Результат интеллектуальной деятельности: УЗЕЛ КРЕПЛЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОГО ВКЛАДЫША НА ДЕТАЛЯХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ТЕЛЕЖКИ (ВАРИАНТЫ)

Заявляемая группа изобретений относится к средствам крепления износостойких вкладышей к деталям, подверженным интенсивному износу и преимущественно используемым в железнодорожных тележках.

Известна железнодорожная тележка модели 18-100 [И.Ф.Пастухов, В.В.Лукин, Н.И.Жуков. “Вагоны”, - М.: Транспорт, 1988, с.74], содержащая боковые рамы, к колонкам которых приклепаны планки, служащие для взаимодействия с фрикционными клиньями.

Данное крепление планок к боковым рамам предусматривает использование специализированного заклепочного оборудования, что требует дополнительных затрат при изготовлении, техническом обслуживании и ремонте вагонов. Также затруднена смена изношенных планок. В процессе эксплуатации подвижного состава в узлах крепления планок возникают знакопеременные нагрузки, что приводит к ослаблению крепления планок (разбалтыванию) и может привести к заклиниванию фрикционных гасителей колебаний.

Крепление данного узла с помощью разъемных болтовых соединений [пат. США №4915031, US C1 105/198.2, от 10.04.90, фиг.2] также не удовлетворяет предъявляемым требованиям, т.к. вместе с вышеперечисленными недостатками в процессе эксплуатации резьбовые соединения подвержены большему ослаблению, чем заклепочные, а также резьба покрывается ржавчиной. Данное крепление при замене в основном срезается с помощью газосварки.

Также известна конструкция износостойкого наличника верхней стенки буксового выреза [пат. США №4078501, US С1 105/225 от 14.03.78], расположенного между держателем и верхней стенкой буксового выреза, на которой расположены ограничительные выступы. Данный износостойкий наличник приварен к верхней опорной поверхности буксового выреза, что предусматривает трудоемкий процесс замены. Вместе с этим, в качестве износоустойчивого материала в основном используется марганцовистая сталь, которая обладает пониженной свариваемостью, а при замене износостойких наличников необходимо неоднократное снятие и наложение сварных швов, что приводит к перекаливанию основного металла боковой рамы, вследствие чего возникают микротрещины, что может привести к излому опорной поверхности боковой рамы.

Прототипом для первого аспекта заявляемой группы изобретений выбрано крепление изнашиваемой пластины боковой рамы [пат. США №4254712 US C1, 105-197 DB от 10.03.81]. В данном креплении изнашиваемой пластины вместе с крепежными болтовыми и сварными соединениями использованы ограничительные выступы, предназначенные даже при повреждении болтовых и сварных соединений ограничивать как вертикальное, так и горизонтальное перемещение изнашиваемой пластины.

Наряду с вышеперечисленными недостатками, данная конструкция обладает достаточно большой трудоемкостью изготовления и практически не предназначена для замены.

Прототипом для второго аспекта заявляемом группы изобретений выбран фрикционный гаситель колебаний [пат. США №4915031 US C1, 105/198.2 от 10.04.90], на наклонной поверхности которого установлена износостойкая накладка. На наклонной поверхности фрикционного клина выполнено n-е количество глухих отверстий (фиг.7), в которые устанавливается износостойкая накладка с таким же количеством выступов. Данная износостойкая накладка может фиксироваться путем установки отдельных выступов с натягом в глухих отверстиях.

К недостаткам подобного крепления износостойкой накладки можно отнести необходимость использования высокоточного литья для изготовления опорной поверхности, что в условиях серийного производства требует больших капиталовложений. Вместе с этим, в процессе эксплуатации существует возможность срезания выступов износостойкой накладки, выполненной только из упругого материала (например, полиуретана), под воздействием знакопеременных нагрузок, что приводит к потере работоспособности данного узла.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, является создание конструкции узла крепления износостойкого вкладыша на деталях железнодорожной тележки, подверженных износу, позволяющего производить его надежное крепление на трущихся поверхностях и быструю замену без механического воздействия.

Сущность по первому аспекту заявляемой группы изобретений заключается в том, что опорная поверхность с выполненными, по меньшей мере, двумя глухими отверстиями и износостойкий вкладыш с выполненными сквозными отверстиями числом, равным числу глухих отверстий в опорной поверхности и соосными с ними, соединены между собой цилиндрическими втулками, выполненными из упругого материала и свободно установленными в отверстиях опорной поверхности и износостойкого вкладыша, а во внутреннее отверстие каждой цилиндрической втулки установлен стержень с натягом, превышающим величину зазора.

Также в основании глухого отверстия на опорной поверхности выполнено коническое углубление на глубину, не меньшую, чем допустимая величина истирания износостойкого вкладыша, или данное коническое углубление может быть выполнено сквозным или заменено сквозным отверстием меньшего диаметра.

Сущность по второму аспекту заявляемой группы изобретений заключается в том, что в износостойком вкладыше из упругого материала с выполненными, по меньшей мере, двумя выступами, свободно установленными в отверстиях опорной поверхности, соосно выступам выполнено сквозное отверстие, в которое установлен стержень с натягом, превышающим величину зазора.

Сущность заявляемой группы изобретений поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показан общий вид тележки;

на фиг.2 изображена боковая рама с установленными износостойкими накладками;

на фиг.3 - вид А фиг.2;

на фиг.4 - вид Б фиг.2;

на фиг.5 показан вариант конструктивного исполнения узла крепления износостойкой накладки на колонке и опорной поверхности буксового проема боковой рамы по первому аспекту заявляемой группы изобретений;

на фиг.6 показан вариант конструктивного исполнения узла крепления износостойкой накладки на наклонной поверхности фрикционного гасителя колебаний по второму аспекту заявляемой группы изобретений;

на фиг.7 и 8 показаны варианты исполнения фиг.5.

Тележка железнодорожного вагона состоит из колесных пар 1, на буксовых узлах 2 которых установлены боковые рамы 3, соединенные между собой надрессорной балкой 4 посредством рессорных комплектов 5. В рессорный комплект входят фрикционные гасители колебаний 6, взаимодействующие своей наклонной поверхностью 7 с соответствующей поверхностью надрессорной балки 4, а вертикальной поверхностью 8 с фрикционной планкой 9, закрепленной на колонке боковой рамы 3.

В зонах тележки железнодорожного вагона (показанных на фиг.1 узлами W, X, Y, Z), подверженных интенсивному износу установлены износостойкие вкладыши.

По первому аспекту заявляемой группы изобретений износостойкий вкладыш 10 закреплен на опорной поверхности 11 буксового проема боковой рамы 3 (зона Y).

На опорной поверхности 11 буксового проема боковой рамы 3 выполнены глухие отверстия 12 соосно со сквозными отверстиями 13 на износостойком вкладыше 10. При этом на дне глухого отверстия может быть выполнено коническое глухое 21 или сквозное 22 углубление на глубину Н, не меньшую, чем допустимая величина истирания S износостойкого вкладыша, за счет которого происходит утапливание стержня при истирании вкладыша и стержень не оказывает влияния на ответную поверхность пары трения. Сквозное коническое углубление предназначено для выбивания стержня через образовавшееся отверстие. В случае недоступности отверстия для выбивания стержня износостойкий вкладыш снимают путем вбивания клина между ним и опорной поверхностью. Вместе с этим на дне глухого отверстия может быть выполнено центральное сквозное отверстие 23 меньшего диаметра, предназначенное для выбивания стержня при замене изношенного вкладыша. Сквозные отверстия на износостойком вкладыше и глухие отверстия на опорной поверхности выполнены равного диаметра. В эти отверстия свободно установлена цилиндрическая втулка 14 из упругого материала, например, - полиуретана. Во внутреннее отверстие цилиндрической втулки запрессован стержень 15, при этом величина натяга, с которым стержень запрессован во внутреннее отверстие цилиндрическом втулки, гарантированно превышает величину зазора, с которым цилиндрическая втулка установлена в отверстии износостойкого вкладыша и глухом отверстии на опорной поверхности буксового выреза боковой рамы.

Подобным образом может быть закреплена и фрикционная планка на опорной колонке боковой рамы. При этом цилиндрическая втулка может изготавливаться из упругого материала меньшей жесткости, что способствует образованию эффекта “плавающей планки”, т.е. при сдвиге фрикционной планки под воздействием нагрузки она возвращается в исходное положение при снятии нагрузки. Также подобным образом износостойкий вкладыш может быть установлен и на опорной поверхности скользунов (зона Z).

По второму аспекту заявляемой группы изобретений износостойкий вкладыш 10 закреплен на наклонной поверхности 7 фрикционного гасителя колебаний (зона W).

На наклонной поверхности 7 фрикционного гасителя колебаний выполнены отверстия 16 соосно выступам 17 на износостойком вкладыше 18.

При этом выступы 17 установлены с зазором в отверстиях 16. Каждый из выступов 17 снабжен сквозным отверстием 19, в котором запрессован стержень 15, при этом величина натяга, с которым стержень запрессован во внутреннее отверстие выступа вкладыша, гарантированно превышает величину зазора, с которым выступ вкладыша установлен в отверстии наклонной поверхности фрикционного гасителя колебаний.

Подобным образом износостойкий вкладыш может быть установлен на челюстях 20 буксового проема боковой рамы или на взаимодействующих с ними поверхностях корпуса буксы (зона X), а также на горизонтальной поверхности корпуса буксы (зона Y).

Установка износостойких вкладышей производится следующим образом. По первому аспекту заявляемой группы изобретений цилиндрическую втулку 14 свободно устанавливают в сквозное отверстие износостойкого вкладыша и соосное с ним глухое отверстие на опорной поверхности 11. Затем во внутреннее отверстие каждой цилиндрической втулки запрессовывают стержень 15, при этом величина натяга, с которым запрессовывают стержень во внутреннее отверстие цилиндрическом втулки, гарантированно превышает величину зазора, с которым установлена цилиндрическая втулка в отверстии износостойкого вкладыша и глухом отверстии на опорной поверхности.

По второму аспекту заявляемой группы изобретений износостойкий вкладыш посредством выступов свободно устанавливают в глухие отверстия на опорной поверхности. Затем в каждое сквозное отверстие износостойкого вкладыша, проходящее через выступ, запрессовывают стержень, при этом величина натяга, с которым запрессовывают стержень в сквозное отверстие износостойкого вкладыша, также гарантированно превышает величину зазора, с которым установлен выступ износостойкого вкладыша в глухом отверстии опорной поверхности.

Технический результат от использования заявляемой группы изобретений заключается в упрощении технологии установки и замены износостойких элементов, за счет чего увеличивается межремонтный срок службы тележки.

В настоящее время на заявляемую группу изобретений разработана конструкторская документация, по результатам предварительных испытаний и проводится подготовка для изготовления опытного образца тележки железнодорожного вагона с установленными износостойкими накладками.