БУКСА С ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ РОЛИКОПОДШИПНИКОМ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к буксам железнодорожного транспорта, и может быть использована в опорах качения с цилиндрическими роликами, периодически нагружаемых осевыми силами значительной величины.
Известны буксы с цилиндрическими роликоподшипниками, установленными непосредственно на буксовую шейку оси или посредством конических втулок (авторское свидетельство СССР №347228, кл. В 61 F 15/12, 1971 г.). Подшипники воспринимают радиальную и осевую нагрузку. Импульс силы осевой нагрузки в буксах железнодорожного транспорта не определен величиной силы и длительностью ее действия. Даже кратковременное действие осевых сил, превышающее их допустимую величину, резко ограничивает работоспособность роликовых подшипников. Под действием осевых сил цилиндрические ролики прижимаются торцовыми поверхностями к бортам колец подшипников, что приводит к их торможению при вращении оси, к снижению долговечности подшипников.
Известно устройство буксы с роликоподшипниками и упорным шариковым подшипником, опирающимся на конический резиновый упор со стороны прижимной крышки буксы [Справочник по электроподвижному составу, тепловозам и дизель-поездам, т.1 / Под. Ред. А.И.Тищенко. М.: Транспорт, 1976. 158 с.]. Изгиб осей под радиальной нагрузкой, переменная осевая нагрузка, сопровождаемая ударами вдоль изогнутой оси, перегружают группу тел качения опорного подшипника из-за поворота колец в плоскости, проходящей
через ось шейки буксы. Под нагрузкой оказываются два-три тела качения упорного подшипника. Это приводит к деформации дорожек качения, появлению следов выкрашивания на телах качения и разрушению деталей упорных подшипников. Этот процесс ускоряется при низкой температуре окружающей среды, когда демпфирующие способности резинового упора снижаются.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является букса с цилиндрическими роликоподшипниками, установленными на буксовой шейке оси, содержащая корпус, прижимную крышку, осевую опору и опору с подпружиненным упором в буксовой шейке оси, шар (подпятник) между осевой опорой и опорой (пятой) в буксовой шейке оси (патент РФ №2094274, кл. В 61 F 15/12, 1997 г.). Внутренние кольца подшипников выполнены без бортов и закреплены от осевого смещения стопорными кольцами. При нагрузке вдоль оси опора (пята) в буксовой шейке вступает в контакт с шаром (подпятником). Далее нагрузка воспринимается осевой опорой и прижимной крышкой, т.е. цилиндрические подшипники воспринимают только радиальную нагрузку, а осевую нагрузку - опора с шаром-подпятником. Это способствует повышению долговечности роликовых подшипников и улучшению условий работы буксового узла в целом.
Вместе с вышеизложенным следует отметить, что разноразмерность и погрешность форм посадочных поверхностей наружных и внутренних колец подшипников и опорных поверхностей для тел качения - роликов определяют неравномерную нагрузку на подшипники и их перегрузку. Кроме этого, различия в инерционных воздействиях сепараторов на ролики, отклонения опорных поверхностей окон в сепараторах под ролики от параллельности между собой и осями колец в каждом из подшипников увеличивают величину проскальзывания роликов при качении. Все это снижает долговечность роликоподшипников и нагрузочную способность буксы в целом.
Цель полезной модели - повышение долговечности роликоподшипников и нагрузочной способности букс железнодорожного транспорта.
Задача решается путем выполнения буксы с двухрядным радиальным подшипником с короткими цилиндрическими роликами, включающим наружное кольцо в виде втулки с двумя опорными цилиндрическими дорожками и бортами, определяющими осевое расположение роликов, внутреннее кольцо в виде втулки без бортов и сепаратор в виде втулки с окнами для каждого ряда роликов, при этом окна в каждом ряду смещены на расстояние, равное половине радиального шага окон.
На фиг.1 изображен продольный разрез буксового узла.
Букса содержит ось 1, шейку оси 2, на которую установлен двухрядный радиальный подшипник с короткими цилиндрическими роликами 3. Подшипник включает в себя внутреннее кольцо 4, наружная поверхность которого является опорной дорожкой для роликов каждого ряда. От осевого смещения кольцо 4 фиксируется стопорным кольцом 5 через опорное кольцо 6. Наружное кольцо 7 двухрядного подшипника наружной цилиндрической поверхностью устанавливается в корпус 8 буксы и фиксируется в осевом направлении крышкой 9 через осевую опору 10. Внутренняя поверхность кольца 7 содержит две цилиндрические опорные поверхности 11 и 12 и торцовые поверхности бортов 13, определяющие рядное осевое расположение роликов. Радиальное расположение роликов 3 определяется сепаратором 14, окна в котором для каждого ряда роликов смещены на расстояние, равное половине радиального шага окон.
Внутренняя полость буксы заполняется смазочным материалом и закрывается смотровой крышкой.
Буксовый узел работает следующим образом. При движении железнодорожного состава радиальная нагрузка воспринимается двухрядным цилиндрическим роликоподшипником, осевая - опорой (пятой) 15 в буксовой шейке оси, затем подпятником-шаром 16 и осевой опорой 10. При отсутствии осевой нагрузки шар 16 взаимодействует с подпружиненным упором 17.
Выполнение наружного кольца 7 подшипника в виде втулки с бортами на внутренней поверхности обеспечивает минимальные отклонения от цилиндрической
формы посадочной поверхности, взаимодействующей с опорной поверхностью корпуса буксы. Выполнение внутреннего кольца 4 в виде втулки с цилиндрическими поверхностями позволяет практически исключить разноразмерность и отклонения форм дорожек для роликов и посадочных поверхностей для каждого ряда роликов. Это способствует более равномерному распределению нагрузки на тела качения. Выполнение сепаратора 14 в виде втулки также способствует снижению величины отклонений от параллельности опорных сторон окон для роликов, что уменьшает перекос их осей при движении. Расположение роликов в шахматном порядке обеспечивает возможность дополнительного нагружения ролика при двухрядном исполнении подшипника.
Вышеизложенное исполнение буксы с двухрядным цилиндрическим роликоподшипником способствует увеличению долговечности подшипника и нагрузочной способности буксы в целом.