РОЛИК ДЛЯ КОНВЕЙЕРНОЙ ТРАНСПОРТИРОВКИ ГРУЗОВ

Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и предназначена для эксплуатации при конвейерной транспортировке грузов, в том числе рельсовых плетей и рельсошпальной решетки на рельсосварочных и звеньесборочных предприятиях, а также в качестве опор при транспортировке их к месту проведения работ на специальных платформах.
Уровень техники.
Из уровня техники известно техническое решение по патенту РФ на полезную модель №188516, ООО "Евро-Азиатская торговая компания", B65G 39/09, F16C 35/00, опубл. 16.04.2019, в котором представлено описание корпуса подшипникового узла, выполненного в виде опоры с внутренним посадочным местом под подшипник, изготовленного из композиционного материала, содержащего полимерное связующее и минеральный наполнитель, массовая доля минерального наполнителя в композиционном материале составляет 60-67%. Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: подшипниковый узел для установки в конвейерных роликах, изготовленный из композиционного материала, содержащего полимерное связующее.
Техническая проблема, которая не могла быть решена при использовании вышеописанного аналога полезной модели, заключается в том, что для изготовления подшипникового узла, предназначенного для установки в конвейерных роликах, используется композиционный материал, состоящий из полимерного связующего и минерального наполнителя в виде песка (речного, карьерного или кварцевого), что снижает влияние эксплуатационных нагрузок на подшипники, но при этом не решает вопросы по коррозии, заклиниванию и разрушению подшипников качения, вызывающие потребность периодического обслуживания их при эксплуатации.
Из уровня техники также известно техническое решение по патенту на полезную модель CN 205347903 (U), CHENGDU XINZHU ROAD & BRIDGE, Е01В 29/16, опубл. 29.06.2016 г., в котором представлено описание роликового устройства для перемещения рельса, содержащего основание, включающее базовую и две боковые пластины, а также цилиндрический корпус, ось, подшипники качения (конструктивные элементы, фиксирующие положение корпуса и обеспечивающими вращение корпуса вокруг оси), распорные втулки, внутренние кольца (стопорные кольца). Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: роликовое устройство для перемещения рельса, содержащего цилиндрический корпус, ось, конструктивные элементы, фиксирующие положение в пространстве корпуса и обеспечивающие вращение корпуса, стопорные кольца.
Недостатком аналога является то, что нагрузка на ролик воспринимается в точке контакта шариков либо роликов подшипника с жестко зафиксированными через стопорные кольца и распорные втулки наружными и внутренними кольцами подшипников, что требует периодической смазки и перенастройки (затягивание гайки) системы распорных втулок по мере износа подшипников. Конструкция ролика не позволяет его длительную безремонтную эксплуатацию при повышенных нагрузках, т.к. при большом весе транспортируемого груза вероятно разрушение подшипников. Наиболее близким к заявляемому техническому решению является ролик ребордный для рельсовозного состава, предлагаемый к продаже в сети Интернет (cм. http://samarapromsnab.ru/roliki_rebordnye) ООО «ПРОМСТРОЙ» (ИНН: 6319214230), содержащий металлический цилиндрический корпус, металлическую ось, металлические подшипники (конструктивные элементы, фиксирующие положение корпуса и обеспечивающие вращение корпуса вокруг оси), два металлических стопорных кольца, две металлические крышки. Общими признаками, совпадающими с существенными признаками заявляемой полезной модели, являются: ролик, содержащий металлический цилиндрический корпус, металлическую ось, конструктивные элементы, фиксирующие положение корпуса и обеспечивающие вращение корпуса вокруг оси.
Технической проблемой при эксплуатации вышеописанного прототипа является то, что основная нагрузка приходится на металлические подшипники. Для поддержания ролика в рабочем состоянии возникает необходимость периодической разборки ролика и смазки внутренней полости подшипников. Конструкцией вышеописанного ролика не предусмотрено конструктивных элементов, предотвращающих проникновение внутрь ролика абразивных частиц, вызывающих выход ролика из строя.
Раскрытие сущности полезной модели.
Техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является увеличение срока безремонтной эксплуатации ролика для конвейерной транспортировки грузов. Технический результат достигается за счет выполнения ролика для конвейерной транспортировки грузов, содержащего цилиндрический корпус, установленный на оси, конструктивные элементы, фиксирующие положение корпуса и обеспечивающие вращение корпуса вокруг оси, стопорные кольца, крышки, при этом конструктивными элементами, фиксирующими положение корпуса и обеспечивающими вращение корпуса вокруг оси, являются втулки, запрессованные между корпусом и осью, выполняющие функцию подшипников скольжения; в торцах втулок установлены кольца; втулки и кольца выполнены из полимерного маслосодержащего материала; перед крышками вставлены манжеты.
Увеличение срока безремонтной эксплуатации ролика для конвейерной транспортировки грузов (далее ролик) обеспечивается за счет:
- выполнения конструктивных элементов, фиксирующих положение корпуса в пространстве и обеспечивающих вращение корпуса вокруг оси, в виде втулок, запрессованных между корпусом и осью, выполняющих функцию подшипников скольжения, что дает возможность конструктивно увеличить толщину стенки корпуса и диаметр оси, исключает образование полости между корпусом и осью, предотвращая разрушение стенки корпуса от ударной нагрузки;
- применения втулок, выполняющих функцию подшипников скольжения, из полимерного маслосодержащего материала, что исключает контактные напряжения, возникающие в подшипниках качения, устраняет потребность периодического обслуживания ролика при его эксплуатации ввиду отсутствия необходимости смазки трущихся частей ролика, т.к. полимерный маслосодержащий материал имеет в своем составе смешанную систему смазок, которая в период всего срока службы ролика не высыхает, не нуждается в пополнении и не удаляется при механической обработке или трении;
- наличия в конструкции ролика колец, выполненных из полимерного маслосодержащего материала, которые исключают трение боковых поверхностей втулок по металлу (между втулками и металлическим разделяющим конструктивным элементом, между втулками и металлическими упорными кольцами), предотвращая их износ;
- наличия вставленных перед крышками манжет, которые препятствует проникновению внутрь ролика пыли, абразивных частиц, приводящему к повышенному износу втулок и выходу ролика из рабочего состояния.
Краткое описание чертежей.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлены вид ролика для перевозки рельсошпальной решетки (ролика универсального съемного оборудования (УСО)) и вид ролика ребордного рельсовозного состава при использовании в конструкции ролика разделяющего конструктивного элемента в виде кольцевого выступа на внутренней поверхности корпуса (вид сбоку в разрезе); на фиг. 2 представлены вид ролика для перевозки рельсошпальной решетки (ролика универсального съемного оборудования (УСО)) и вид ролика ребордного рельсовозного состава при использовании в конструкции ролика разделяющего конструктивного элемента в виде бурта на оси (вид сбоку в разрезе).
Позициями на фигурах обозначены:
1 - цилиндрический корпус,
2 - ось,
3 - втулки (являющиеся конструктивными элементами, фиксирующими положение корпуса и обеспечивающими вращение корпуса вокруг оси, выполняющие функции подшипников скольжения),
4 - полимерные кольца,
5 - полимерные кольца,
6 - упорные кольца,
7 - крышки,
8 - манжеты,
9 - стопорные кольца,
10 - стопорные кольца,
11 - разделяющий конструктивный элемент.
Осуществление полезной модели.
Конструкция ролика включает в себя цилиндрический металлический корпус 1, установленный на металлической оси 2. Внутри ролика между корпусом 1 и осью 2 запрессованы две втулки 3, разделенные конструктивным элементом 11, взаимодействующие с поверхностью оси 2, фиксирующие положение корпуса и обеспечивающие свободное вращение корпуса 1 вокруг оси 2, выполняющие функцию подшипников скольжения, выполненные из полимерного маслосодержащего материала, в качестве которого используется, например, капролон маслонаполненный (черный), имеющий в своем составе смешанную систему смазок. В обоих торцах каждой втулки 3 установлены полимерные кольца 4, 5, также выполненные из полимерного маслосодержащего материала. В противоположном от разделяющего конструктивного элемента 11 торце каждой из втулок 3, после полимерных колец 5 в следующей последовательности симметрично относительно разделяющего конструктивного элемента 11 установлены упорные кольца 6, после которых установлены стопорные кольца 9 и затем крышки 7. Внутри ролика между стопорными кольцами 9 и крышками 7 вставлены манжеты 8, выполненные в виде уплотнений из армированной резины. После крышек 7 на корпусе 1 установлены стопорные кольца 10.
Конструктивное исполнение и последовательность соединения конструктивных элементов ролика для перевозки рельсовой плети (ролика ребордного рельсовозного состава) и ролика для перевозки рельсошпальной решетки (ролика универсального съемного оборудования (УСО)) не имеют принципиальных различий.
Заявляемый ролик, применяемый для эксплуатации при конвейерной транспортировке грузов, работает следующим образом. В процессе эксплуатации ролик подвергается значительным ударным нагрузкам, воздействующим на цилиндрический корпус 1, установленный на оси 2. Для создания условий для эффективной длительной безремонтной работы ролика при самых высоких ударных нагрузках: запрессованные внутри ролика между корпусом 1 и осью 2 втулки 3, расположенные по обе стороны от разделяющего конструктивного элемента 11, выполняют из полимерного маслосодержащего материала, максимально увеличивая площадь скольжения при крайне низком коэффициенте трения. В торцах втулок 3 устанавливают полимерные кольца 4, 5 в количестве четырех штук, которые также выполнены из полимерного маслосодержащего материала, исключающие трение между втулками 3 и металлическим разделяющим конструктивным элементом 11, между втулками 3 и металлическими упорными кольцами 6. Имеющаяся в составе полимерного маслосодержащего материала система смазок в период всего срока службы ролика не высыхает, не нуждается в пополнении и не удаляется при механической обработке или трении, исключается необходимость смазки частей ролика. В результате замены металлических подшипников качения на втулки 3, плотно посаженные между корпусом 1 и осью 2, утолщенная стенка цилиндрического корпуса 1 и увеличенная в диаметре ось 2 способны воспринимать повышенную ударную нагрузку. Разделяющий конструктивный элемент 11 фиксирует корпус 1 от перемещений вдоль оси 2, кроме того, совместно с упорными кольцами 6 разделяющий конструктивный элемент 11 ограничивает предельное истирание втулок 3. Вставленные между крышками 7 и стопорными кольцами 9 манжеты 8, выполненные из армированной резины, препятствуют проникновению абразивных частиц внутрь ролика, предотвращая износ полимерных втулок 3. Стопорные кольца 9 фиксируют положение упорных колец 6. Разделяющий конструктивный элемент 11 в конструкции ролика может быть выполнен либо на оси 2 в виде бурта (фиг. 2), либо в виде кольцевого выступа на внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 (фиг. 1), в зависимости от необходимости увеличения прочности оси, либо корпуса, а также от технологического процесса предприятия-изготовителя.
Для оценки влияния замены в конструкции ролика металлических подшипников качения на втулки, изготовленные из полимерного маслосодержащего материала, выполняющие функцию подшипников скольжения, были произведены прочностные расчеты подшипников скольжения (на примере ролика ребордного рельсовозного состава) при определенных условиях работы ролика. Результаты расчетов, представленные в расположенной ниже таблице, выявили высокие показатели работы подшипников скольжения (втулок), положительно влияющих на увеличение срока безремонтной эксплуатации ролика.
Преимуществом заявляемой конструкции ролика для конвейерной транспортировки грузов является исключение необходимости периодического обслуживания и ремонта ролика при его эксплуатации.