БУКСОВЫЙ УЗЕЛ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к буксовым узлам подвижного состава.
Известен буксовый узел, на смотровой крышке которого выполнено углубление, в которое помещено кристаллическое вещество (А.С. СССР по кл. В 61 F 15/12 №1689128А2 «Буксовый узел» автор М.Г.Попов, опубл. 07.11.91 Бюл. №41).
Недостатком такой буксы является недостаточная надежность, стойкость и защищенность кристаллического вещества.
Известен буксовый узел, в один из болтов закрепляющих смотровую крышку которого помещен термодатчик, выполненный в виде штырька, соединенного со вставкой из сплава Вуда. При нагреве буксы сплав Вуда расплавляется, освобождая штырек, который, выскакивая из болта, указывает на перегрев буксы (А.С. СССР по кл. В 61 F 15/00 №1770183А1 «Буксовый узел», автор В.И.Огарков, опубл. 23.10.92. Бюл. №39). Данное техническое решение выбрано автором в качестве прототипа.
Недостатком такой буксы является абсолютная невозможность определения момента аварийного перегрева буксы (Т>110°С), поскольку температура плавления сплава Вуда всего 68°С. (Энциклопедический справочник. Машиностроение. Раздел второй. Том 4 под редакцией акад. Е.А.Чудакова. Москва. Машиностроение. 1947. Табл.82 стр.222).
Техническим результатом является повышение эксплуатационной надежности за счет точного определения момента перегрева и повышение эффективности визуального диагностирования состояния буксового узла.
Технический результат достигается тем, что в осевое отверстие болта установлен, снабженный пружиной ползун, который взаимодействует одним концом с индикаторной шляпкой, запресованной в головку болта, другим - с
одной стороной термодатчика, выполненного из материала с памятью формы ТН-1 и термоциклированного на обратимую деформацию, а другой стороной термодатчик взаимодействует с донной частью осевого отверстия болта.
Предложенный вариант буксового узла позволяет визуально точно определить момент перегрева буксы, так как температуры «срабатывания» сплава с памятью ТН-1 (нитинол) близко совпадают с температурой аварийного перегрева буксы. Кроме того, предварительно подготовленный (термоциклированный) на обратимую деформацию силовой элемент из сплава ТН-1 во взаимодействии с силовым возвратным устройством (пружиной) обеспечивает стабильную многократную работу термодатчика.
На фиг.1 приведен общий вид буксового узла, на фиг.2 - болт в разрезе, на фиг.3 - зависимость обратимой деформации от температуры силового элемента из сплава ТН-1.
Буксовый узел содержит корпус 1 с крышкой 2, подшипники 3, закрепленные на оси колесной пары 4 с помощью стопорной планки 5, зафиксированной на торце оси болтами 6. Смотровая крышка 2 крепится к корпусу 1 четырьмя болтами 7, один из которых - болт 8 - выполнен с осевым отверстием, в которое последовательно установлены термодатчик 9 из материала с памятью формы ТН-1, термоциклированный на обратимую деформацию, и ползун 10, снабженный пружиной 11. Болт 8 жестко соединен с головкой болта 12, в которую запрессована индикаторная шляпка 13.
Буксовый узел работает следующим образом.
При нагреве буксового узла (состоящего из корпуса 1, подшипников 3, закрепленных на оси колесной пары 4 планкой 5 с помощью болтов 6, крышки 2, зафиксированной к корпусу 1 болтами 7 и 8) выше аварийной температуры (Т>110°С) и одновременно температуры начала обратного мартенситного превращения, термодатчик 9, установленный в болт 8 начинает изменять свою форму перемещая ползун 10 и одновременно
с
сжимая пружину 11. Ползун 10 выдавливает из головки болта 12 запрессованную в нее индикаторную шляпку 13, выполненную, например, из пластмассы или другого неметаллического материала и ярко окрашенную. Деформация термодатчика 9 заканчивается при температуре конца мартенситного превращения Т=120°С. При визуальном осмотре отсутствие индикаторной шляпки 13 обнаруживается и служит сигналом аварийного состояния буксы. При охлаждении термодатчик 9 при достижении температуры 65°С начинает возвращаться в исходное положение. Полное возвращение происходит при температуре 45°С. Пружина 11 (силовое возвратное устройство), строго подобранное по усилию к датчику 9, обеспечивает полный его возврат и создает условие для повторной работы в случае аварийного перегрева. Кроме того, пружина 11, создавая дополнительную нагрузку на датчик 9, обеспечивает точное совпадение температур «срабатывания» датчика 9 с температурой аварийного перегрева (фиг.3). Температуры обратного мартенситного превращения смещаются в сторону увеличения с увеличением рабочей нагрузки (рабочего напряжения σ). (Барвинок В.А., Богданович В.И., Феоктистов B.C. Физические основы моделирования и проектирования реверсивных силовых приводов из материала с эффектом памяти формы / Международный центр научной и технической информации, М, 1997, 72 с.).
Предложенная конструкция буксового узла позволяет визуально точно по времени определить его аварийное состояние в результате перегрева, продублировать не всегда надежные системы дистанционного обнаружения перегрева ПОНАБ и ДИСК - Б, на 20÷30% повысить эксплуатационную надежность подвижного состава и снизить аварийность. Кроме того, термодатчик может работать многократно, без замен, ремонта и технического обслуживания.