ШАРНИРНЫЙ УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ГРУЗОВОГО ВАГОНА
FREIGHT CAR JOINT HINGE JOINT

Изобретение относится к конструкции узла соединения сочленённого грузового вагона.
Известен шарнирный узел соединения грузового вагона, включающий пятниковую и поводковую части, содержащие присоединительные хвостовики для соединения с соответствующими хребтовыми балками, пятниковая и поводковая части шарнирно связаны между собой с помощью пальца, установленного своим нижним концом в отверстии опорной площадки, выполненной на соединительном конце пятниковой части, на верхней внутренней стороне опорной площадки выполнено опорное гнездо со сферической посадочной поверхностью радиусом на которое опирается своей ответной наружной сферической поверхностью радиусом опорный элемент, установленный на конце поводковой части, см. RU 177422, B61G 5/02, опубл. 21.02.2018.
Известен также шарнирный узел соединения грузового сочленённого вагона, включающий пятниковую и поводковую части, содержащие присоединительные хвостовики для соединения с соответствующими рамами или хребтовыми балками, пятниковая и поводковая части шарнирно связаны между собой с помощью пальца, установленного своим нижним концом в отверстии опорной площадки, выполненной на соединительном конце пятниковой части, на верхней внутренней стороне опорной площадки выполнено опорное гнездо со сферической посадочной поверхностью радиусом на которое опирается своей ответной наружной сферической поверхностью радиусом опорный элемент, установленный на конце поводковой части, см. RU 161501, B61G 5/02, B61D 3/10, опубл. 20.04.20216 (прототип).
Общей технической проблемой, характерной для данных устройств, являются низкие эксплуатационные возможности, в частности небольшой угол взаимных перемещений пятниковой и поводковой частей, а также небольшой угол взаимного поворота по продольным осям пятниковой и поводковой частей, ограниченный зазором между пальцем и монтажным отверстием соединительного конца поводковой части, а также высокие внутренние контактные механические напряжения, возникающие между указанными деталями при их граничных предельных взаимных положениях.
Техническим результатом, заявляемого изобретения является увеличение эксплуатационных возможностей путём снижения внутренних контактных механических напряжения между элементами шарнирного узла.
Заявленный технический результат обеспечивается шарнирным узлом соединения грузовых вагонов, включающий пятниковую и поводковую части, содержащие присоединительные хвостовики для соединения с соответствующими рамами или хребтовыми балками, пятниковая и поводковая части шарнирно связаны между собой с помощью пальца, установленного своим нижним концом в отверстии опорной площадки, выполненной на соединительном конце пятниковой части, на верхней внутренней стороне опорной площадки выполнено опорное гнездо со сферической посадочной поверхностью на которое опирается своей ответной наружной сферической поверхностью опорный элемент, установленный на конце поводковой части, опорный элемент поводковой части выполнен в виде промежуточной чашки, жёстко закреплённой на нижней поверхности присоединительного конца поводковой части, выполненной в виде опорной горизонтальной площадки, внутренняя поверхность промежуточной чашки выполнена как часть сферы, концентричной наружной сферической поверхности промежуточной чашки, на внутреннюю поверхность промежуточной чашки своей наружной поверхностью, выполненной концентричной сферическим поверхностям опорного гнезда и промежуточной чашки, установлена прижимная сферическая шайба, своим центральным отверстием установленная и закреплённая с помощью фиксирующих элементов на верхнем конце пальца;
- в качестве фиксирующих элементов для закрепления сферической шайбы на пальце использованы резьбовая гайка, шайбы и шплинт;
- в опорной горизонтальной площадке присоединительного конца поводковой части выполнено монтажной отверстие для пропуска через него фиксирующих элементов для закрепления сферическая шайбы на пальце;
- нижний конец пальца, установленный своим нижним концом в отверстии опорной площадки, выполнен с упорным буртиком.
Заявляемое изобретение отличается от прототипа тем, что опорный элемент поводковой части выполнен в виде промежуточной чашки, жёстко закреплённой на нижней поверхности присоединительного конца поводковой части, выполненной в виде опорной горизонтальной площадки, внутренняя поверхность промежуточной чашки выполнена как часть сферы, концентричной наружной сферической поверхности промежуточной чашки, на внутреннюю поверхность промежуточной чашки своей наружной поверхностью, выполненной концентричной сферическим поверхностям опорного гнезда и промежуточной чашки, установлена прижимная сферическая шайба, своим центральным отверстием установленная и закреплённая с помощью фиксирующих элементов на верхнем конце пальца;
- в качестве фиксирующих элементов для закрепления сферическая шайбы на пальце использованы резьбовая гайка, шайбы и шплинт;
- в опорной площадке присоединительного конца поводковой части выполнено монтажной отверстие для пропуска через него фиксирующих элементов для закрепления сферическая шайбы на пальце;
- нижний конец пальца, установленный своим нижним концом в отверстии опорной площадки, выполнен с упорным буртиком.
Такие отличия предложенных вариантов от прототипа даёт основание утверждать о соответствии предлагаемых технических решений критерию патентоспособности изобретения – «новизна». Сравнение предлагаемого устройства не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не позволило выявить в них признаки, аналогичные отличительным признакам предлагаемых технических решений, что позволяет сделать вывод о соответствии условию патентоспособности изобретения – «изобретательский уровень».
Заявляемое изобретение представлено изображениями, где:
- на Фиг. 1 – шарнирный узел соединения грузовых вагонов, продольный разрез;
- на Фиг. 2 – шарнирный узел соединения грузовых вагонов в условно разобранном виде, изометрическая проекция.
Шарнирный узел соединения грузового вагона содержит пятниковую часть 1, поводковую часть 2 (Фиг. 1, 2), содержащие присоединительные хвостовики 1.1 и 2.1, предназначенные для соединения с соответствующими рамами или хребтовыми балками (не показаны). Пятниковая часть 1 и поводковая часть 2 шарнирно связаны между собой присоединительными концами 1.2 и 2.4 с помощью пальца 3. Палец 3 установлен своим нижним концом в отверстии 2.2 опорной площадки 2.3, выполненной на присоединительном конце 2.4 пятниковой части 2. Нижняя наружная сторона опорной площадки 2.3 выполнена в виде пятника 2.5. На верхней внутренней стороне опорной площадки 2.3 выполнено опорное гнездо 2.6 со сферической посадочной поверхностью радиусом R1, на которую опирается своей ответной наружной сферической поверхностью радиусом R1 опорный элемент, установленный на присоединительном конце 1.2 поводковой части 1. Опорный элемент поводковой части 1 выполнен в виде промежуточной чашки 4, жёстко закреплённой на нижней поверхности присоединительного конца 1.2 поводковой части 1, выполненной в виде опорной площадки. Внутренняя поверхность 4.1 промежуточной чашки 4 выполнена как часть сферы радиусом R2, концентричной своей наружной сферической поверхности радиусом R1. На внутреннюю поверхность 4.1 промежуточной чашки 4 своей наружной поверхностью 5.1 радиусом R2, выполненной концентричной сферическим поверхностям опорного гнезда 2.6 и промежуточной чашки 4, установлена прижимная шайба 5. Прижимная шайба 5 своим центральным отверстием закреплена с помощью фиксирующих элементов на верхнем конце пальца 3.
В качестве фиксирующих элементов для закрепления прижимной шайбы 5 на пальце 3 может быть использованы резьбовая гайка 6, стопорная шайб 7 и шплинт.
На присоединительном конце 1.2 поводковой части 1 может быть выполнено монтажной отверстие 8 для пропуска через него фиксирующих элементов для закрепления прижимной шайбы 5 на пальце 3.
Нижний конец пальца 3, установленный в отверстии опорной площадки 2.3, может быть выполнен с упорным буртиком 3.1.
Шарнирный узел соединения грузовых вагонов работает следующим образом.
При движении грузового вагона пятниковая часть 2 и поводковая часть 1 совершают взаимные угловые перемещения в горизонтальной, вертикальной плоскостях, а также вдоль продольных осей поводковой части 1 и пятниковой части 2.
Взаимные угловые перемещения пятниковой части 2 и поводковой части 1 осуществляется путём перемещения промежуточной чашки 4, жёстко закреплённой на нижней поверхности присоединительного конца 1.2 поводковой части 1, в рабочем зазоре между сферической поверхностью радиусом R1 опорного гнезда 2.6 и сферической поверхностью радиусом R2 прижимной шайбы 5, закреплённой на верхнем конце пальца 3. При этом рабочий зазор между указанными деталями обеспечивается регулировкой положения резьбовой гайки 6 на верхнем резьбовом конце пальца 3.
Концентричное исполнение сочленённых сферических поверхностей опорной площадки 2.3 пятниковой части 2, промежуточной чашки 4, прижимной шайбы 5, установленной своей наружной поверхностью 5.1 на внутреннюю поверхность 4.1 промежуточной чашки 4, обеспечивает взаимное угловое перемещение пятниковой части 2 и поводковой части 1 в вертикальной, горизонтальной плоскостях, а также взаимный поворот вокруг продольных их осей при движении грузового вагона.
Использование в данной конструкции шарнирного узла сочленённых сферических поверхностей, имеющих более развитую, чем у аналога и прототипа контактную площадь между его сочленёнными элементами, позволяет распределять усилия, возникающие при движении грузового вагона на большую, более развитую площадь, что существенно снижает значения внутренних контактных напряжений.
Также снижается поперечные усилия на палец 3, поскольку усилия передаются непосредственно от опорного гнезда 2.6, через промежуточную чашку 4 на поводковую часть 1. Упрощается сборка и обслуживание шарнирного узла предлагаемой конструкции, увеличивается его надёжность.
Таким образом, предлагаемая конструкция шарнирного узла соединения грузовых вагонов позволяет увеличить его эксплуатационные возможности.