УСТРОЙСТВО СОЧЛЕНЕНИЯ СО СЪЕМНЫМ ПЯТНИКОМ

Полезная модель относится к сцепным устройствам подвижного состава железнодорожного транспорта, в частности к конструктивным элементам устройства сочленения.
При движении сочлененных вагонов пятник устройства сочленения подвергается воздействию больших нагрузок со всех сторон и является одним из самых нагруженных элементов конструкции, так как именно пятник является опорой устройства сочленения вагонов на тележку. Износ рабочих поверхностей узла пятник-подпятник приводит к перекосу устройства сочленения вагонов, возможному смещению его центра, и как следствию, к ухудшению боковой устойчивости, что может привести при стечении ряда обстоятельств к сходу вагонов. В случае возникновения существенного излома, скола или трещины, и необходимости произвести ремонт, чаще всего требуется полная замена пятниковой части устройства сочленения вагонов.
Из уровня техники известен пятник грузового вагона (патент №49782, опубликован 10.12.2005, B61F 1/14.), имеющий круглую опорную поверхность с центральным отверстием под шкворень и коническую упорную поверхность, сопряженную с плоским основанием, во фланцах которого выполнены отверстия для крепления к шкворневому узлу рамы вагона, содержащий сменную чашеобразную стальную накладку.
Недостатками данной конструкции являются выполнение пятника грузового вагона с характеристиками, в том числе геометрическими, не предназначенными для использования в устройстве сочленения, а также использование дополнительной накладки для уменьшения износа рабочих поверхностей узла пятник-подпятник, что усложняет производство.
Из уровня техники известна пятниковая часть шарнирного устройства сочленения усовершенствованной конструкции (патент US 5172820, опубликован 22.12.1992, B61G 5/02), которая сформирована как отдельная цельнолитая деталь и является частью конструкции шарнирного устройства сочленения, используемого для соединения в основном полупостоянным образом двух определенных концов пары примыкающих грузовых вагонов, сформированная особым образом, который облегчает монтаж и демонтаж таких конструкций шарнирных устройств сочленения, включающая: хвостовик, пятник, нижнюю стенку, пару противоположных радиальных боковых стенок, заднюю стенку, усиливающий элемент, ребра жесткости, расположенные на внешней стороне боковых стенок и внутреннюю полость для размещения внешнего (соединительного) конца поводковой части шарнирного узла сочленения.
Недостатком полезной модели является наличие цельнолитого элемента и, следовательно, отсутствует возможность замены только пятника узла сочленения в случае возникновения излома, трещины или скола, как одной из высоконагруженной и изнашиваемой части устройства сочленения, что снижает ремонтопригодность всей конструкции в целом.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение ремонтопригодности и надежности устройства сочленения вагонов.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве сочленения, содержащем соединенные пятниковую и поводковую части, каждая из которых имеет с одной стороны хвостовик, а с другой стороны соединительный конец, согласно настоящей полезной модели, на соединительном конце пятниковой части установлен съемный пятник.
Установка на соединительном конце пятниковой части устройства сочленения съемного пятника обеспечивает упрощение процесса ремонта или замены пятника, путем демонтажа пятника, а также повышением надежности при эксплуатации устройства сочленения. Пятник выполнен из износостойкого материала, повышающего время эксплуатации конструкции в целом. Съемный пятник может быть выполнен для устройства сочленения любого вида.
Возможен вариант развития основного технического решения, заключающийся в том, что во фланце съемного пятника выполнены отверстия для крепления к соединительному концу пятниковой части устройства сочленения.
Съемный пятник крепится к нижней поверхности соединительного конца посредством элементов крепления. В зависимости от вида устройства сочленения соединительный конец пятниковой части может иметь нижнюю стенку, выполненную с фланцем или без такого, и/или боковые стенки, выполненные с фланцем или без такового, имеющие отверстия, выполненные соответственно отверстиям во фланце съемного пятника, предназначенные для установки элементов крепления. Возможно использование различных элементов крепления, например, таких как болты, заклепки и другие.
Возможен вариант развития основного технического решения, заключающийся в том, что в съемном пятнике дополнительно выполнена бобышка.
Бобышка (бурт), дополнительно выполненная на привалочной поверхности съемного пятника соосно с отверстием под шкворень, обеспечивает возможность центрирования съемного пятника в соединительном конце пятниковой части и тем самым упрощает процесс соединения указанных деталей. В случае наличия нижней стенки у соединительного конца пятниковой части, то размещение бобышки в соответствующем отверстии в нижней стенке, которое также может являться отверстием для штифта устройства сочленения, способствует передаче возможных нагрузок от тележки вагона на устройство сочленения, например, таких как, нагрузки при повороте, качении и других, направленных по осям отличным от вертикальных и горизонтальных, а также снижает или полностью снимает нагрузку, передаваемую на элементы крепления съемного пятника и соединительного конца пятниковой части устройства сочленения.
Возможен вариант развития основного технического решения, заключающийся в том, что в привалочной поверхности съемного пятника выполнена круговая проточка (галтель).
Круговая проточка (галтель) обусловлена результатами проведенных прочностных расчетов места соединения нижней стенки соединительного конца пятниковой части, бобышки и привалочной поверхности съемного пятника. По результатам расчетов для более прочного соединения данных элементов устройства сочленения наилучшим вариантом, показывающим лучший результат, будет выполнение галтели.
Возможен вариант развития основного технического решения, заключающийся в том, что со стороны опорной поверхности съемного пятника выполнена направляющая проточка.
Опорная поверхность - это поверхность соединения пятника устройства сочленения с подпятником тележки вагона, которая согласно отраслевым стандартам может быть обозначена как горизонтальная рабочая поверхность пятника. Направляющая проточка со стороны опорной поверхности пятника (по ОСТ 24.052.05-90 - внутренняя коническая поверхность) обусловлена повышением удобства центрирования съемного пятника в момент соединения с тележкой вагона посредством шкворня, путем увеличения диаметра проточки относительно шкворневого отверстия. Упорная поверхность съемного пятника чаще всего имеет конусообразную форму.
Возможен вариант развития основного технического решения, заключающийся в том, что опорная (рабочая) и упорная поверхности съемного пятника закалены до твердости, которая составляет от 375 до 515 НВ. Твердость на глубине 3,2 мм от этих поверхностей должна быть не менее 350 НВ, а на глубине 9,6 мм - не более 300 НВ.
Закаленные опорная и упорная поверхности обеспечивают повышение надежности съемного пятника при эксплуатации, так как износ рабочих поверхностей узла пятник-подпятник значительно уменьшается, а также пропадает необходимость использовать промежуточные элементы, выполненные из износостойкого материала.
Сущность полезной модели поясняется чертежами: фиг. 1 - вариант выполнения устройства сочленения со съемным пятником; фиг. 2 - съемный пятник.
Устройство сочленения со съемным пятником, представленное на фиг. 1, содержит поводковую часть 1, имеющую хвостовик 2 и соединительный конец 3, соединенную с пятниковой частью 4, имеющую хвостовик 5 и соединительный конец 6 с нижней стенкой 7, которая соединена со съемным пятником 8 посредством элементов крепления 9 (на чертеже показаны болты, но для крепления могут быть использованы элементы крепления различного вида, например, заклепки).
Съемный пятник 8, представленный на фиг. 2, содержит опорную поверхность (горизонтальную рабочую поверхность) 10, упорную поверхность 11, отверстие под шкворень 12, фланец 13, привалочную поверхность 14, направляющую проточку 15 (внутреннюю коническую поверхность), дополнительно выполненную бобышку 16 и круговую проточку (галтель) 17. Во фланце 13 съемного пятника 8 выполнены отверстия 18 для крепления съемного пятника 8 к нижней стенке 7 соединительного конца 6 пятниковой части 4 устройства сочленения.
Заявляемая полезная модель работает следующим образом.
К соединительному концу 6 (чаще всего к нижней стенке 7) пятниковой части 4 устройства сочленения через отверстия 18 прикрепляют съемный пятник 8, посредством элементов крепления 9 (на чертеже показаны болты, поз. 9). Далее пятниковая часть 4 устройства сочленения приваривается хвостовиком 5 к хребтовой балке одного грузового вагона (на чертеже не показано), а поводковая часть 1 приваривается своим хвостовиком 2 к хребтовой балке второго вагона (на чертеже не показано). Затем происходит соединение пятниковой 4 и поводковой 1 частей устройства сочленения, которое закрепляется штифтом (на чертеже не показано). Однако указанные действия могут быть выполнены в любом порядке.
Устройство сочленения с установленным съемным пятником 8 устанавливаются на подпятник тележки вагона (на чертеже не показано) посредством шкворня (на чертеже не показано), устанавливаемого в отверстие под шкворень 12 съемного пятника 8 (общий вид устройства сочленения в сборке представлен на фиг. 1).
В случае возникновения существенного излома, трещины или скола или при необходимости замены съемного пятника 8, необходимо снять устройство сочленения с тележки вагона, отсоединить съемный пятник 8 путем снятия элементов крепления 9 или обрезать сваркой. Далее необходимо установить новый съемный пятник 8 путем присоединения привалочной поверхности 14 к соединительному концу 6 и закрепления элементов крепления 9 через отверстия 18. Далее необходимо установить устройство сочленения на подпятник (на чертеже не показано) тележки вагона.
Таким образом, заявляемая полезная модель всей своей совокупностью существенных признаков позволяет повысить ремонтопригодность и надежность устройства сочленения вагона, в том числе снизить энерго- и трудозатраты при ремонте за счет использования съемного пятника.