ПРОКЛАДКА ПОДПЯТНИКА ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к конструкции узла соединения рамы грузового вагона с ходовой тележкой.
Из уровня техники известна опорная поверхность пятника грузового вагона в виде диска, имеющего центральное сквозное отверстие, на котором в радиальном направлении расположены углубления, заполняемые смазочным материалом (RU 208359, опубл. 15.12.2021).
Известна прокладка для подпятника тележки грузового вагона, представляющая собой стальной диск, имеющий центральное сквозное отверстие и сквозные отверстия, расположенные на разном расстоянии от центра диска и заполняемые смазочным материалом, принятая за наиболее близкий аналог (RU 165310, опубл. 10.10.2016).
Недостатком вышеуказанного технического решения является недостаточная долговечность прокладки подпятника в связи с тем, что отверстия для удержания смазочного материала выполнены сквозными. Это приводит тому, что в процессе эксплуатации тележки смазочный материал смещается с верхней поверхности прокладки, контактирующей с пятником, на нижнюю поверхность прокладки, контактирующую с подпятником. Таким образом, в области контакта прокладки с пятником возникает угроза появления сухого трения металл-металл, что может привести к деформации деталей.
Техническим результатом заявляемой полезной модели, является уменьшение изнашивания контактирующих поверхностей пятникового узла вагона в эксплуатации за счет снижения коэффициента трения, путем постоянного наличия антифрикционного материала и его равномерного распределения между контактирующими поверхностями пятникового узла вагона, что в конечном итоге приводит к повышению срока службы пятникового узла вагона.
Технический результат достигается тем, что предлагается прокладка подпятника тележки грузового вагона в виде стального диска, имеющего центральное сквозное отверстие и углубления на верхней и нижней поверхностях для заполнения смазкой, при этом углубления, выполнены в виде концентрических колец шириной В, расположенных друг от друга на расстоянии Т.
При этом шаг углублений на верхней поверхности относительно углублений на нижней поверхности может составлять Т/2.
Полезная модель поясняется чертежами, где изображено:
На фиг.1 - прокладка подпятника в разрезе;
На фиг.2 - вид А на фиг.1
На фиг.3 - вид Б на фиг.1
На фиг.4 - выносной элемент В на фиг.1
Прокладка подпятника грузового вагона представляет собой стальной диск 1, по центру которого выполнено центральное сквозное отверстие 2, для размещения в нем шкворня (не показано). С двух сторон диска 1 на поверхностях 3 и 4 расположены - углубления в виде концентрических колец 5. При этом поверхность 3 (нижняя) предназначена для контакта с подпятником (не показано), а поверхность 4 (верхняя) для контакта с пятником (не показано).
Материал стали прокладки может быть разнообразным: от простой углеродистой стали до высоколегированной в зависимости от требований, предъявляемых к эксплуатируемому шкворневому узлу в вагоне. В связи с этим и возможные свойства материала (как то твердость или предел текучести) весьма разнообразны. Так, например, твердость прокладки может составлять от 90 до 420 НВ.
В рабочем положении прокладка устанавливается между подпятником на надрессорной балке и пятником, закрепленным на кузове грузового вагона.
Концентрические кольца 5 заполнены смазочным материалом, в качестве которого может использоваться твердый (например железо-графит, фторопласт, бронза или баббит) или пластичный антифрикционный материал (например ЦИАТИМ 221 изготовленный на основе силиконового масла; ЦИАТИМ- 201, изготовленный на основе очищенного масла нефти; Л3-ЦНИИ, изготовленный на основе маловязкого минерального масла; ВНИИНП-207, изготовленный на основе кремнийорганической жидкости и синтетического углеводородного масла).
На нижней поверхности 3 по внешнему краю выполнена фаска 6 (фиг.3), для исключения закусывания прокладки о подпятник в процессе эксплуатации и исключения повреждения подпятника острой кромкой прокладки.
Концентрические кольца 5 за счет отсутствия сквозного сообщения между поверхностями 3 и 4 удерживают антифрикционный материал на поверхности прокладки подпятника и тем самым создают его достаточный запас на весь период эксплуатации, а количество концентрических колец 5 выбирается в зависимости от твердости используемого антифрикционного материала.
Количество концентрических колец 5, на поверхностях 3 и 4, может варьироваться от 2 до 10 (на фиг.2 и 3, изображено четыре и три углубления соответственно).
При количестве концентрических колец меньше 2, заявляемый технический эффект не достигается, т.к. в этом случае количество антифрикционного материала не превысит количество в ближайшем аналоге, а его распределение по всей поверхности прокладки будет неравномерное.
При количестве концентрических колец 5 больше 10 технический эффект не достигается из-за того, что большее количество концентрических колец 5 уменьшит прочность прокладки, что может привести к ее излому.
Ширина «В» (фиг.4) концентрических колец 5 на поверхностях 3 и 4, может варьироваться от 1 до 20 мм, и может быть как одинаковая для всех, так и переменная.
Ширина «В» также зависит от количества концентрических колец 5 на поверхностях прокладки. Так, для обеспечения заявляемого технического эффекта, необходимо соблюдать баланс между количеством антифрикционного материала и хрупкостью прокладки. Например, если выполнить два концентрических кольца 5, то разумнее всего делать величину «В» равной 20 мм, а при количестве концентрических колец 5 равном десяти -разумнее всего делать величину «В» равной 1 мм. Так же это может зависеть и от диаметра самой прокладки, т.е. для пятников большего размера диаметр прокладки соответственно тоже будет больше и для десяти колец потребуется ширина «В» не 1 мм, а, к примеру, 2 мм или более.
В зависимости от количества концентрических колец 5 и их ширины «В», шаг «Т» между двумя кольцами 5 может варьироваться от 20 до 40 мм.
Шаг «Т», так же как и ширина «В» варьируется для обеспечения заявляемого технического эффекта, т.е. необходимо соблюдать баланс между количеством антифрикционного материала и хрупкостью прокладки. Таким образом, например, при наличии «В» равной 20 мм, и количестве концентрических колец равном 2, разумнее всего делать величину «Т» равной 40 мм.
При этом концентрические кольца 5 расположены относительно друг друга таким образом, что их шаг на поверхности 3 относительно концентрических колец 5 на поверхности 4 составляет Т/2 (фиг.3).
Вышеуказанное соотношение необходимо выдерживать для того чтобы не снизить прочность прокладки, т.к. если концентрические кольца 5 будут находиться напротив друг друга, то стенка между углублениями будет очень тонкая и легко поддающаяся излому.
Таким образом, значения величин «В» и «Т», подбираются в зависимости от количества концентрических колец 5, которое, в свою очередь, зависит от выбранного антифрикционного материала.
Например, при использовании в качестве антифрикционного материала смазку ЦИАТИМ- 201, количество концентрических колец 5, разумнее всего сделать равным шести, ширину «В» концентрических колец 5 равной 5±1 мм, а шаг «Т» равным 25±5 мм.
В процессе эксплуатации вагона пятник и подпятник вращаются друг относительно друга на шкворне в пределах поворота тележки вагона в кривых участках пути. Из-за больших нагрузок опорной поверхности пятника на ответную поверхность подпятника возникает большая сила трения между ними и, как следствие, большой износ обеих поверхностей. Чтобы этого избежать между пятником и подпятником грузового вагона расположена прокладка подпятника, на поверхностях 3 и 4 которой расположены углубления в виде концентрических колец 5, заполненных смазочным материалом. По мере вращения смазочный материал доставляется на место контакта между соответствующей поверхностью прокладки и пятника или подпятника и способствует снижению истирания деталей тележки грузового вагона.
Заявляемая конструкция прокладки подпятника тележки грузового вагона позволяет удерживать смазку в пятниковом узле, а также обеспечить постепенную дозированную подачу смазки по всей трущейся поверхности прокладки тележки вагона, тем самым, исключая возможность возникновения сухого трения в течение длительного времени и, способствуя увеличению износостойкости детали, что в итоге позволяет повысить надежность работы прокладки в эксплуатации.