УСТРОЙСТВО ШАРНИРНОГО ТИПА ДЛЯ СОЧЛЕНЕНИЯ ВАГОНОВ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции узла сочленения транспортных средств или частей транспортных средств.
Известна конструкция устройства шарнирного соединения двух транспортных средств или частей транспортного средства (RU №2314214, B60D 5/00, 21.03.2002 г.), которое состоит из двух шарнирных звеньев, неподвижно закрепленных при помощи салазок на одном транспортном средстве и двух шарнирных плеч закрепленных на другом транспортном средстве и вращающихся вокруг этих звеньев. Между салазками и шарнирным плечом и между обоими направляющими предусмотрены демпфирующие элементы.
Недостатком данной конструкции устройства шарнирного соединения является наличие большого количества деталей, сложность конструкции и неразборность соединения, как следствие его низкая надежность и ремонтопригодность.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является конструкция устройства шарнирного сочленения (US №7802689, B61G 1/00, 28.09.2010 г.), которое используется для соединения двух вагонов полупостоянным способом. Такое устройство сочленения включает в себя охватываемую и охватывающую части. Внутри охватывающей части расположены задний и передний толкатели, имеющие сферическую полость, внутри которой расположены две смазывающие втулки. Вал прикреплен к сферической части и выступает за охватывающую часть для соединения с охватываемой частью. Пара клиньев располагается смежно с задней поверхностью заднего толкателя и передает усилие к этому заднему толкателю для движения его вперед к сферической части и дальше вперед к переднему толкателю для компенсации износа сопряженных сферических поверхностей и для предотвращения образования зазора между сопряженными поверхностями.
Недостатком такого технического решения является сложность конструкции, что снижает ремонтопригодность и надежность.
Задачей полезной модели является создание разборного устройства сочленения шарнирного типа с минимальным количеством деталей и повышенной прочностью.
Технический результат от использования заявляемой полезной модели заключается в повышении его надежности и ремонтопригодности.
Устройство шарнирного типа для сочленения вагонов выполнено разборным и состоящим из пятниковой части и шарнирной части, выполненными так, что пятниковая часть имеет на одном конце хвостовик коробчатой формы, на втором конце имеет пятник в нижней части и боковые продольные стенки над пятником, в полость между которыми в продольном направлении входит шарнирная часть, которая имеет хвостовик прямоугольной формы на одном конце, на другом конце, входящем между боковыми стенками пятниковой части, имеет цилиндрическое сквозное отверстие с осью перпендикулярной оси пути с плотно установленной в нем обоймой со сферической внутренней поверхностью, внутри которой расположен шар, плотно прилегающий к внутренней поверхности обоймы, с выступающими из него с двух сторон по оси отверстия валами, имеющими с одной стороны цилиндрическую форму с осью перпендикулярной оси пути, а с противоположной стороны имеющими плоскую форму, которые входят в отверстия в боковых стенках пятниковой части, имеющие с одной стороны цилиндрическую форму с осью перпендикулярной оси пути, а с противоположной стороны, имеющие плоскую форму, и закрепляются клиньями, установленными между плоскими сторонами указанных отверстий и валов.
Разработанная конструкция устройства обеспечивает повышение надежности и ремонтопригодности за счет использования в конструкции небольшого количества деталей. Устройство характеризуется также тем, что центр шара расположен над центром пятника. Нижняя поверхность и вертикальная поверхность пятника закалены до твердости не менее 300 НВ на глубине до 3,2 мм.
Обойма может состоять из двух частей. Для крепления обоймы в торцевых частях отверстия шарнирной части выполнены скосы. С одной стороны скос взаимодействует с выступающей наружу конической частью обоймы, а с другой стороны между скосом и углублением в обойме установлено круглое в поперечном сечении кольцо-фиксатор.
Такое крепление позволяет при ремонте извлекать шар с обоймой из отверстия в шарнирной части без использования сложных инструментов.
Кольцо-фиксатор может быть круглым в поперечном сечении и может изготавливаться из пластика, эластомера или металла.
Контактные поверхности шара и обоймы имеют противоизносное покрытие или между обоймой и шаром может размещаться смазывающий вкладыш, который может состоять из нескольких частей. Смазывающий вкладыш может быть прикреплен к обойме.
Выполнение шара и обоймы с износостойким покрытием контактных поверхностей или наличие между ними смазывающего вкладыша снижает трение.
Выполнение отверстий в боковых стенках пятниковой части замкнутыми C-образными выступающими частями повышает прочность пятниковой части.
Выполнение хвостовиков шарнирной и пятниковой частей шириной, которая может составлять 350…352 мм и соответствующей внутренней ширине хребтовой балки, позволяет центрировать устройство сочленения в поперечном направлении относительно хребтовой балки.
Расстояние от продольной оси устройства сочленения до горизонтальной опорной поверхности пятника может составлять 268±2 мм.
Выполнение верхних полок хвостовиков шарнирной и пятниковой частей короче нижних полок и вертикальных стенок со скошенным верхним углом позволяет увеличивать длину сварных швов и повышает надежность крепления шарнирной и пятниковой части к хребтовым балкам.
Выполнение в верхней части основания хвостовиков шарнирной и пятниковой частей ступеньки, высота которой может быть 12-14 мм, позволяет выполнить сварной шов с торцом верхней полки хребтовой балки и повышает надежность крепления шарнирной и пятниковой части к хребтовым балкам.
Торцы и нижние полки хвостовиков шарнирной и пятниковой частей имеют разделку под сварной шов.
Прижатие клиньев к плоским сторонам отверстий в боковых стенках пятниковой части и валов, выступающих из шара шарнирной части, обеспечивается натягом в болтовом соединении между клином и нижней стенкой отверстий.
Болты могут применяться совместно с тарельчатыми пружинами, которые устанавливаются с предварительным поджатием между болтом и клином.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 - показан вид сбоку устройства сочленения шарнирного типа;
- на фиг. 2 - показан вид сверху, частично в поперечном сечении устройства сочленения шарнирного типа;
- на фиг. 3 - показан частичный вид в поперечном разрезе, который показывает предпочтительный вариант крепления обоймы в торцевой части отверстия шарнирной части;
- на фиг. 4 - показан частичный вид в поперечном разрезе, который показывает вариант крепления обоймы в торцевой части отверстия шарнирной части;
- на фиг. 5 - показан частичный вид в поперечном разрезе, который показывает вариант крепления обоймы в торцевой части отверстия шарнирной части.
Устройство сочленения шарнирного типа состоит из пятниковой части 1 и шарнирной части 2. Пятниковая часть имеет на одном конце хвостовик 3 коробчатой формы, на втором конце имеет пятник 4 в нижней части и боковые продольные стенки 5 над пятником, в полость между которыми в продольном направлении входит шарнирная часть 2. Шарнирная часть имеет хвостовик 6 прямоугольной формы на одном конце, на другом конце 7, входящем между боковыми стенками пятниковой части, имеет цилиндрическое сквозное отверстие 8 с осью перпендикулярной оси пути. Отверстие 8 имеет плотно установленную в нем обойму 9 со сферической внутренней поверхностью, внутри которой расположен шар 10, плотно прилегающий к внутренней поверхности обоймы. Из шара 10 выступают с двух сторон по оси отверстия 8 два вала 11, имеющие с одной стороны цилиндрическую форму 12 с осью перпендикулярной оси пути, а с противоположной стороны имеющие плоскую форму 13. Валы 11 входят в отверстия 14 в боковых продольных стенках 5 пятниковой части, имеющие с одной стороны цилиндрическую форму 15 с осью перпендикулярной оси пути, а с противоположной стороны, имеющие плоскую форму 16, и закрепляются клиньями 17, установленными между плоскими сторонами указанных отверстий 14 и валов 11.
Центр шара 10 расположен над центром пятника 4.
Расстояние от продольной оси устройства сочленения до горизонтальной опорной поверхности 18 пятника 4 может составлять 268±2 мм.
Обойма 9 может состоять из двух частей. Шар 10 и обойма 9 могут иметь износостойкое покрытие контактных поверхностей.
Между шаром 10 и обоймой 9 может размещаться смазывающий вкладыш 19, который может состоять из нескольких частей и крепиться к обойме 9.
Для крепления обоймы в торцевой части отверстия 7 шарнирной части выполнен скос 20 (фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5), взаимодействующий с выступающей наружу скошенной частью 21 обоймы 9 или кольцом-фиксатором 22, установленным в углубление в обойме, или выполнено прямоугольное углубление 23, взаимодействующее с прямоугольным выступом обоймы 24. В противоположной торцевой части отверстия шарнирной части выполнен скос 25, взаимодействующий с кольцом-фиксатором 22, установленным в углубление в обойме 26.
Кольцо-фиксатор 22 может быть круглым в поперечном сечении и может изготавливаться из пластика, эластомера или металла.
Отверстия 14 в боковых стенках пятниковой части сверху замкнуты C-образными выступающими частями 27.
Ширина (a) хвостовиков шарнирной и пятниковой частей соответствует внутренней ширине хребтовой балки и может составлять 350…352 мм. При этом верхняя полка 28 хвостовиков короче их нижней полки 29, а в основании хвостовиков выполнена ступенька 30, высота b которой может составлять 12-14 мм.
Торцы и нижние полки хвостовиков шарнирной и пятниковой частей имеют разделку под сварной шов.
Прижатие клиньев 17 к плоским сторонам отверстий 14 в боковых стенках пятниковой части и валов 11, выступающих из шара шарнирной части, обеспечивается натягом в болтовом соединении между клиньями 17 и нижними стенками отверстий 14.
Болтовое соединение может применяться одновременно с тарельчатыми пружинами 31, установленными между клином и болтом, предварительное сжатие которых обеспечено затяжкой болта.
Устройство сочленения шарнирного типа работает следующим образом.
Хвостовик пятниковой или шарнирной частей устройства вваривается в хребтовую балку вагона. Длинная нижняя полка, укороченная верхняя полка со ступенькой хвостовиков, скос вертикальных стенок хвостовиков под углом обеспечивают повышенную надежность сварного шва за счет увеличения его длины.
В вагоне сочлененного типа одна рама с вваренной пятниковой частью 1 опирается на тележку, вторая рама с вваренной в хребтовую балку шарнирной частью 2, соединена с пятниковой частью и опирается на ту же тележку. При проходе кривых, перекосов профиля, неровностей рельсового пути шарнирная часть поворачивается в вертикальном и горизонтальном направлениях относительно пятниковой части за счет скольжения шара 10 по внутренней поверхности обоймы 9, передавая при этом продольные, поперечные и вертикальные силы.
Болты и тарельчатые пружины 31 удерживают клинья на месте в процессе эксплуатации вагона. Тарельчатые пружины за счет предварительного поджатая вдавливают клинья между пятниковой частью и валами шара по мере действия на вагон продольных сил при движении поезда. Это создает остаточные отрицательные напряжения в конструкции пятниковой части и повышает надежность соединения за счет увеличения его сопротивления усталости.
При ремонтных операциях рассоединение двух рам производится следующим образом: развинчиваются болтовые соединения, закрепляющие клинья 17 в отверстиях вертикальных стенок пятниковой части, затем удаляются клинья из указанных отверстий и шарнирная часть 2 вынимается из зацепления с пятниковой частью 1.
При ремонтных операциях шарнирной части с помощью несложного инструмента (плоской отвертки) из комбинаций выступающих частей, фасок, пазов на обойме выдавливается кольцо-фиксатор, что позволяет извлечь шар с обоймой из отверстия в шарнирной части.