Пятник грузового вагона

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к конструкции узла соединения рамы грузового вагона с ходовой тележкой.
Пятник предназначен для передачи нагрузки от рамы кузова вагона на надрессорную (шкворневую или соединительную) балку ходовой тележки грузового вагона и обеспечивает поворот тележки относительно вагона в кривых участках пути. При этом пятники могут иметь плоские или сферические опорные поверхности.
Известен пятник железнодорожного подвижного состава (RU 2613113, опубл. 15.03.2017), содержащий опорную и упорную поверхности, отверстие для шкворня, привалочную поверхность, в котором по краю опорной поверхности симметрично относительно продольной центральной оси пятника выполнены два противолежащих скоса. Недостатком известного изобретения является ускорение износа опорной поверхности пятника и контактирующей с ней поверхности подпятника за счет отсутствия смазки между ними.
Известен пятник (RU 2389627, опубл. 20.05.2010), содержащий опорную и упорную поверхности, на которых выполнены выемки, заполненные смазочным материалом, причем на опорной поверхности выемки расположены радиально. Известное техническое решение принято в качестве наиболее близкого аналога.
Недостатком прототипа является низкая долговечность пятника и ответного подпятника из-за недостаточного количества смазочного материала в зоне трения при выполнении выемок в опорной поверхности пятника в виде небольших округлых углублений, а так же недостаточного количества смазочного материала в зоне трения при выполнении выемок в виде радиально расходящихся канавок в силу его выдавливания через выемки на упорной поверхности и из-за попадания пыли и грязи в зону трения при выполнении выемок и на опорной и на упорной поверхностях.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение долговечности пятника за счет сокращение износа его опорной поверхности благодаря обеспечению постоянного нахождения достаточного количества смазки между контактирующими поверхностями пятника и подпятника в выемках и отсутствию возможности попадания грязи между трущимися поверхностями.
Технический результат достигается тем, что в пятнике железнодорожного грузового вагона, имеющем центральное шкворневое отверстие и содержащем опорную и упорную поверхности, на опорной поверхности которого выполнены радиальные выемки, заполненные смазочным материалом, выемки на опорной поверхности не доходят до упорной поверхности на величину А.
Дополнительно величина А составляет от 5 до 15 мм.
Кроме того, выемки начинаются с отступом В от шкворневого отверстия, где В составляет от 5 до 15 мм.
Причем выемки на опорной поверхности могут быть выполнены одинаковой или разной длины.
Также, глубина выемок составляет не более 6,5 мм.
Полезная модель поясняется чертежами, где изображено:
На фиг. 1 - пятник, вид сверху;
На фиг. 2 - пятник, вид в изометрии.
На фиг. 3 - вариант исполнения выемок на пятнике, вид сверху.
Пятник грузового вагона содержит круглую опорную поверхность 1 и упорную поверхность 2, которая перпендикулярна опорной поверхности 1. Опорная поверхность 1 предназначена для передачи вертикальных сил от веса вагона на ходовую тележку, а также для передачи вертикальных сил от взаимодействия ходовых частей тележки с рельсами на кузов вагона в процессе его эксплуатации. Упорная поверхность 2 предназначена для передачи горизонтальных сил от кузова вагона на тележку, а также для передачи горизонтальных сил от взаимодействия ходовых частей тележки с рельсами на кузов в процессе эксплуатации грузового вагона. Кроме того, пятник содержит привалочную поверхность (на фигурах не представлена), расположенную с противоположной стороны от опорной поверхности 1 и соприкасающуюся с опорной поверхностью рамы вагона. В центре 3 опорной поверхности 1 расположено шкворневое отверстие 4, проходящее насквозь пятника перпендикулярно его опорной поверхности 1, предназначенное для центрирования кузова вагона на тележке с помощью шкворня (не показано) и предусматривающее возможность поворота тележки относительно кузова в горизонтальной плоскости и вертикальное перемещение кузова относительно подпятника надрессорной балки тележки. На опорной поверхности 1 выполнены радиальные выемки 5, расходящиеся лучами в направлении от центра 3 опорной поверхности 1 в сторону упорной поверхности 2. Длина выемок 5 выбрана таким образом, что они не доходят до упорной поверхности 2 на величину А, которая может составлять от 5 до 15 мм. Кроме того, выемки 5 могут начинаться не от шкворневого отверстия 4, а отступать от него на величину В, которая также составляет от 5 до 15 мм.
Выемки 5 заполнены смазочным материалом, в качестве которого может использоваться твердый или пластичный антифрикционный материал.
Радиальные выемки 5 задерживают антифрикционный материал на поверхности пятника и тем самым создают его достаточный запас на весь период эксплуатации пятника, а количество радиальных выемок 5 выбирается в зависимости от твердости используемого смазочного материала. Для примера на фигурах представлено восемь радиальных выемок 5, но их количество может быть увеличено до двенадцати (не показано).
Кроме того, выемки 5 на опорной поверхности 1 пятника могут быть выполнены одинаковой или разной длины, причем поочередное выполнение более длинной выемки после короткой не обязательно. На Фиг. 3 представлен вариант поочередного выполнения выемок 5 большей и меньшей длины.
Углы между выемками, как правило, принимаются одинаковыми, однако исходя из условий эксплуатации и вида вагона могут быть приняты различными от 25° до 50°.
Глубина выемок в предпочтительном варианте выполнения пятника составляет не более 6,5 мм. Такая глубина позволяет создать запас смазочного материала в углублениях на весь период эксплуатации пятника, истирание опорной части 1 которого не может превышать 6 мм согласно нормативной документации.
Для закрепления пятника на раме вагона чаще всего используется фланец 6 с отверстиями 7, через которые пятник жестко крепится к раме вагона при помощи заклепок или болтов (не показано).
Опорной поверхностью 1 пятник опускается на ответную поверхность подпятника (не показан) и упирается упорной поверхностью 2 в ответную поверхность подпятника. В процессе эксплуатации вагона пятник и подпятник вращаются друг относительно друга на шкворне в пределах поворота тележки вагона в кривых участках пути. Из-за больших нагрузок опорной поверхности 1 пятника на ответную поверхность подпятника возникает большая сила трения между ними и, как следствие, большой износ обеих поверхностей. Чтобы этого избежать, в представленной заявке на опорной поверхности 1 пятника выполнены продолговатые радиальные выемки 5, заполненные смазочным материалом. По мере вращения опорной поверхности пятника по ответной поверхности подпятника смазочный материал доставляется на место контакта между ними и способствует снижению истирания опорной поверхности 1 пятника, а также ответной поверхности подпятника.
Для предотвращения выдавливания смазочного материала из выемок 5 и попадания между трущимися поверхностями грязи и пыли, выемки 5 не доходят до упорной поверхности 2 на величину А, составляющую 5-15 мм. Также для этого выемки 5 могут начинаться не от шкворневого отверстия 4, а отступать от него на величину В от 5 до 15 мм. Минимальное значение величин А и В выбрано из расчета минимально допустимой величины зазора до начала выемки 5, предотвращающей попадание грязи внутрь выемки 5. Максимальное значение величин А и В выбрано из расчета недопущения уменьшения длины выемок 5 до такого размера, когда количества смазки станет недостаточным на весь период эксплуатации пятника.
Наличие радиальных выемок на опорной поверхности пятника позволяет создать достаточный запас антифрикционного материала между трущихся поверхностей в узле контакта пятник-подпятник, что приводит к повышению долговечности пятника и дополнительно, к повышению долговечности подпятника.