Патент на изобретение №2263596

(54) ПОДПЯТНИКОВЫЙ УЗЕЛ ТЕЛЕЖКИ ВАГОНА

(57) Реферат:

Изобретение относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к центральным опорам кузова на тележку. Антифрикционная вставка подпятника выполнена сталеполимерной, состоящей из стальной сердцевины в форме тарели 4, имеющей по всей поверхности отверстия 5 диаметром 3,5÷4,0 мм, оси которых образуют сетку с размером квадратной ячейки 8 8÷10 10 мм, и сплошной оболочки из антифрикционного полимера, образующей нижнюю и верхнюю рабочие поверхности 6 и заполняющей отверстия в стальной тарели. Технический результат – повышение жесткости и износостойкости антифрикционной вставки и увеличение срока службы подпятникового узла. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано при изготовлении и ремонте тележек вагонов.

Известна конструкция тележки грузового вагона модели 12-132 (Четырехосный цельнометаллический полувагон модели 12-132. Проспект ГПО “Уралвагонзавод”, 1993 г.), у которой на опорной поверхности подпятника надрессорной балки размещена сменная вставка из стали 30ХГСА с центральным отвертыванием, а к наружному бурту подпятника изнутри приварено разрезное кольцо из этой же стали.

Указанное техническое решение, уменьшающее контактные напряжения в опорной поверхности подпятника, не решает вопрос снижения коэффициента трения между упорными поверхностями пятника и подпятника, которые работают в условиях сухого трения и подвержены интенсивному износу.

Известен также подпятниковый узел тележки грузового вагона (RU 2201879 С2, МПК В 61 F 5/16, 5/52. Подпятниковый узел тележки грузового вагона / Попов С.И., Круглов В.М. – Опубл.10.04.2003. Бюл.№10), у которого в подпятник надрессорной балки запрессована износостойкая вставка в виде тарели, имеющей внутренний бурт, обеспечивающий удержание смазки. Однако в указанном подпятниковом узле упорные поверхности также работают в условиях сухого трения и подвержены интенсивному износу.

Наиболее близким к заявленному является техническое решение, в котором между пятником и подпятником размещена антифрикционная полимерная вставка в форме тарели, повторяющей форму подпятника, с отверстием в центре (US 4075951, МПК В 61 F 5/16. Self lubricating center bearing liner / Osvaldo F, Richard F. – Опубл.28.02.1978) – прототип.

Недостатком указанного технического решения является недостаточная прочность антифрикционной полимерной вставки, которая под действием инерционных сил и нагрузок при перевалке кузова быстро выходит из строя – деформируется и выдавливается из подпятника, кроме того, вставка не снижает контактные напряжения в опорной и упорной поверхностях подпятника надрессорной балки.

Цель изобретения – повышение жесткости и износостойкости антифрикционной вставки и увеличение срока службы подпятникового узла.

Указанная цель достигается применением сталеполимерной вставки между пятником и подпятником.

Сущность изобретения заключается в том, что антифрикционная вставка выполнена сталеполимерной, состоящей из стальной сердцевины в форме тарели, имеющей по всей поверхности отверстия диаметром 3,5÷4,0 мм, оси которых образуют сетку с размером квадратной ячейки 8×8÷10х10 мм, и сплошной оболочки из антифрикционного полимера, образующей нижнюю и верхнюю рабочие поверхности и заполняющей отверстия в стальной тарели, причем толщина стальной тарели h_т составляет 0,65÷0,75 толщины сталеполимерной вставки Н_вст, а наружный диаметр сталеполимерной вставки Д_вст соотносится с внутренним диаметром подпятника Д_подп как 1: 1,003.

На фиг.1, 2, 3 представлены схемы подпятникового узла вагона, сталеполимерной вставки в разрезе по А-А и Б-Б соответственно.

Сталеполимерная вставка 1 (фиг.1) размещена между подпятником 2 и пятником 3 с зазорами между упорными поверхностями.

Сталеполимерная вставка 1 с центральным отверстием содержит стальную тарель 4 (фиг.2, 3) с наружным и внутренним буртами и отверстиями диаметром 3,5÷4,0 мм, расположенными равномерно по всей поверхности так, что оси их образуют сетку с квадратными ячейками размером 8×8÷10×10 мм. Снаружи стальная тарель 4 покрыта сплошной оболочкой 6 из антифрикционного полимера (например, фторопласта), также заполняющего отверстия 5 внутри тарели 4, соединяющие в единое целое полимерные рабочие поверхности оболочки 6 и усиливающие сцепление полимера наружной и внутренней рабочих поверхностей 6, упаковывая стальную тарель.

Предлагаемая конструкция сталеполимерной вставки 1 работает следующим образом. Располагаясь между подпятником 2 и пятником 3, сталеполимерная вставка 1 при работе принимает на себя нагрузки, вызываемые инерционными силами, и нагрузки, возникающие при перевалке кузова вагона, и передает их на подпятник 2 в уменьшенном виде, в результате чего снижаются контактные напряжения в подпятнике 2. Снижение контактных напряжений в опорно-упорных поверхностях подпятника 2 обусловлено наличием жесткой стальной тарели 4 внутри сталеполимерной вставки 1. При этом полимерные рабочие поверхности 6 сталеполимерной вставки 1, прочно сцепляющейся со стальной тарелью 4 за счет адгезии, обеспечивают работу пары пятник-подпятник с низким коэффициентом трения, что уменьшает их износ.

При износе полимерного покрытия рабочих поверхностей 6 сталеполимерной вставки 1 последняя извлекается из подпятника 2 и заменяется новой.

Диаметр отверстий в стальной тарели, их расположение и расстояние между ними выбраны с расчетом обеспечения прочности и технологичности изготовления тарели.

Соотношение толщин стальной тарели и сталеполимерной вставки и соотношение диаметров сталеполимерной вставки и подпятника выбраны с расчетом придания жесткости и износостойкости сталеполимерной вставки и свободного размещения ее в подпятнике.

Такое устройство сталеполимерной вставки сообщает ей жесткость и износостойкость при обеспечении низкого коэффициента трения между ее рабочими поверхностями и рабочими поверхностями подпятника и пятника. Недорогая в изготовлении сталеполимерная вставка является надежным средством, предохраняющим от износа дорогостоящие детали, какими являются надрессорная балка тележки и пятник вагона.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении применение комбинированной сталеполимерной вставки повышенной износостойкости позволяет снизить контактные напряжения в опорной и упорной поверхностях подпятника при одновременном снижении коэффициента трения и продлить срок службы подпятника и пятника.

Формула изобретения

1. Подпятниковый узел тележки вагона, включающий подпятник и антифрикционную вставку, отличающийся тем, что антифрикционная вставка выполнена сталеполимерной, состоящей из стальной сердцевины в форме тарели, имеющей по всей поверхности отверстия диаметром 3,5÷4,0 мм, оси которых образуют сетку с размером квадратной ячейки 8·8÷10·10 мм, и сплошной оболочки из антифрикционного полимера, образующей нижнюю и верхнюю рабочие поверхности и заполняющей отверстия в стальной тарели.

2. Подпятниковый узел тележки вагона по п.1, отличающийся тем, что толщина стальной тарели h_т составляет 0,65÷0,75 толщины сталеполимерной вставки H_вст.

3. Подпятниковый узел тележки вагона по п.1, отличающийся тем, что наружный диаметр сталеполимерной вставки Д_вст соотносится с внутренним диаметром подпятника Д_подп как 1:1,003.

РИСУНКИ