Буксовая накладка боковой рамы вагонной тележки
Владельцы патента RU 2605130:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (RU)
Буксовая накладка выполнена из листового металла с износостойкими свойствами по форме П-образного буксового проема и содержит опорные волновые поверхности, взаимодействующие с опорными поверхностями челюстного проема, и поверхности, плотно прилегающие к цилиндрическим поверхностям корпуса буксы. Накладка также содержит как минимум три локальные зоны переменной жесткости, обеспечиваемой пазами, выполненными перпендикулярно опорным поверхностям накладки, и контактирует с волнообразными прокладками постоянной или переменной по длине толщины, размещенными между корпусом буксы и буксовой накладкой. Такое исполнение накладки позволяет гасить значительные силы ударного воздействия, уменьшая нагрузку, передаваемую корпусом буксы в клык челюстного проема, снижает изнашиваемость опорных поверхностей корпуса буксы и боковой рамы, перераспределяет нагрузку между рядами подшипников. 3 ил.
Изобретение относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к изготовлению и восстановлению несущих деталей грузовых вагонов с опорными поверхностями, работающими в условиях трения скольжения при высоких контактных напряжениях.
Известна опора скольжения фрикционного гасителя колебаний тележки грузового вагона, при которой между двумя взаимно перемещающимися элементами к одному из них прикрепляют промежуточную прокладку, выполненную по форме трущейся поверхности из алюминиевого сплава с износостойким покрытием [1].
Недостатком данного технического решения является деформация основного металла прокладки под действием нагрузок, в результате чего происходит нарушение прочности покрытия и его последующее выкрашивание. Отделившиеся частицы покрытия ведут к увеличенному абразивному изнашиванию сопрягаемых деталей.
Известна износостойкая планка, выполненная по форме надбуксовой опорной поверхности боковой рамы и укрепляемая приваркой по контуру этой поверхности [2].
Недостатком данного технического решения является необходимость приварки накладки к опорной поверхности боковой рамы протяжными сварными швами вблизи зон, испытывающих в эксплуатации высокие циклические и ударные нагрузки, это снижает ремонтопригодность детали и ее работоспособность.
Известно техническое решение надбуксовой накладки боковой рамы вагонной тележки [3]. Накладка выполнена из листового металла с износостойкими свойствами по форме опорной поверхности буксового проема боковой рамы и закрепляется на боковых стенках последней. Рабочая плоскость представляет собой трапециевидную сплошную пластину или с отверстием в средней части, не взаимодействующей с контактными поверхностями буксы, с напусками по обеим скошенным сторонам, предназначенными для загиба за контур надбуксовой части детали.
Недостатком данного решения является свободная установка накладки, что ведет к неравномерному износу опорных поверхностей боковых рам. Данная накладка снижает износ опорных поверхностей корпуса буксы, но силы ударного воздействия в соединении остаются прежними.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является буксовая накладка боковой рамы вагонной тележки из листового металла с износостойкими свойствами, выполненная по форме П-образного буксового проема из упругого материала с твердостью, в 2,0…2,5 раза превышающей твердость опорных поверхностей буксового проема и корпуса буксы, развертка накладки представляет собой пластину постоянной ширины и содержит опорные волновые поверхности, при этом опорные поверхности корпуса буксы выполнены с пазами, равными ширине накладки, надбуксовая часть накладки вершинами волны взаимодействует с опорной поверхностью проема, каждая боковая опорная поверхность рамы взаимодействует с вершиной волны накладки, а вертикальные части накладки, плавно изогнутые по цилиндрической поверхности корпуса буксы, плотно прилегают к этой поверхности корпуса [4].
Недостатком данной конструкции является отсутствие равномерного распределения радиальной нагрузки на корпус буксы и между рядами роликов подшипников, что ведет к интенсивному изнашиванию поверхностей корпуса буксы в зоне радиусных переходов проема боковой рамы вагонной тележки, а так же к снижению работоспособности подшипников буксы.
Цель введения буксовой накладки - уменьшить деформацию корпуса буксы и радиусных переходов в проемах боковой рамы, повысить эксплуатационную надежность соединения, то есть обеспечить более совершенную конструкцию и технологию изготовления, эксплуатацию в более сложных условиях.
Поставленная цель достигается тем, что буксовая накладка боковой рамы вагонной тележки из листового металла с износостойкими свойствами, выполнена по форме П-образного буксового проема и содержит опорные волновые поверхности, взаимодействующие с опорными поверхностями челюстного проема и поверхности, плотно прилегающие к цилиндрическим поверхностям корпуса буксы, содержит как минимум три локальные зоны переменной жесткости, обеспечиваемой пазами, выполненными перпендикулярно опорным поверхностям накладки, и контактирует с волнообразными прокладками постоянной или переменной по длине толщины, размещенными между корпусом буксы и буксовой накладкой.
На фигуре 1 изображено соединение буксы 1 и боковой рамы 2, между которыми установлена буксовая накладка боковой рамы 3, закрепленная на корпусе буксы болтом 8 и двумя гайками 9. На фигуре 2 представлена буксовая накладка боковой рамы 3 в том виде, как она устанавливается на корпус буксы. На фигуре 3 выполнена развертка буксовой накладки боковой рамы 3, на которой указаны волны вертикальной части накладки 4, волны горизонтальной части накладки 5, пазы 6 и волнообразные прокладки постоянной или переменной толщины 7.
Соединение буксы 1 и боковой рамы 2 совместно с буксовой накладкой боковой рамы 3 работает следующим образом. Накладка 3 плотно устанавливается на корпус буксы 1 и закрепляется болтами 8 и гайками 9 таким образом, что горизонтальная часть накладки 3 устанавливается в пазы, выполненные в опорных поверхностях корпуса буксы 1, а вертикальные части накладки 3, плавно изогнутые по цилиндрической поверхности корпуса буксы 1, плотно прилегают к этой поверхности. Волны горизонтальной части накладки 5 контактируют с опорной поверхностью боковой рамы 2. Волны вертикальной части накладки 4 контактируют с челюстными направляющими боковой рамы 11. Волнообразные прокладки постоянной или переменной толщины 2 и 7 контактируют с корпусом буксы 1. При перемещениях корпуса буксы 1 в челюстном проеме боковой рамы 11 нагрузку воспринимают волны вертикальных частей накладки 4 и передают через волнообразные прокладки постоянной или переменной толщины 2 и 7 нагрузку на корпус буксы, перераспределяя ее между рядами подшипников по средствам локальных зон, образованных пазами 6 и 10. Благодаря упругим свойствам материала уменьшается сила ударного воздействия корпуса буксы 1 в клык челюстного проема боковой рамы 11, скольжение боковой рамы 11 и корпуса буксы 1 по опорным поверхностям накладки 3 с высокой твердостью обеспечивает снижение интенсивности изнашивания мягких опорных поверхностей рамы и буксы.
Технико-экономическая эффективность предлагаемой конструкции заключается в повышении работоспособности соединения букса - боковая рама - за счет уменьшения сил ударного воздействия и равномерного распределения нагрузки между рядами подшипников буксы вагонной тележки.
Список использованных источников
1. Пат. 2069630 Российская Федерация, МПК B61F 5/14, F16D 69/02. Опора скольжения фрикционного гасителя колебаний / Ю.С. Коробов, С.И. Попов, В.Б. Харитонов; заявитель и патентообладатель Производственное объединение "Уральский завод транспортного машиностроения". №5056663; заявл. 28.07.1992; опубл. 27.11.1996. Бюл. №33.
2. Пранов А.А., Шенаурин А.А. Комплексная модернизация двухосной тележки модели 18-100 // Тяжелое машиностроение. 10, 2000, с. 32.
3. Пат. 2223189 Российская Федерация, МПК B61F 5/52. Надбуксовая накладка боковой рамы вагонной тележки / С.И. Попов, В.М. Круглов; заявитель и патентообладатель Производственное Общество с ограниченной ответственностью "КОРУД". №2002109817; заявл. 15.04.2002; опубл. 10.02.2004. Бюл. №4.
4. Пат. 144794 Российская Федерация, МПК B61F 5/52. Буксовая накладка боковой рамы вагонной тележки [Текст] / А.В. Бородин, Д.Б. Гриц; заявитель и патентообладатель Омский гос. ун-т путей сообщения. - №2014105768/11; заявл. 17.02.2014; опубл. 27.08.2014, Бюл. №24. - 3 с.: ил.
Буксовая накладка боковой рамы вагонной тележки из листового металла с износостойкими свойствами, выполненная по форме П-образного буксового проема и содержащая опорные волновые поверхности, взаимодействующие с опорными поверхностями челюстного проема, и поверхности, плотно прилегающие к цилиндрическим поверхностям корпуса буксы, отличающаяся тем, что накладка содержит как минимум три локальные зоны переменной жесткости, обеспечиваемой пазами, выполненными перпендикулярно опорным поверхностям накладки, и контактирует с волнообразными прокладками постоянной или переменной по длине толщины, размещенными между корпусом буксы и буксовой накладкой.
