БАЛАНСИР ТРЕХОСНОЙ ТЕЛЕЖКИ ВАГОНА

B61F5/52, B61F3/10
БАЛАНСИР ТРЕХОСНОЙ ТЕЛЕЖКИ ВАГОНА
Полезная модель относится к конструкциям грузовых железнодорожных трехосных тележек вагона, в частности к конструкции балансира средней колесной пары.
Известна конструкция трехосной тележки типа КВЗ-1 [Конструкция вагонов под ред. Л.А. Шадура, Москва, 1962 г., стр. 92, рис. 97], включающая три колесные пары, четыре боковые рамы, две надрессорные балки, две продольные балки, шкворневую балку, два балансира букс средней оси, шесть букс, четыре подушки рессорных комплектов, восемь двухрядных пружин, четыре фрикционных гасителя колебаний, рычажную передачу. На буксы опираются четыре боковые рамы, причем на буксы крайних колесных пар они опираются непосредственно, а на буксы средней через балансиры. Боковые рамы соединены с балансирами - валиками.
Недостатком вышеописанной конструкции является увеличение сопротивления движению тележки на криволинейных участках пути, связанное с ограничением угловых перемещений боковых рам в местах крепления к балансирам средней колесной пары. В процессе эксплуатации тележки ограничения углового перемещения боковых рам приводят к износу узла крепления балансира и боковой рамы и увеличению зазоров в узле крепления. Из-за данного износа появляется стремительное изнашивание гребней колес, установленных на колесных парах трехосной тележки, и износ головок рельсов железнодорожных путей.
Из патента РФ № 213129 на полезную модель известен балансир трехосной тележки грузового железнодорожного вагона, представляющий собой стальную отливку с ассиметрично выполненными концевыми частями, замкнутыми в средней части цилиндрическим проемом для размещения подшипника, при этом в каждой концевой части балансира имеется проем для размещения боковой рамы тележки, ограниченный вертикальными стенками, с выполненными в них отверстиями для соединения балансира с боковыми рамами посредством валиков и горизонтальной стенкой с выполненным в ней пазом для установки износостойкого элемента, служащего опорой для боковой рамы тележки, при этом в отверстиях вертикальных стенок проема для установки боковой рамы запрессованы износостойкие втулки.
Патент РФ № 213129 выбран в качестве наиболее близкого аналога.
Недостатком балансира по патенту № 213129 является сложность его изготовления при осуществлении операции запрессовывания втулок. Сложность обусловлена тем, что втулки необходимо запрессовать в вертикальные стенки, расположенные достаточно близко друг к другу, что существенно усложняет возможность осуществления операции запрессовывания втулок посредством применения механизмов (прессов); кроме того в процессе прессования, как правило, необходимо обеспечить температурное воздействие на соединяемые детали.
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью – устранение недостатков известных балансиров.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, - упрощение изготовления балансира и проведение ремонта в эксплуатации.
согласно полезной модели
Технический результат достигается за счет того, что в балансире трехосной тележки вагона, представляющем собой стальную отливку с ассиметрично выполненными концевыми частями, замкнутыми в средней части цилиндрическим проемом для размещения подшипника, при этом в каждой концевой части балансира имеется проем для размещения боковой рамы тележки, ограниченный вертикальными стенками, с выполненными в них отверстиями для соединения балансира с боковыми рамами посредством осей и горизонтальной стенкой с выполненным в ней пазом для установки износостойкого элемента, служащего опорой для боковой рамы тележки, в отверстиях вертикальных стенок проема установлены износостойкие втулки,  износостойкие втулки выполнены с наружным диаметром, соответствующим диаметру отверстий в вертикальных стенках проемов и обеспечивающим свободную установку втулок в отверстия, при этом втулки соединены с вертикальными стенками проемов посредством кернения, выполненного путем вдавливания поверхности вертикальных стенок проемов во втулки по их периметрам.
Заявляемая полезная модель поясняется фигурами.
На фиг. 1 изображен заявляемый балансир вид спереди.
На фиг. 2 изображен заявляемый балансир вид сбоку.
На фиг. 3 изображена втулка, установленная в отверстие стенки.
Позиции на фигурах:
1- балансир;
2 – концевые части балансира;
3 – цилиндрический проем;
4 – проем для размещения боковой рамы;
5 – вертикальные стенки проема для размещения боковой рамы;
6 – отверстия;
7 – горизонтальная стенка;
8 – износостойкие втулки;
9 – точки кернения.
В заявляемом балансире 1 трехосной тележки вагона, представляющем собой стальную отливку с ассиметрично выполненными концевыми частями 2, замкнутыми в средней части цилиндрическим проемом 3 для размещения подшипника, при этом в каждой концевой части 3 балансира 1 имеется проем 4 для размещения боковой рамы тележки, ограниченный вертикальными стенками 5, с выполненными в них отверстиями 6 для соединения балансира с боковыми рамами посредством осей и горизонтальной стенкой 7 с выполненным в ней пазом для установки износостойкого элемента, служащего опорой для боковой рамы тележки; в отверстиях 6 вертикальных стенок 5 проема установлены износостойкие втулки 8. Износостойкие втулки 8 выполнены с наружным диаметром, соответствующим диаметру отверстий 6 в вертикальных стенках проемов и обеспечивающим свободную установку втулок 8 в отверстия 6, при этом втулки 8 соединены с вертикальными стенками 5 проемов посредством кернения 9, выполненного путем вдавливания поверхности вертикальных стенок 5 проемов во втулки 8 по периметрам втулок.
Известно, что неразъемное соединение деталей, в частности втулок в отверстиях, может быть осуществлено различными способами, например, запрессовкой (как в наиболее близком аналоге) или кернением.
При кернении осуществляется вдавливание части поверхности (части материала) одной соединяемой детали в другую. При этом имеет место местное пластическое деформирование соединяемых деталей в местах кернения. Прочность соединения обеспечивается силами трения между соединяемыми деталями, а также за счет их взаимодействия в местах кернения по принципу «выступ-паз».
Соединение кернением является предпочтительным вариантом неразъемного соединения в случаях, когда наружная деталь имеет тонкие стенки («Инженерная графика: Учебное пособие для втузов», Власов М.П., М, Машиностроение, 1979, стр. 204, п. 73.2).
Втулки 8 устанавливаются в достаточно тонкие (по отношению к иным геометрическим параметрам балансира) стенки 5, поэтому вариант крепления втулок 8 в отверстиях 6 является предпочтительным по сравнению с иными видами неразъемных соединений.
Кроме того, соединение втулки со стенками 5 посредством кернения – более простой для осуществления вид соединения по сравнению с запрессовыванием втулки.
Так известно, что прессование, в результате которого втулка будет установлена в отверстиях с натягом, обеспечивается путем обжатия втулки сопряженной поверхностью стенки, в отверстии которой необходимо установить втулку. Т.е. при запрессовывании втулки в отверстие необходимо обеспечить ее объемное обжатие материалом стенок.
Как правило для этого втулка выполняется с диаметром, превышающим диаметр отверстия, в которое должна быть установлена втулка. Затем, для возможности размещения втулки в отверстии осуществляют термическое воздействие (например, путем нагрева стенки, или охлаждения втулки, или и то и другое вместе). Установку втулки осуществляют прессом.
При соединении втулки 8 со стенками 5 посредством кернения нет необходимости выполнять втулку 8 с диаметром, превышающим диаметр отверстия 6. Достаточно выполнить втулку 8 с диаметром, соответствующим диаметру отверстия 6 и свободной установки в отверстии 6 (т.е. посадки с зазором). Посадка с зазором предопределяет возможность установки втулки 8 в отверстие 6 без необходимости осуществления термического воздействия на втулку 8 или стенку 5, поскольку втулка 8 имеет возможность установки в отверстие 6 в нормальных температурных условиях.
Соединение втулки 8 со стенкой 5 обеспечивается путем кернения, выполняемого по периметру втулки 5, посредством местного ударного воздействия на стенку 5 вокруг втулки 8. Кернение осуществляется, например, кернерами. Эта операция может осуществлена ручным инструментом, или же посредством механических кернеров.
При кернении втулок 8 осуществляется местное наружное воздействие на поверхность стенок 5 по периметру втулок 8. Т.е. при кернении нет необходимости осуществления объемного обжатия втулок 8 стенками 5.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет упростить процесс изготовления балансира за счет исключения необходимости температурного воздействия на соединяемые детали, за счет исключения необходимости объемного обжатия втулок 8 стенками 5, за счет использования более простых механизмов.