinders 11 is changed, on the rods of which freely rotating rolling rollers 12 are installed. For -I powering the hydraulic part of the control system, a hydraulic station 20 is provided. The section of the wheel 21 of the wheel pair 4, intended for processing, should contain a limited part of the strengthening surface with different depths
Ш- зміцнення 22, що повинно бути у відповідності з епюрою 23 змінного зусилля тиснення накатувального ролика у о його різних позиціях 24. Електрична частина системи керування (на Фіг.1 не показана) виконана у вигляді сітки 5ор взаємоз'єднаних кінцевих вимикачів і працює у релейному режимі, одержуючи сигнали від кінцевих вимикачів со про початок та закінчення обробки окремих ділянок й переходів та керуючи здійсненням всього робочого циклуSh - reinforcement 22, which should be in accordance with the diagram 23 of the variable pressing force of the rolling roller in its different positions 24. The electrical part of the control system (not shown in Fig. 1) is made in the form of a grid of 5or interconnected limit switches and works in in relay mode, receiving signals from limit switches about the start and end of processing of individual sections and transitions and controlling the implementation of the entire work cycle
Ф зміцнення наданої поверхні в цілому від початкового до кінцевого пункту обкатування.Ф strengthening of the given surface as a whole from the initial to the final point of running-in.
Робота та використання заявляемого винаходу здійснюється таким чином. Щупи гідравлічного датчика 16 та редукційного клапану 18 встановлюють у вихідну позицію у початкових точках шаблонів 17 й 19. Накатувальні дв ролики 12 за допомогою переміщення у ручному режимі керування рухом супортів 5 й 6, з каретками 8, полозками 9 й поворотними накатувальними головками 10, встановлюють у вихідні позиції на поверхні профілюThe work and use of the claimed invention is carried out as follows. The probes of the hydraulic sensor 16 and the reduction valve 18 are set to the initial position at the starting points of the templates 17 and 19. The two rolling rollers 12 are set using manual movement control of the calipers 5 and 6, with carriages 8, slides 9 and rotary rolling heads 10 in the initial positions on the surface of the profile
Ф) колеса, призначеної для зміцнення. При цьому кінцеві вимикачі сигналізують про точність позиціювання ка слідкуючих щупів й накатувальних роликів на пульт керування. Після цього оператор вмикає робочий режим, при якому встановлені на станині 1 приводні шпиндельні бабки 2 й З починають обертати колісну пару 4. Вмикається бо Гідростанція 20 і в гідроциліндрах 11, на штоках яких знаходяться вільно обертові накатувальні ролики 12, створюється тиснення необхідне для зміцнення поверхні у вихідній позиції з подальшим його зміцненням у відповідності з наданими параметрами по глибині зміцнення 22 у відповідності з епюрою 23 змінного зусилля тиснення накатувального ролика 12 у його різних позиціях 24 по командам, що надходять від редукційного клапану 18, щуп якого постійно жорстко притиснуто з можливістю контактного переміщення до робочої поверхні 65 шаблону 19, профіль кривизни якої задає закон зміни зусилля цього тиснення. При цьому створюється необхідне тиснення й у гідроциліндрах 13, 14 та 15, що забезпечують переміщення кареток 8, полозків 9 й поворотних накатувальних головок 10 по командам, що надходять від гідравлічного датчика 16, слідкуючий щуп якого постійно жорстко притиснуто з можливістю контактного переміщення до робочої поверхні шаблону 17, профіль кривизни якої копіює робочий профіль гребеня й поверхні котіння оброблюваного колеса. Після досягнення робочих параметрів у гідравлічній системі починається робочий рух вільно обертових накатувальних роликів 12 по поверхні котіння, перехідній галтелі та робочій поверхні гребеня колеса з метою їх зміцнення методом поверхневого пластичного деформування з зусиллям тиснення, що змінюють по наданому закону. Після завершення процесу обкатування й прибуття супортів з накатувальними роликами у крайню кінцеву позицію, спрацьовують встановлені там кінцеві вимикачі й електрична частина системи керування вимикає виконуючі /о механізми верстата. Такий цикл обробки може бути здійснено необхідну кількість разів.F) a wheel intended for strengthening. At the same time, the limit switches signal the accuracy of the positioning of the tracking probes and rolling rollers on the control panel. After that, the operator turns on the operating mode, in which the drive spindle headstocks 2 and Z installed on the bed 1 begin to rotate the wheel pair 4. Because the Hydrostation 20 is turned on, and in the hydraulic cylinders 11, on the rods of which there are freely rotating rolling rollers 12, the pressure necessary for strengthening the surface is created in the initial position with its subsequent strengthening in accordance with the given parameters for the depth of strengthening 22 in accordance with the diagram 23 of the variable pressing force of the rolling roller 12 in its different positions 24 according to the commands coming from the reduction valve 18, the probe of which is constantly tightly pressed with the possibility of contact moving to the working surface 65 of the template 19, the curvature profile of which is determined by the force law of changing this embossing. At the same time, the necessary pressure is also created in the hydraulic cylinders 13, 14 and 15, which ensure the movement of carriages 8, slides 9 and rotary rolling heads 10 according to the commands coming from the hydraulic sensor 16, the tracking probe of which is constantly firmly pressed with the possibility of contact movement to the working surface template 17, the curvature profile of which copies the working profile of the ridge and rolling surface of the processed wheel. After reaching the working parameters in the hydraulic system, the working movement of the freely rotating rolling rollers 12 along the rolling surface, the transition fillet and the working surface of the wheel crest begins in order to strengthen them by the method of surface plastic deformation with the pressing force, which changes according to the given law. After the running-in process is completed and the calipers with the rolling rollers arrive at the extreme final position, the limit switches installed there are activated and the electrical part of the control system turns off the operating mechanisms of the machine. Such a processing cycle can be performed as many times as required.
Таким чином використання заявляємих способу та верстату для зміцнення робочої поверхні гребеня та пригребеневої поверхні котіння коліс колісних пар залізничного транспорту дозволяє здійснювати зміцнювання складної фасонної поверхні, що являють собою поєднання конусних, циліндричних та радіусних знакозмінних поверхонь, якою являють й поверхня гребеня, пригребнева поверхня й поверхня котіння коліс колісної пари /5 Залізничного транспорту з попередньо наданою різної по розміру на окремих ділянках глибиною зміцнення поверхні методом поверхневого пластичного деформування обкатуванням вільно обертовими накатувальними роликами.Thus, the use of the claimed method and machine for strengthening the working surface of the ridge and the raked rolling surface of the wheels of wheel pairs of railway transport allows strengthening of a complex shaped surface, which is a combination of conical, cylindrical and radius variable surfaces, which also represent the surface of the ridge, the raked surface and the surface rolling of the wheels of the wheel pair /5 of railway transport with previously provided depth of surface strengthening of different sizes in individual areas by the method of surface plastic deformation by rolling with freely rotating rolling rollers.
Заявляємий винахід може бути використано на металургійних та вагоно- й локомотиво ремонтних заводах, що займаються виробництвом нових коліс для залізничного транспорту, як фінішна операція по зміцненню робочої поверхні котіння цих коліс, а також у вагоно- й локомотиво ремонтних депо при ремонті та відновленні профілю поверхні котіння коліс, що були вже в експлуатації.The claimed invention can be used at metallurgical and railcar and locomotive repair plants engaged in the production of new wheels for railway transport, as a finishing operation to strengthen the working rolling surface of these wheels, as well as in railcar and locomotive repair depots when repairing and restoring the surface profile rolling of wheels that were already in operation.
Джерела інформації 1. "Справочник машиностроителя", изд. "Машиностроение", г.Москва, 1964г., том 5, книга ІЇ, стр.614, 617. 2. "Справочник машиностроителя", изд. "Машиностроение", г.Москва, 1964г., том 5, книга ІІ, стр.615, 616, сч фиг.68,а.Sources of information 1. "Manufacturer's Handbook", ed. "Mashinostroenie", Moscow, 1964, volume 5, book II, pp. 614, 617. 2. "Machine Builder's Handbook", ed. "Mashinostroenie", Moscow, 1964, volume 5, book II, pages 615, 616, fig. 68, a.
З. "Справочник металлиста", изд. "Машиностроение", г.Москва, 1977г., том 4, стр.146-147, 154-155. (8) 4. Патент Российской Федерации МКО 34433, 01, от 10.12.2001г.,, 8248, 39/04, В2ЗР, 9/02 на полезную модель "Устройство для обработки галтелей поверхностньім пластическим деформированием". (Се)Z. "Spravochnik metallist", ed. "Mashinostroenie", Moscow, 1977, volume 4, pp. 146-147, 154-155. (8) 4. Patent of the Russian Federation MKO 34433, 01, dated 10.12.2001,, 8248, 39/04, В2ЗР, 9/02 for a utility model "Device for processing fillets by surface plastic deformation". (Se)
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA20041210195A UA77086C2 (en) | 2004-12-13 | 2004-12-13 | Method and machine tool for reinforcement of working surface of flange and near-flange surface of rolling of wheels of wheelpairs of the rail transport |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA20041210195A UA77086C2 (en) | 2004-12-13 | 2004-12-13 | Method and machine tool for reinforcement of working surface of flange and near-flange surface of rolling of wheels of wheelpairs of the rail transport |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA77086C2 true UA77086C2 (en) | 2006-10-16 |
Family
ID=37505588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UA20041210195A UA77086C2 (en) | 2004-12-13 | 2004-12-13 | Method and machine tool for reinforcement of working surface of flange and near-flange surface of rolling of wheels of wheelpairs of the rail transport |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA77086C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3581325A1 (en) * | 2017-03-13 | 2019-12-18 | Hegenscheidt-MFD GmbH & Co. KG | Method and device for the treatment of wheel treads of wheels for railway vehicles |
-
2004
- 2004-12-13 UA UA20041210195A patent/UA77086C2/en unknown
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3581325A1 (en) * | 2017-03-13 | 2019-12-18 | Hegenscheidt-MFD GmbH & Co. KG | Method and device for the treatment of wheel treads of wheels for railway vehicles |
EP3375561B1 (en) * | 2017-03-13 | 2020-02-26 | Hegenscheidt-MFD GmbH & Co. KG | Method and device for machining of wheel treads of wheels for railway vehicles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0374281B2 (en) | ||
DE2612173A1 (en) | MOBILE RAIL GRINDING MACHINE | |
CN201249224Y (en) | Mine-used U-form steel support rolling forming repair machine | |
EP1283756B1 (en) | Method and device for reprofiling railway wheels | |
CN110253292A (en) | A kind of roll squeezer and its working method for plate roll bending formation | |
CN111764207A (en) | Steel rail welding seam full-section milling and grinding machine, operation vehicle and use method | |
CN102922391A (en) | Gantry clutch friction steel disc repairing device and reproducing method thereof | |
DE102005011313B3 (en) | Device for straightening of damaged wheel rim, comprising telescopic arm holding shaping element | |
CN113832318B (en) | Auxiliary device and method for ultrasonic rolling processing of arc transition section revolution curved surface | |
CN101554665B (en) | On-orbit car wheel lathe being capable of processing multiunit wheels simultaneously | |
CN212388272U (en) | Steel rail welding seam full-section milling and grinding machine and operation vehicle | |
UA77086C2 (en) | Method and machine tool for reinforcement of working surface of flange and near-flange surface of rolling of wheels of wheelpairs of the rail transport | |
CN205966895U (en) | Bending device | |
GB526620A (en) | Improvements in the production of cross-section profiles bounded by cycloidal curves | |
CN102716953A (en) | Cam type variable-curvature pipe bending system and method | |
CN103230994B (en) | Device and method for forming imprint of micro groove on shaft through stepping rolling | |
CN107130482B (en) | A kind of variable amplitude type rail sander | |
CN205764127U (en) | Mobile shearing machine | |
CN211285094U (en) | Vibration impact metal surface treatment device for steel rail welding joint | |
CN205386754U (en) | Accurate grinding device of cross cutting cushion | |
CN104439004B (en) | Stroke adjustable many bars energizing driver structure and method of adjustment thereof | |
CN209998376U (en) | In-situ turning equipment for railway vehicle test bed rail wheel | |
CN205888325U (en) | Restore build -up welding equipment of roll | |
CN112122415A (en) | Steel wheel forming system | |
CN201485762U (en) | Grinding wheel sander |