ШКВОРНЕВАЯ СИСТЕМА УСТРОЙСТВА, ПЕРЕМЕЩАЮЩЕГОСЯ ПО РЕЛЬСАМ
PIVOT SYSTEM OF RAILWAY VEHICLE

Изобретение относится к узлам трения, работающим в условиях ограниченной смазки, и может использоваться в узлах трения подвижного состава на железнодорожном транспорте.
Известны упорные подшипники, устанавливаемые на вертикальных валах (см. напр. П.И.Орлов "Основы конструирования: Справочно-методическое пособие". В 2-х кн. Кн.2. - М.: Машиностроение, 1988. С 381), состоящие из глухой втулки, в которую входит цапфа на конце вала (пята), воспринимающая осевую нагрузку. Такие подшипники стараются использовать в режиме жидкостной смазки. Однако если пята выполнена плоской, то смазка поступает на трущиеся поверхности с трудом, так как здесь нет заволакивающего клинового слоя масла. В этом случае возникает полужидкостное трение, приводящее к быстрому износу опоры (см. напр. Добровольский В.А. Детали машин. - Киев: Государственное издательство Технического университета УССР, 1954, с.472).
Известна шкворневая система железнодорожного вагона, (см. напр. В.В.Лукин, Л.А.Шадур и др. Конструирование и расчет вагонов: Учебник для вузов ж.-д. трансп. - М.: Изд-во УМК МПС России, 2000, с.327), соединяющая тележку вагона с рамой кузова, которая содержит пятник и подпятник, контактирующие по опорной и упорной поверхностям, расположенным под углом. При этом опорная поверхность обеспечивает фрикционный контакт в вертикальном направлении, а упорная обеспечивает фрикционный контакт в горизонтальном направлении. Смазка указанных поверхностей обеспечивается путем введения разовой консистентной смазки во время деповского ремонта, при котором осуществляется разборка шкворневого узла.
Недостатком известной конструкции шкворневого узла является низкая долговечность пятника и подпятника, что объясняется выдавливанием разовой консистентной смазки из зоны трения. Как следствие большую часть времени межремонтного цикла фрикционный контакт пятника и подпятника осуществляется в условиях недостатка смазочного материала или даже в условиях его отсутствия.
Изобретением решается задача повышения долговечности шкворневого узла путем снижения интенсивности износа упорной и опорной поверхностей пятника и подпятника.
Это достигается тем, что в шкворневой системе устройства, перемещающегося по рельсам, соединяющей ходовую тележку с несущей рамой, содержащей пятник и подпятник, контактирующие по упорной и опорной поверхностям, согласно изобретению, на упорной и опорной поверхностях пятника и подпятника, предусмотрены выемки, заполненные смазочным материалом, глубиной не менее величины допустимого износа по нормали, при этом угол, образованный краями двух рядом расположенных выемок в радиальном направлении не превышает угла поворота тележки в кривых участках пути, а соотношение площадей опорной или упорной поверхностей к соответствующей суммарной площади расположенных на них выемок удовлетворяет условию:
где σ, [σ] - соответственно номинальные и допустимые напряжения,
F - нормальная сила,
1
A, A - соответственно площадь поверхности и суммарная площадь выемок на ней.
Указанные выемки заполняются твердым смазочным материалом.
Указанные выемки заполняются консистентным смазочным материалом
Сущность изобретения поясняется фиг.1-4.
На фиг.1, 2 показан пример конструктивного исполнения подпятника, состоящего из отверстия 1 под шкворень, упорной 2 и опорной 3 поверхностей, на которых расположены выемки 4 овальной формы (фиг.1) или в виде канавок (фиг.2), у которых угол α, образованный краями двух рядом распложенных выемок в радиальном направлении, не превышает угла β поворота тележки в кривых участках пути, т.е. α≤β.
На фиг.3, 4 показан пример конструктивного исполнения пятника, состоящего из шкворня 5, упорной 2 и опорной 3 поверхностей, на которых расположены выемки 4 овальной формы (фиг.3) или выемки в виде канавок (фиг.4), у которых угол α, образованный краями двух рядом распложенных выемок в радиальном направлении, не превышает угла β поворота тележки в кривых участках пути, т.е. α≤β.
При скольжении пятника относительно подпятника по мере изнашивания опорной и упорной поверхностей в зону контакта вместе с продуктами износа попадает смазка, которая покрывает поверхности трения и снижает интенсивность износа этих элементов.