КОЛПАК СКОЛЬЗУНА ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и может быть использована в конструкции боковых опор надрессорной балки тележки грузового вагона.
Известен колпак скользуна (боковой опоры) тележки железнодорожного вагона, представляющий деталь коробчатой формы с пазами в направляющих стенках для размещения в них стержня, служащего ограничителем хода опорного колпака относительно корпуса бокового скользуна и фиксируемого стопорными элементами, при этом сквозные пазы выполнены длиной, обеспечивающей беспрепятственное рабочее перемещение опорного колпака в направляющих стенках корпуса (см. RU 151821 U1, опубл. 20.04.2015).
Известен колпак скользуна (боковой опоры) кузова грузового железнодорожного вагона на тележку, выполненный в виде детали коробчатой формы с рабочей опорной поверхностью, продольными и поперечными стенками, соединенными между собой скругленными углами, на внешних поверхностях поперечных стенок выполнены выступы, предназначенные для контакта опорных поверхностей выступов с корпусом скользуна, внутри которого колпак устанавливают с рабочим зазором, при этом колпак выполнен из износостойкого материала, например, из термоупрочненного чугуна твердостью 360…400 НВ (см. RU 90396 U1, опубл. 10.01.2010).
Технической проблемой известных технических решений является вероятность снижения ресурса работы колпака скользуна, обусловленная нежелательными перемещениями колпака внутри корпуса в горизонтальном поперечном или угловом направлениях. Указанные перемещения могут создавать многократно повторяющиеся ударные нагрузки в зонах скругленных углов колпака, что с высокой вероятностью может вызвать заклинивание колпака внутри корпуса. Заклинивание может произойти по причине того, что зоны скругленных углов колпака скользуна не подвергаются специальной механической обработке после отливки и могут иметь литейные уклоны и прочие дефекты поверхности, в отличие от механически обработанных опорных поверхностей, которые предназначены для рабочего взаимодействия пары «колпак - корпус скользуна». Помимо этого, указанные ударные нагрузки повышают вероятность образования сколов и других повреждений поверхности угловых зон колпака вследствие того, что известный колпак скользуна изготовлен из чугуна с высоким значением твердости.
Технический результат, достигаемый при использовании полезной модели, заключается в повышении ресурса работы колпака скользуна тележки грузового вагона.
Указанный технический результат достигается тем, что колпак скользуна тележки грузового вагона, представляющий собой деталь коробчатой формы с рабочей опорной поверхностью, продольными и поперечными стенками, соединенными между собой скругленными углами, и выполненный на внешних поверхностях поперечных стенок с площадками-выступами, предназначенными для контакта опорных поверхностей площадок-выступов с корпусом скользуна, внутри которого колпак устанавливают с рабочим зазором, согласно полезной модели, выполнен с поверхностью каждого скругленного угла, сформированной сочетанием двух радиусных поверхностей, из которых радиусная поверхность, сопряженная с продольной стенкой колпака, выполнена по дуге радиусом R1, превышающим радиус R2 дуги, по которой выполнена радиусная поверхность, сопряженная с поперечной стенкой колпака, при этом колпак скользуна изготовлен из материала твердостью в интервале значений от 150 до 250 НВ.
В частных формах реализации величина радиуса R2 составляет не более половины величины радиуса R1.
В частных формах реализации в качестве материала колпака скользуна применяется высокопрочный чугун ВЧ50.
Снижение вероятности контакта между колпаком и корпусом скользуна в зонах углов и одновременно обеспечение толщины торцевых стенок колпака, обеспечивающей требуемую прочность колпака, достигается за счет предлагаемого сочетания двух радиусных поверхностей с радиусами дуг R1 и R2, сопряженных между собой и со стенками колпака. Такая геометрия угловых зон колпака в случаях смещения колпака внутри корпуса скользуна в горизонтальном поперечном или угловом направлениях создает условия для контактирования по опорным поверхностям площадок-выступов, которые предназначены для рабочего взаимодействия пары «колпак - корпус скользуна», и, тем самым, способствует повышению ресурса работы колпака скользуна.
Величина радиуса R2 не должна превышать половину величины радиуса R1. В случае превышения этой величины произойдет утонение толщины поперечных стенок колпака, снижающее прочность колпака ниже критичных значений.
Изготовление колпака скользуна из материала твердостью в интервале значений от 150 до 250 НВ является оптимальным для повышения ресурса работы колпака скользуна. Выбор материала с твердостью менее 150 НВ может привести к смятию поверхностей угловых зон колпака вследствие повышенной ударной вязкости материала; а с твердостью более 250 НВ - к сколам и трещинам поверхностей угловых зон колпака.
Полезная модель представлена на чертежах, где иллюстрируется:
на фиг. 1 - колпак скользуна тележки грузового вагона, вид сверху с местным разрезом;
на фиг. 2 - то же самое, аксонометрическая проекция;
на фиг. 3 - колпак в сборе с корпусом скользуна тележки грузового вагона, вид сверху.
Колпак скользуна постоянного контакта тележки грузового вагона выполнен в виде цельной детали прямоугольной коробчатой формы со скругленными углами (фиг. 1, 2). Колпак имеет рабочую опорную поверхность 1, предназначенную для опирания на нее кузова грузового вагона, продольные (боковые) стенки 2 и поперечные (торцевые) стенки 3. На наружных поверхностях поперечных стенок 3 выполнены площадки-выступы с опорными поверхностями 4, подвергнутыми механической обработке при изготовлении колпака. Поперечные стенки 3 выполнены толщиной В.
Продольные 2 и поперечные 3 стенки сопряжены между собой скругленными углами 5. Поверхность каждого скругленного угла 5 колпака сформирована двумя радиусными поверхностями, сопряженными между собой, а также с продольными 2 и поперечными 3 стенками колпака. Поверхность, сопряженная с продольной стенкой 2, выполнена по дуге с радиусом R1, поверхность, сопряженная с поперечной стенкой 3 выполнена по дуге с радиусом R2. Величина радиуса R2 составляет не более половины величины радиуса R1.
Колпак скользуна изготовлен из материала твердостью в интервале значений от 150 до 250 НВ, например, из высокопрочного чугуна ВЧ50.
Полезная модель работает следующим образом.
Колпак скользуна постоянного контакта устанавливают внутри корпуса скользуна (фиг. 3) для рабочего взаимодействия, при котором колпак перемещается в вертикальном направлении относительно корпуса скользуна. Для функционирования скользуна между колпаком и корпусом скользуна обеспечен рабочий зазор. Взаимодействие колпака с корпусом в продольном направлении происходит по опорным поверхностям 4 площадок-выступов, выполненных на наружных поверхностях поперечных стенок 3 колпака, с ответными площадками-выступами, выполненными на внутренних поверхностях поперечных стенок корпуса скользуна.
В процессе эксплуатации грузового вагона при смещении колпака внутри корпуса на расстояние D в границах рабочих зазоров сохраняется взаимный контакт указанных опорных поверхностей и одновременно происходит опирание колпака продольной стенкой 2 на соответствующую продольную стенку корпуса скользуна. Благодаря выполнению скругленных углов 5 колпака с радиусами R1 и R2, из которых R1 превышает R2, заходные части радиусной поверхности углов 5 со стороны продольных стенок 2 выполнены более плавными, что уменьшает вероятность неблагоприятного контакта в зонах углов колпака и корпуса скользуна.
В конкретном примере реализации предлагаемый колпак скользуна предназначен для установки на тележке модели 18-9855. Углы колпака сформированы радиусными поверхностями, выполненными по дугам окружностей с радиусами R1=43 мм и R2=20 мм. Толщина В поперечных стенок колпака скользуна составляет при этом от 5,25 до 7,75 мм.