Клин фрикционный

Полезная модель относится к гасителям колебаний двухосных грузовых тележек вагонов железнодорожного транспорта, в частности к фрикционным клиньям.
Известен фрикционный клин, содержащий полый клиновой корпус с опорной площадкой, передним горизонтальным и внутренним ребрами, кольцевым буртиком под пружины, горизонтальную и вертикальную переднюю стенки, сопряженные с наклонной стенкой, имеющей рабочую поверхность, боковые стенки и внутреннее ребро выполнены со сквозными отверстиями, выполненными в виде треугольников с закругленными углами, один из которых представляет собой дугу четверти окружности, центр дуги окружности боковых стенок расположен от наружной поверхности опорной площадки на расстоянии 58 мм, внутреннее ребро, вертикальная передняя стенка и горизонтальное ребро выполнены толщиной 12 мм, каждая боковая стенка имеет толщину 13 мм, а на наружной поверхности опорной площадки вокруг кольцевого буртика и вдоль вертикальной стенки выполнены радиусные углубления (RU 116821, МПК B61F 5/12, опубл. 10.06.2012).
Известен также фрикционный клин, содержащий полый клиновой корпус с опорной площадкой, передним горизонтальным и внутренним ребрами, кольцевым буртиком под пружины, горизонтальную и переднюю вертикальную стенки, сопряженные с наклонной стенкой, имеющей рабочую поверхность с углублением, выполненным симметрично относительно оси клина, разделяет рабочую поверхность на, по меньшей мере, две идентичные части, каждая из которых выполнена выпуклой в наружную сторону клина. Длина L каждой выпуклой части рабочей поверхности и ее радиус R находятся в зависимости L=(0,1-0,2)R, a h=(0,5-0,8)L, где h - ширина выпуклой части рабочей поверхности (RU 128584, МПК B61F 5/12, опубл. 27.05.2013).
Недостатком вышеперечисленных конструкций является отсутствие возможности визуальной оценки состояния износа рабочей вертикальной и наклонной поверхностей клина фрикционного в составе вагона. А также отсутствует возможность определения технического состояния без применения специальных средств измерений.
Наиболее близким аналогом является клин фрикционный, состоящий из полого клинового корпуса, имеющего опорную площадку с кольцевым буртиком, переднее горизонтальное ребро и переднюю вертикальную стенку, рабочую наклонную стенку, верхнюю горизонтальную стенку, рабочую вертикальную стенку, внутреннее ребро и боковые стенки, отличающийся тем, что на рабочих вертикальной и наклонной стенках имеются, по крайней мере, по одному индикатору предельного состояния износа данных стенок и выполненных в виде углублений на величины S1 и S2 соответственно, которые могут иметь различную форму и расположение (RU 193285, МПК B61F 5/12, опубл. 22.10.2019).
Недостатком наиболее близкого аналога является то, что конструкция клина не обеспечивает надёжную фиксацию подклиновой пружины при эксплуатации в тележках грузовых вагонов, что может привести к смещению пружин, а значит нарушению работы вагона в целом, а также то, что индикаторы (патент RU 193285) предназначены только для определения износа, что недостаточно для осуществления контроля за неисправностями клина.
Технической проблемой, решаемой заявляемым техническим решением, создание надежного в работе клина фрикционного, обеспечивающего надёжную фиксацию подклиновой пружины и надлежащего контроля неисправности клина.
Технический результат заключается в повышении надёжности функционирования гасителя колебаний (рессорного узла) железнодорожных тележек при использовании в них заявляемого фрикционного клина за счёт надёжной фиксации положения верха наружной подклиновой пружины и обеспечения возможности визуального контроля неисправного состояния клина, а именно предельного состояния износа и завышения клина относительно надрессорной балки.
Технический результат достигается тем, что клин фрикционный, содержащий наклонную, горизонтальную и вертикальную части, в верхних углах вертикальной части клина имеются индикаторы, выполненные в виде углубления и предназначенные для определения состояния износа, отличающийся тем, что индикаторы, предназначенные для определения состояния износа вертикальной части клина, выполнены с возможностью визуальной фиксации положения нижней границы индикатора относительно верхней поверхности надрессорной балки, с внутренней стороны вертикальной части клина выполнено радиальное углубление, осуществленное в горизонтальном направлении, при этом радиальное горизонтально направленное углубление повторяет контур наружной поверхности наружной подклиновой пружины, предназначенной для установки под фрикционный клин, в основании горизонтальной части клина по периметру горизонтально направленной радиальной выемки выполнено углубление в вертикальном направлении.
Фрикционный клин может быть изготовлен, например, из чугуна марки ВЧ 100.
Высота индикатора может составлять 10-20 мм.
Длина индикатора может составлять 10-20 мм.
Ширина индикатора может составлять 4-10 мм.
Ширина углубления в основании горизонтальной части клина может быть 8-15 мм.
Высота углубления в основании горизонтальной части клина может быть 2-7 мм.
Признаки полезной модели:
клин фрикционный,
содержащий рабочие наклонную, вертикальную и горизонтальную части,
В верхних углах вертикальной рабочей части клина имеются индикаторы, которые выполнены в виде углубления.
Индикаторы выполняют функцию контроля предельного износа по нижнему уровню индикатора.
Индикаторы выполняют дополнительную функцию. В эксплуатации по нижнему уровню индикатора контролируется также завышение клина относительно надрессорной балки.
С внутренней стороны вертикальной части клина выполнено радиальное углубление, выполненное в горизонтальном направлении, при этом радиальное углубление повторяет контур наружной поверхности наружной подклиновой пружины.
В основании горизонтальной части клина выполнено углубление, которое позволяет исключить скругление литейной формы клина и обеспечить упирание наружной части наружной подклиновой пружины в радиальное углубление с внутренней стороны вертикальной части клина.
Высота индикатора может составлять 10-20 мм.
Длина индикатора может составлять 10-20 мм.
Ширина индикатора может составлять 4-10 мм.
Ширина углубления в основании горизонтальной части клина может быть 8-15 мм.
Высота углубления в основании горизонтальной части клина может быть 2-7 мм.
Признаки 1-4 являются общими с прототипом, признаки 5-12 являются отличительными признаками полезной модели.
Заявляемая полезная модель клина фрикционного поясняется чертежами.
На фиг. 1- представлен изометрический вид участка надрессорной балки,
на фиг. 2 - изометрический вид клина фрикционного,
на фиг. 3 – вид клина фрикционного снизу,
на фиг. 4 - вид клина фрикционного сбоку с разрезом и вид Г,
на фиг. 5 – вид клина фрикционного сверху,
на фиг. 6 – вид с торца надрессорной балки с клиньями фрикционными,
на фиг. 7 – разрез участка рессорного подвешивания.
Обозначения на чертежах
1 – надрессорная балка,
2 – карман,
3 – износостойкий вкладыш,
4 – фрикционный клин,
5 – наклонная часть клина,
6 – вертикальная часть клина,
7 – индикатор контроля предельного износа и завышения клина относительно надрессорной балки,
8 – углубление с внутренней стороны горизонтальной части,
9 – горизонтальная часть клина,
10 – внутренняя сторона вертикальной части,
11 – наружная подклиновая пружина,
L1 – высота индикатора 7,
L2 – ширина индикатора 7,
L3 – длина индикатора 7,
L4 – ширина углубления 8,
L5 – высота углубления 8.
Клин фрикционный 4 (фиг. 1, 2) содержит рабочие наклонную 5, вертикальную 6 и горизонтальную части 9. Наклонная часть 5 взаимодействует с вкладышами 3 кармана 2, приваренными между наклонной поверхностью и вертикальными боковыми стенками кармана надрессорной балки 1. Наклонная часть 5 клина состоит из двух наклонных поверхностей, которые наклонены к горизонтали под углом α=55° и образуют между собой угол β=150° (фиг. 5).
Вертикальная часть 6 клина взаимодействует с фрикционной планкой боковой рамы (не показана).
В верхних углах вертикальной рабочей части 6 клина 4 имеются индикаторы 7, которые выполнены в виде углубления.
Контроль завышения фрикционного клина 4 (фиг. 6) производится по положению нижней границы индикатора 7 относительно верхней поверхности 1.1 надрессорной балки 1. Если индикатор 7 полностью или частично находится ниже поверхности 1.1 надрессорной балки 1, то неисправности нет, т.е. фрикционный клин в исправном состоянии (фиг. 6 а). Полное завышение индикатора 7 относительно поверхности 1.1 надрессорной балки 1 (фиг. 6 б) или отсутствие индикатора 7 на клине 4, является неисправностью (фиг. 6 в), т.е. фрикционный клин в неисправном состоянии и необходима отцепка вагона.
Таким образом, индикаторы 7 выполняют двойную функцию и предназначены для
контроля предельного состояния износа клина;
контроля завышения клина относительно надрессорной балки.
Высота L1 индикатора 7 может составлять 10-20 мм (фиг. 4, 5).
Ширина L2 индикатора 7 может составлять 4-10 мм.
Длина L3 индикатора 7 может составлять 10-20 мм.
Данные параметры подобраны экспериментально. При высоте и длине менее 10 мм, ширине менее 4 мм, а также при высоте и длине более 20 мм, при ширине более 10 мм не будет обеспечено надлежащее качество контроля состояния клина 4. Только в этих диапазонах индикатора 7 параметры клина не будут выходить за допустимые пределы.
Внутренняя сторона вертикальной части 10 (фиг. 3) выполнена с радиальным углублением 10.1, осуществленным в горизонтальном направлении, при этом радиальное углубление 10.1 повторяет контур наружной поверхности наружной подклиновой пружины 11.
В основании горизонтальной части 9 клина 4 по периметру радиального углубления 10.1 выполнено углубление 8 (фиг. 3-4), которое позволяет исключить скругление литейной формы клина 4 и обеспечить упирание наружной части наружной подклиновой пружины 11(фиг. 7) в радиальное углубление 10.1 нижней части вертикальной части 10 клина. При отсутствии углубления 8, полученный из литейной формы фрикционный клин в месте сопряжения поверхности 9 и наружной вертикальной поверхности радиального углубления 10.1 будет иметь радиусный переход, который будет препятствовать пружине достичь поверхности 9. В этом случае положение пружины будет неустойчивым, и она будет перемещаться по поверхности 9, нарушая при этом устойчивый и надежный режим работы рессорного узла.
Ширина L4 углубления 8 может быть 8-15 мм (фиг. 4).
Высота L5 углубления 8 может быть 2-7 мм.
При ширине менее 8 мм и/или высоте менее 2 мм не будет обеспечено упирание наружной части наружной подклиновой пружины 11 в радиальное углубление 10.1 с внутренней стороны вертикальной части 10 клина.
При ширине более 15 мм и/или высоте более 7 мм может произойти нарушение устойчивой фиксации подклиновой пружины 11.
Наличие углублений 8 и 10.1 позволяет отказаться от сложной конструкции ограничителей смещения верхней части подклиновой пружины и при этом обеспечивает надёжную фиксацию верха пружины.
Фрикционный клин 4 может быть изготовлен, например, из чугуна марки ВЧ 100 по ГОСТ 7293.
Примером использования является применение данной конструкции клина в изготовленной двухосной тележке грузовых вагонов. При этом были обеспечены надлежащий контроль технического состояния тележки и надёжная фиксация подклиновых пружин.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет повысить надёжность конструкции клина при эксплуатации за счёт надёжной фиксации верха наружной пружины и обеспечения визуального контроля неисправного состояния клина, а именно предельного состояния износа и завышения клина относительно надрессорной балки.