DD266848A1

DD266848A1 - ARRANGEMENT FOR THE TESTING OF BODY BEARING RINGS AND ROLLING RACES

Info

Publication number: DD266848A1
Application number: DD30879987A
Authority: DD
Inventors: Berthold Forner; Christian Markowitz; Manfred Conrad; Joachim Queisser
Original assignee: Deutsche Reichsbahn
Priority date: 1987-11-09
Filing date: 1987-11-09
Publication date: 1989-04-12

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Pruefung von Rollenlagern der Schienenfahrzeuge im ausgebauten Zustand bei der Instandhaltung. Die Pruefanordnung kann ebenfalls in der Endpruefung bei der Neuherstellung eingesetzt werden. Aufgabe ist die Schaffung einer objektiven Pruefmoeglichkeit fuer den Aussenring sowie die Erweiterung und Objektivierung der Pruefung des Rollenkranzes und deren Automatisierung. Durch Kopplung der vibroakustischen, der magnetinduktiven sowie der Ultraschall-Pruefung und Auswertung der Messergebnisse ueber einen Mikrorechner werden Schaeden auf den Waelzflaechen, an Kugeln, am Kaefig sowie an Kaefignieten erfasst. Die Aussonderung schadhafter Rollenlager erfolgt durch eine Sortiereinrichtung, welche vom Mikrorechner angesteuert wird. Die Vorteile der Anordnung aeussern sich in der Frueherkennung sich unter den Waelzflaechen anbahnender Rissbildungen, der Erkennung angebrochener Kaefigniete und damit der Erhoehung der Betriebssicherheit der Radsatzrollenlager. Mit der Automatisierung der Anordnung ist eine erhebliche Reduzierung der Arbeitszeit bei der Lageruntersuchung verbunden.The invention relates to the examination of roller bearings of rail vehicles in the disassembled state during maintenance. The test arrangement can also be used in the final inspection in the new production. Task is the creation of an objective test for the outer ring as well as the extension and objectification of the examination of the roller ring and its automation. By coupling the vibroacoustic, the magnetic-inductive as well as the ultrasonic testing and evaluation of the measurement results via a microcomputer, damage to the rolling surfaces, to balls, to the cage as well as to cage rivets is recorded. The rejection of defective roller bearings is performed by a sorting device, which is controlled by the microcomputer. The advantages of the arrangement are manifested in the early detection under the rolling surfaces of imminent cracking, the recognition of broken quay rivets and thus the increase in the operational safety of the wheelset roller bearings. With the automation of the arrangement, a significant reduction in the working time in the camp investigation is connected.

Description

beides zu automatisieren, um alle möglichon auftretenden Schadunsquellon in oinum Befund erkonnon und erfassen zu können.to automate both, in order to be able to record and record all possible harmful sources in oinum findings.

Erfindungsgomäß wird die Aufgabe durch Koppelung der vibroakustischon, der magnetinduktivon und dor Uliraschflllprüfung gelöst. Hierbei ermöglicht die vibroakustische Prüfung auf der Basis der k-Wort-Messung die Feststellung von Schiidon auf don Wälzflächen und Käfigschäden. Mit der magnetinduktiven Prüfung werden Risse unter bzw. in den Wälzflächen dos Außenringos und der Rollen ermittelt. Die Ultraschallprüfung stellt Risso bzw. Brüche der Käfigniote fest. Moßwortaufnehmer bzw. Prüfsonden der einzelnen Meßgeräte stehen mittels speziell angepaßter Von ichtiincjen, die von einem Mikrorechner über olne Steuereinheit angesteuert werden, mit dem Prüfling in Berührungskontakt und es entstehen analoge Meßsignale. Diese Signale worden in den zugehörigen Meßgeräten bzw. einem Anaiog-Digitat-Umsotzer, dom ein Moßstollonumuchal'.er vorgelagort ist, digitalisiert und einem Mikrorechner zur weiteron Verarbeitung zur Verfügung gestellt. Über entsprechende Softwareyostaltung wird der Vergleich mit eingespeicherten Grenzwerten herbeigeführt und davon letztlich oin Befund mit den Aussagen brauchbar oder unbrauchbar abgeleitet. Entsprechend diesnr beiden möglichen Befunde wird über im Mikrorechner orzeugte Steuersignale eine Sortiereinrichtung beeinflußt, die die geprüften Teile in dafür bereitstehende Magazine einordnet.According to the invention, the object is achieved by coupling the vibroacoustischon, the magnetinductive and the Uliraschflllprüfung. The vibroacoustic test based on the k-word measurement makes it possible to detect schidon on the rolling surfaces and cage damage. With the magnetic inductive test, cracks are determined under or in the rolling surfaces of the outer ring and the rollers. The ultrasonic test detects risso or fractures of the cage egg. Moßwortaufnehmer or probes of each instrument are by means of specially adapted Von ichtiincjen, which are controlled by a microcomputer via olne control unit, in contact with the device under test and there are analog measurement signals. These signals have been digitized in the associated gauges or Anaiog-Digitat-Umsotzer, where a Moßstollonumuchal'.er vorgelagort is digitized and a microcomputer for further processing available. By means of appropriate software engineering, the comparison with stored limit values is brought about and, ultimately, it is deduced whether or not it is usable or useless with the statements. According to these two possible findings, a sorting device is influenced by means of control signals generated in the microcomputer, which classifies the tested parts in magazines ready for them.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher otlni.'Ortwordon. Die zugehörige Zeichnung zoigt den erfindungsgemäßen Aufbau der Prüfanordnung in Form eines Blockschaltbildes.The invention will be described in more detail in an embodiment otlni.'Ortwordon. The accompanying drawing zoigt the inventive structure of the test arrangement in the form of a block diagram.

Entsprechend der joweils vorzunehmenden Prüfung stohpn zur Aufnahme des Prüflings spuii^He Vorrichtungen zur Verfügung und der Prüfling selbst hat Berührungskontakt zu Prüfsondon bzw. einem Aufnehmer. Über Loitungen orfolqt die Verbindung zu den spezifischen Meßgeräten, die wioderum mit einem Moßstellonumschalter 13 verbundon sind. Im weiteren Aufbau der Anordnung folgt ein Analog-Digit jl-Umsetzer 14 und ein Mikrorechner 15, der eine Aussage über den Prüfling auswirft und oioo Sortiereinrichtung 16 gemäß der< Befundes steuert. DioSuitlarcinrichtung 16 sowie Magazine für Wiedereinbau 17 bzw. Mageiine für Aufarbeitung 10 befinden sich unmittelbar neben den nicht näher bezeichneten Aufnahmovorrichutungon.In accordance with the test to be carried out, devices are provided for receiving the specimen and the specimen itself is in contact with the test probe or a transducer. Via loops, the connection to the specific measuring instruments connected to a dial-up switch 13 is connected to wioderum. In the further structure of the arrangement, an analog digit follows jl converter 14 and a microcomputer 15, which ejects a statement about the test specimen and oioo sorter 16 according to the <findings controls. DioSuitlarcinrichtung 16 and magazines for replacement 17 or Mageiine for work-up 10 are located next to the unspecified Aufnahmovorrichutungon.

Außerdem ist eine Ste>iereinheit 21 mit dem Mikrorechner 15 verbunden, die für einen programmgemäßen Abiauf dnr Prüfzyklen sorgt.In addition, a server unit 21 is connected to the microcomputer 15, which ensures a program-appropriate run dnr test cycles.

Wirkungsweise der Anordnu ig:Mode of operation of the device:

Die Prüfung der WölzlagerautJenringo und Rollenkränze läuft danach in vier rechnergesteuerten Prüfungszyklen ab, in doncn die einzelnen Teile geprüft und mit eingespeicherten Grenzwerten im Mikrorechner 16 vorglichen werden.The testing of the WölzlagerautJenringo and roller rings then runs off in four computer-controlled test cycles, in which the individual parts are tested and compared with stored limit values in the microcomputer 16.

Im ersten Prüfzykhs wird bai einem durch Spannbacken 19 am Käfig eingespannton Prüflager ein durch eine Antriebs- und Belastungsrolle 3 in Bewegung versetzter Außenringe 2 an einer magnetinduktiven Prüfsondo 1 über eine Umdrehung vorbeigeführt. Die erzeugte analoge Moßspannung gelangt zu oinom magnetinduktiven Meßgerät 10.In the first Prüfzykhs bai a clamped by clamping jaws 19 on the cage test warehouse is passed through a drive and loading roller 3 in motion offset outer rings 2 at a magnetinduktiven Prüfsondo 1 over a revolution. The generated analogue voltage reaches oinom magnetic inductive measuring device 10.

Im zweiten Prüfzyklub werden die in Draining versctrten Rollen 5 nacheinander mit ihrem gesamten Umfang an einor magnetinduktiven Prüfsonde 4 entlanggeführt. Die Meßspannung gelangt zu einem magnotinduktiven Meßgerät 10.In the second test cycle, the rollers 5 sealed in draining are guided one after the other along their entire circumference to a magnetic inductive test probe 4. The measuring voltage arrives at a magnotinductive measuring device 10.

Ein dritter Prüfzyklus umfiißt die Ultraschallprüfung dor Köfignieto 7. Dazu wird eine Ultraschallprüfsonde 6 nacheinander auf jeden Kätipniet 7 aufgesetzt und das Echo einem Ultraschallprüfgerät 11 zugeleitet.A third test cycle includes the ultrasonic test of the Köfignieto 7. For this purpose, an ultrasonic test probe 6 is placed successively on each Kätipniet 7 and the echo fed to a Ultraschallprüfgerät 11.

Innerhalb eines vierton Prüfzyklus erfolgt eine vibroakustische Messung. Dazu wird das Wälzlager mit Schmierfett versorgt, auf einen Dorn 9 aufgeschoben und durch Spannbocken 20 über den Außenring 2 belastot. Der Dorn 9 rotiert mit Betriebsdrohzahl, so daß die erzeugten Schwingbeschleunigungswerte durch einen an den Außenring 2 angekoppolten Schwingbeschleunlgungsaufnehmer 0 aufgenommen und mittels eines Schwingung'smeßgerätes 12 gemessen werden.Within a four-tone test cycle, a vibroacoustic measurement is performed. For this purpose, the rolling bearing is supplied with grease, pushed onto a mandrel 9 and loaded by clamping jack 20 via the outer ring 2. The mandrel 9 rotates with operating dowry number, so that the generated vibration acceleration values are picked up by a Schwingbeschleunlgungsnehmer 0 coupled to the outer ring 2 and measured by means of a vibration measuring device 12.

hach Ablauf aller vier Prüfzyklen erfolgt programmgemäß die Abfrage der Speicherplätze, die die Ergebnisse der Gronzwertvergloiche beinhalten. Enthalten eile in Frage kommenden Speicherplätze den Zustand b r P u c h b a r, wird durch oin entsprechendes Steuersignal die Sortiereinrichtung 16so gesteuert, daß der Prüfling in ein Magazin für Wiederoinbau 17 geleitet wird. Enthält auch nur ein Speicherplatz den Zustand unbrauchbar, bewirkt ein Steuersignal die Umsteuerung der Sortiereinrichtung 16 derart, daß der Prüfling in ein Magazin für Aufarbeitung 18 gelangt.After the execution of all four test cycles, according to the program, the memory locations which contain the results of the Gronzwertvergliche are polled. Contain s eile eligible memory locations the state b r P u c h b a r, is controlled by oin corresponding control signal, the sorter 16so that the DUT is passed into a magazine for Wiederoinbau 17. Even if only one memory space contains the state unusable, a control signal causes the reversal of the sorting device 16 in such a way that the test object enters a magazine for reprocessing 18.

Claims

Arrangement for testing Wälzlageraußenringen and roller rings, characterized in that the specimens are received by special devices and by contact contact connection to magnetic inductive probes (1; 4), an ultrasonic test probe (6) or a Schwingungsbeschleunigungsauf transponders (8), the generated analog measurement signals or via a magneto-inductive measuring device (10), via an ultrasonic testing device (11) or via a Schwirigunsmeßgerät (12), an analog-to-digital converter (14) are supplied to which a Meßstellenumschalter (13) is upstream and subsequently a microcomputer (15) is arranged, to which both a sorting system Ί6, which are assigned to the specimens depending on the comparison result separate magazines (17; 18), as well as a control unit (21).

For this 1 page drawing

Field of application of the invention

The invention relates to an arrangement for testing Wälzlageraußenringen and roller rings of Racisatzrollenlager rail vehicles. They are used for the examination of matured wheelset bearings at maturity and serve for the determination of damages on the Waldbahnen dös outer ring and the rolling elements as well as on the cage and for checking the cage rivets on Bruuii or cracks,

Characteristic of the known state of the art

The wheeled roller bearings are machine components that significantly increase the operational safety of rail vehicles. At the same time, the wheel set roller bearings at the Deutsche Reichsbahn are dismantled, gorged and examined for damage after defined operating times. This Lagoruntornuchung includes on the one hand clio Festsitz- and crack testing of the remaining on the stub axles inner rings with ultrasound.

For this purpose, the patents DD 200937 and DE 2852459 are known, the methods for determining loose and gorissonor Wälzlagennnonringe besieben drive. Their disadvantage is that only an examination of 'nnonringe takes place, while the remaining rolling bearing components are disregarded.

On the other hand, the visual inspection of the disassembled and goreinigten outer rings with roller rings is part of the camp investigation. On the basis of his subjective assessment, his experience and the comparison with predefined damage pictures, an employee entrusted with it decides on the prefix bearing of the bearings. The disadvantages of this test method are obvious; Dio runway of the outer ring is not accessible and can therefore not be examined. The rolling elements must always be rotated by 3 ° C by hand so that their surfaces are completely visible. This work is time-consuming, monotonous and entails the danger of overlooking damaged areas. Other technical solutions relate to the testing of completely assembled rolling bearings in Betriebszi ¹ '. For example, the patent DE 2947937, a method and an apparatus for determining Wälzlagersciv. , or the publication DE 2204254 with an arrangement for checking the noise behavior of rolling bearings. The Machteil of these arrangements or devices is that they are only suitable for the diagnosis of rolling bearings in stationary Anlagon that are always accessible for measurements. This is not gigoben in the wheelset bearings due to the liberal use dor rail vehicles. The same disadvantage is also liable to the device for condition assessment of Hauptpindollagorungen to processing and processing machines with the application of two temperature sensors according to the published patent DE 3234443 or the device for testing sliding and rolling bearings at radial and axial load according to the patent DD 9Γ571.

Object of the invention

The object of the invention is to provide an arrangement for inspection of these parts of the dismantled Radsatzrollenlagerbaugruppe outer races with roller ring to crack under or on the rolling surfaces of the outer ring and the rollers, eruptions or spalling on the rolling surfaces, against corrosion;, se ^r phenomena, pressure pens, cage damage and breaks or cracks in Käfignietan.

Werkstcfftechnische investigations show that arise due to the material fatigue below the Wälzflächo cracks. These Risso expand with continuous operating time and thus further material fatigue to the surface and eventually lead to eruptions on the Wälzfläche. There is currently no way to detect these fissures in Fadsatzroilenlagern.

Explanation of the essence of the invention

The invention has for its object to provide a dismantled Radsatzrollenlagerbaugruppe outer ring with roller ring for the outer ring an objective test option to expand the test of the roller bearing and objectify and