ФРИКЦИОННЫЙ КЛИН

Данное техническое решение относится к узлам тележек грузовых вагонов, таким, как фрикционные клинья, которые предназначены для гашения колебаний элементов грузовых тележек.
Существенным с точки зрения безопасности движения грузового подвижного состава по рельсам железных дорог является исправность тележек грузовых вагонов, зависящая от работоспособности всех элементов, входящих в конструкцию тележек, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях. Особенно это относится к трущимся рабочим поверхностям соединенных между собой элементов тележек, воспринимающих сложные нагрузки.
Известен фрикционный клин для гашения нагрузок на элементах тележек грузовых вагоной, 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, причем углубление выполнено 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, а h=(0,5-0,8)L, где h - ширина выпуклой части рабочей поверхности(патент RU 128584 U1, 27.05.2013). Данный клин является наиболее близким к заявленному клину.
Однако установлено, что прочность клина при определенных тяжелых условиях его работы недостаточна, при этом сопротивляемость рабочих поверхностей клина на истирание и сопротивляемость элементов клина на чрезмерные ударные нагрузки сравнительно низка. В результате в условиях возрастающих скоростей известный фрикционный клин не удовлетворяет возрастающим современным требованиям надежности.
Техническим результатом фрикционного клина, представленного в данном описании, является повышение его надежности.
Технический результат получен фрикционным клином, содержащим корпусе опорной площадкой, передним горизонтальным и внутренним ребрами, кольцевым буртиком, горизонтальную и вертикальную стенки, сопряженные с наклонной стенкой, имеющей рабочую часть, которая включает рабочую одну сплошную или рабочие две отделенные углублением друг от друга рабочие выпуклые поверхности, причем рабочая часть клина выполнена заодно с корпусом клина и представляет собой деталь в виде цельной отливки из металлического сплава, содержащего, мас. %: углерод - 2,4-2,9, кремний - 1,2-1,5, марганец - 0,7-1,1, сера - 0,05-0,1, фосфор - 0,05-0,1, хром - 0,05-0,3, никель - 0,5-0,8, медь - 0,05-0,3, молибден - 0,6-0,9, цирконий - 0,0005-0,1, барий - 0,0005-0,1, кальций - 0,0005-0,1, алюминий - 0,0005-0,1, железо - остальное.
На чертежах показан один из примеров выполнения фрикционного клина, в частности, на фиг.1 показан фрикционный клин в разрезе; на фиг.2 - вид на фрикционный клин сбоку; на фиг.3 - фрагмент клина на виде сверху; на фиг.4 - вид A на фиг.1; на фиг.5 - сечение B-B на фиг.1, клин с двумя рабочими поверхностями; на фиг.6 - схема рабочей поверхности клина на виде сбоку.
Фрикционный клин содержит полый клиновой корпус 1 (фиг.1) с опорной площадкой 2, передним горизонтальным и внутренним ребрами 3 и 4, соответственно, кольцевым буртиком 5 под пружины тележки, горизонтальную и переднюю вертикальную стенки 6 и 7, соответственно, сопряженные с наклонной стенкой 8, имеющей рабочую часть. Последняя представляет собой рабочую одну или рабочие две поверхности 9, как это показано на фиг.3 в данном примере исполнения клина. В этом исполнении рабочие поверхности 9 разделены углублением 10, расположенным между рабочими поверхностями 9. Углубление выполнено симметрично относительно оси клина, разделяет рабочую поверхность на, по меньшей мере, две идентичные части, каждая из которых выполнена выпуклой в наружную сторону клина (фиг.6). В другом исполнении клина он имеет одну сплошную рабочую поверхность. В любом из исполнений рабочая часть клина, на которой имеются рабочие поверхности 9 клина, выполнена заодно с корпусом 1 клина и представляет собой одну цельную деталь в виде цельной отливки из металлического сплава. Сплав корпуса 1 клина содержит, мас. %: углерод - 2,4-2,9, кремний - 1,2-1,5, марганец - 0,7-1,1, сера - 0,05-0,1, фосфор - 0,05-0,1, хром - 0,05-0,3, никель - 0,5-0,8, медь - 0,05-0,3, молибден - 0,6-0,9, цирконий - 0,0005-0,1, барий - 0,0005-0,1, кальций - 0,0005-0,1, алюминий - 0,0005-0,1, железо - остальное.
Данное исполнение клина не исключает выполнение несущей части клина (основы) из конструкционной стали, при том, что рабочая часть клина, на которой имеются фрикционные рабочие поверхности 9 (фиг.5), выполнена из вышеуказанного сплава с установленным процентным содержанием его компонентов.
Фрикционный клин работает следующим образом. При движении грузового железнодорожного вагона по рельсовому пути рабочие поверхности 9 клина находятся в постоянном взаимодействии с элементами тележки, которые подвержены статическим, ударным и динамическим нагрузкам. В результате части тележки совершают сложные колебательные движения и нагрузки, которые гасятся фрикционными клиньями тележки. Все указанные нагрузки на тележке воспринимаются рабочими поверхностями 9 клиньев тележки. Благодаря сплаву его компоненты в составе этого сплава в наибольшей мере отвечают тяжелым условиям работы фрикционных клиньев. В результате надежность работы клиньев тележки и надежность работы тележек грузовых вагонов в целом повышаются, аварийность грузового железнодорожного подвижного состава снижается. Как показали испытания, получен хороший технический результат от применения разработанной отливки из вышеуказанного материала, существенно повышающей работоспособность и эксплуатационную надежность фрикционного клина тележки, работающих в тяжелых условиях длительного динамического и статического нагружения. Это положительно повлияло на межремонтный пробег тележки, на общий ресурс эксплуатации деталей и узлов тележки грузового вагона подвижного состава.