КОЛЕСНАЯ ПАРА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к железнодорожным транспортным средствам, а именно к конструкции колесной пары и узла соединения ее с тележкой железнодорожных транспортных средств подвижного состава.
Известна колесная пара железнодорожного подвижного состава, описанная в ГОСТ 4835- 80 «Колесные пары для вагонов магистральных железнодорожных дорог. Колеи 1520 (1524 мм)». Известная конструкция колесных пар железнодорожных транспортных средств подвижного состава представляет собой ось, на подступичной части которой с натягом, под определенным усилием, запрессованы с обеих сторон ступицами симметрично два колеса, поверхности катания которых изготовлены по определенному профилю с выступающим гребнем на внутренней стороне колеса, предохраняющим от схода транспортного средства с рельсового пути, имеющие одинаковую частоту вращения. Для осуществления вращательного движения колесных пар на двух крайних шейках оси собираются буксовые узлы, в комплект которых входят корпус буксы, два роликовых подшипника, два лабиринтовых кольца, крепительная и смотровая крышки, торцевое крепление подшипников на оси и крепежные болты.
Сборка колесных пар с тележкой осуществляется посредством соединения боковых рам, имеющих П-образные буксовые проемы, с буксовыми узлами, на которых имеются поверхности для соединения П-образных проемов и направляющие приливы, предохраняющие от сдвигов боковых рам в стороны.
Такая колесная пара имеет следующие конструктивные недостатки.
Во-первых, тугая прессовая посадка колес на ось, при движении подвижного состава по криволинейным участкам пути различных радиусов и направлений, колеса имеющие одинаковую частоту вращения, подвержены проскальзыванию то одним, то другим колесом, что приводит к преждевременному неравномерному износу, как поверхности катания колеса - гребня, так и рельсового пути, что приводит к снижению их срока службы. Во-вторых, технологический процесс запрессовки колес на ось, является сложным, трудоемким, ответственным и дорогостоящим процессом, требующим специального оборудования для контроля усилий пресса, формы длины и кривой на диаграмме для каждого колеса в отдельности, размеров между колесами и относительно оси. В результате прессовая посадка колес на ось имеет до 30% несоответствий конечных усилий нормам или отклонениям форм индикаторной
диаграммы. Кроме того, при прессовой посадке иногда возникают механические повреждения сопрягаемых поверхностей, снижающие усталостную прочность и надежность колесной пары, а также сдвиг колеса с оси, что может привести к серьезной угрозе безопасного движения железнодорожного подвижного состава, снижении его надежности. В-третих, колесная пара соединена в тележке с боковыми рамами, имеющими П-образные буксовые проемы с гарантированными зазорами, при движении происходит забегание боковых рам относительно друг друга (особенно на криволинейных участках) достигающее 15÷20 мм, при этом возрастает интенсивность маятниковых колебаний тележки, которая ухудшает плавность хода всего вагона, в подшипниках возникают перекосы, неравномерная передача нагрузки на элементы тележки, что приводит к снижению срока службы буксовых узлов и деталей тележки и снижению надежности устройства.
Известна колесная пара для множества колей, описанная в патенте на изобретение России №2131816, опубликованном 20.06.99 г., содержащая независимо вращающиеся колеса, смонтированные на гильзах насаженных на ось с возможностью скольжения. На гильзах выполнены поперечные каналы, а в потолках буксовых коробок - поперечные призмы, размещаемые в поперечных каналах. Положение буксовых коробок определено дистанционным фиксатором. Одна поперечная призма в потолке каждой буксовой коробки расположена между серединой буксы и колесом. Вторая поперечная призма представляет собой дистанционный фиксатор. Фиксатор выполнен как часть буксы и расположен своим концом в выполненной в конце оси прорези. Между дистанционным фиксатором и основной частью буксы расположен П-образный элемент, имеющий направляющие для фиксации гильзы. Между буксой и колесом расположены одна над другой П-образные крышки, верхняя из которых прижата к буксе с помощью пружин.
Недостатками данной колесной пары является сложность конструкции, ненадежность закрепления колеса с осью, наличие открытых поверхностей на оси и боковых рамах, которые подвергаются повреждению и налипанию грязи от атмосферных осадков и пыли, что приводит к трудностям при перемещении колес по оси, приводит к снижению срока службы буксовых узлов и деталей тележки и снижению надежности устройства.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является «Колесная пара подвижного состава», описанная в заявке №92007559, опубликованном 27.08.95 г., содержащая ось, симметрично уменьшенную по длине с двух сторон за счет ликвидации подступичной части оси (шеек оси), а следовательно и буксовых узлов.
Подшипники перенесены непосредственно в центры колес на уменьшенную по диаметру ось до размера шейки оси для внутреннего диаметра подшипника. Подшипники закрыты только с внешней стороны колес. При этом боковые рамы перенесены на внутреннюю часть между колес.
Недостатками данной колесной пары является уменьшенная по длине ось и измененная вследствие этого конструкция всех узлов и деталей тележки не обеспечивающая устойчивость вагона, а следовательно надежность, недостатком является также то, что шейки оси получают на новом месте проточкой их до диаметра внутренней обоймы подшипников, что уменьшает ось по диаметру и снижает грузоподъемность вагона и его надежность, кроме того отсутствие торцевого крепления подшипников с двух сторон приводит к угрозе аварий вагона, а следовательно, уменьшает надежность, отсутствие крышек с внутренних сторон колес приведет к быстрому износу и снижению срока службы подшипников и их заклиниванию, что также угрожает аварией и уменьшает надежность.
Технической задачей заявленной полезной модели является устранение указанных недостатков, в частности повышение надежности и долговечности (увеличение срока службы) железнодорожной колесной пары.
Поставленная задача достигается тем, что колесная пара железнодорожного подвижного состава, состоящая из оси и двух ходовых колес, каждое из которых посредством по крайней мере одного подшипника установлено на шейке оси, для обеспечения независимого друг от друга свободного вращения, двух крышек, закрывающих с внешней стороны подшипники и закрепленных болтами к колесам, согласно полезной модели, колесная пара на каждое колесо содержит подшипники по количеству не менее двух, фланец, закрывающий подшипники, с внутренней стороны, закрепленный болтами к колесу, упорное переднее кольцо, выполненное с проточкой по внутреннему диаметру под галтель шейки оси, насаженное на галтель шейки оси с упором в торцевую поверхность внутреннего кольца переднего подшипника, с наружным диаметром для установки с зазором с фланцем, упорное заднее кольцо, насаженное на шейку оси с упором в торцевую поверхность внутреннего кольца заднего подшипника, распорную втулку, насаженную на шейку оси с наружным диаметром для установки с зазором с крышкой, с торцевым контактом с упорным задним кольцом с одной стороны, с другой стороны с промежуточной втулкой, насаженной на ось шейки оси, с ограничением осевого перемещения двумя полукольцами, установленными в пазу шейки оси и поджатыми проточкой торцевой шайбы, закрепленной к торцу оси болтами с шайбами, причем наружный диаметр
промежуточной втулки выполнен на большей части длины с трех сторон с плоскими поверхностями, таким образом, что поперечное сечение большей верхней части представляет собой равнобедренную трапецию.
За счет того, что колесная пара на каждое колесо содержит подшипники по количеству не менее двух, фланец, закрывающий подшипники, с внутренней стороны, закрепленный болтами к колесу, упорное переднее кольцо, выполненное с проточкой по внутреннему диаметру под галтель шейки оси, насаженное на галтель шейки оси с упором в торцевую поверхность внутреннего кольца переднего подшипника, с наружным диаметром для установки с зазором с фланцем, упорное заднее кольцо, насаженное на шейку оси с упором в торцевую поверхность внутреннего кольца заднего подшипника, распорную втулку, насаженную на шейку оси с наружным диаметром для установки с зазором с крышкой, с торцевым контактом с упорным задним кольцом с одной стороны, с другой стороны с промежуточной втулкой, насаженной на ось шейки оси, с ограничением осевого перемещения двумя полукольцами, установленными в пазу шейки оси и поджатыми проточкой торцевой шайбы, закрепленной к торцу оси болтами с шайбами, причем наружный диаметр промежуточной втулки выполнен на большей части длины с трех сторон с плоскими поверхностями, таким образом, что поперечное сечение большей верхней части представляет собой равнобедренную трапецию, повышается надежность и долговечность железнодорожной колесной пары.
Заявляемая колесная пара железнодорожного подвижного состава обладает новизной, отличаясь от прототипа перечисленными выше признаками, и обеспечивает достижение усматриваемого заявителем результата.
Заявляемая колесная пара железнодорожного подвижного состава может найти широкое применение в транспортном машиностроении, поэтому соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность предлагаемой колесной пары железнодорожного подвижного состава поясняется чертежами, где представлены:
на фиг.1 - общий вид колесной пары железнодорожного подвижного состава;
на фиг.2 - то же, сечение А-А;
на фиг.3 - то же, сечение Б-Б
Колесная пара железнодорожного подвижного состава, состоит из оси 1 и двух ходовых колес 2, размещенных по сторонам оси 1. На каждой стороне оси 1 также установлены два подшипника 3, 4 передний и задний, крышка 5, фланец 6, упорное переднее кольцо 7, заднее упорное кольцо 8, распорная втулка 9, промежуточная
втулка 10, два полукольца 11, торцевая шайба 12. Каждое из ходовых колес 2 посредством двух подшипников 3, 4 установлено на шейке 13 оси 1, для обеспечения независимого друг от друга свободного вращения. С внешней стороны задние подшипники 4 закрыты крышками 5, закрепленными болтами 14 с шайбами 15 к колесам 2. С внутренней стороны передние подшипники 3 закрывают фланцы 6, закрепленные болтами 16 с шайбами 17 к колесам 2. Колесная пара содержит два передних упорных кольца 7, каждое из которых выполнено с проточкой 18 по внутреннему диаметру под галтель 19 шейки 13 оси 1 и насажено на галтель 19 шейки 13 оси 1 с упором в торцевую поверхность 20 внутреннего кольца 21 переднего подшипника 3. Наружный диаметр переднего упорного кольца 7 выполнен для установки с зазором с фланцем 6. Колесная пара содержит два задних упорных кольца 8. Каждое из двух задних упорных колец 8 насажено на шейку 13 оси 1 с упором в торцевую поверхность 22 внутреннего кольца 23 заднего подшипника 4. Распорные втулки 9, насажены на шейку 13 оси 1 и выполнены с наружным диаметром для установки каждой с зазором с крышками 5, с торцевым контактом с задним упорным кольцом 8 с одной стороны, с другой стороны с промежуточной втулкой 10. Промежуточные втулки 10 насажены на шейки 13 оси 1, с ограничением осевого перемещения двумя полукольцами 11, установленными в пазу 24 шейки 13 оси 1, поджатыми проточкой 25 торцевой шайбы 12 закрепленной к торцам полуколец 11 болтами 26 с шайбами 27. Промежуточные втулки 10 по наружному диаметру на большей средней части длины с трех сторон сверху и с боков выполнены с плоскими поверхностями, таким образом, что поперечное сечение 28 большей верхней части представляет собой равнобедренную трапецию.
Колесная пара железнодорожного подвижного состава работает следующим образом. Колеса 2 насажены на подшипники 3, 4, независимо вращаются относительно оси 1. Для сохранения основного размера между внутренними поверхностями ободов колес 2 предусмотрены передние и задние упорные кольца 7, 8, распорные втулки 9. Промежуточные втулки 10 по наружному диаметру на большей средней части длины с трех сторон сверху и с боков выполнены с плоскими поверхностями, таким образом, что поперечное сечение 28 большей верхней части представляет собой равнобедреную трапецию. Тралециидальный проем на боковой раме 29 насаживается на равнобедренную трапецию 28 промежуточной втулки 10.
Заявляемая колесная пара железнодорожного подвижного состава, по сравнению с прототипом, более надежна и долговечна, за счет того, что колесная пара на каждое колесо содержит подшипники по количеству не менее двух, фланец, закрывающий
подшипники, с внутренней стороны, закрепленный болтами к колесу, упорное переднее кольцо, выполненное с проточкой по внутреннему диаметру под галтель шейки оси, насаженное на галтель шейки оси с упором в торцевую поверхность внутреннего кольца переднего подшипника, с наружным диаметром для установки с зазором с фланцем, упорное заднее кольцо, насаженное на шейку оси с упором в торцевую поверхность внутреннего кольца заднего подшипника, распорную втулку, насаженную на шейку оси с наружным диаметром для установки с зазором с крышкой, с торцевым контактом с упорным задним кольцом с одной стороны, с другой стороны с промежуточной втулкой, насаженной на ось шейки оси, с ограничением осевого перемещения двумя полукольцами, установленными в пазу шейки оси и поджатыми проточкой торцевой шайбы, закрепленной к торцу оси болтами с шайбами, причем наружный диаметр промежуточной втулки выполнен на большей части длины с трех сторон с плоскими поверхностями, таким образом, что поперечное сечение большей верхней части представляет собой равнобедренную трапецию.