БОКОВАЯ ОПОРА ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, касается конструкций двухосных тележек грузовых вагонов, в частности конструкции боковой опоры грузовой железнодорожной тележки.
Известна двухрядная пружина для боковой опоры тележки грузового вагона, содержащая наружную и внутреннюю пружины, при этом каждая пружина выполнена цилиндрической винтовой, представляющей собой брус, ось которого расположена на поверхности образующего цилиндра по винтовой линии, с рабочими и опорными витками, отличающаяся тем, что сумма индексов наружной и внутренней пружин составляет интервал от 9,312 до 10,038, причем у наружной пружины средний диаметр составляет интервал от 106 до 112 мм, угол подъема оси винтового бруса составляет интервал от 5,577 до 6,309 градусов, а длина оси рабочей части винтового бруса составляет интервал от 964,7 до 1101,0 мм, вместе с этим, у внутренней пружины средний диаметр составляет интервал от 58 до 64 мм, угол подъема оси винтового бруса составляет интервал от 5,240 до 6,341 градусов, а длина оси рабочей части винтового бруса составляет интервал от 1041,2 до 1270,1 мм. (RU 207252, МПК B61F 5/14 F16F 1/06, опубл. 20.10.2021).
Недостатком известного технического решения является то, что при данной конструкции пружины не обеспечивается необходимая циклическая долговечность, что сказывается на ресурсе работы скользуна.
Наиболее близким аналогом является боковая опора тележки грузового железнодорожного вагона, содержащая корпус и наружный колпак, имеющие внутренние направляющие колонки, служащие для центровки упругого элемента, расположенного между корпусом и колпаком, при этом в центральной части опорной поверхности колпака выполнено резьбовое отверстие, а колонка в центральной части корпуса выполнена с размещенным в ней ограничителем (RU 200791, МПК B61F 5/14, опубл. 11.11.2020).
Недостатком наиболее близкого технического решения является недостаточная циклическая долговечность пружины, что сказывается на ресурсе работы боковой опоры (далее также - скользуна).
Технической проблемой является создание конструкции боковой опоры, в которой будет обеспечена циклическая долговечность пружины при повышенных эксплуатационных нагрузках, что позволит повысить долговечность и надежность боковой опоры.
Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности боковой опоры тележки грузового вагона, что приводит к увеличению долговечности основных несущих элементов тележки.
Указанный технический результат достигается тем, что боковая опора тележки грузового железнодорожного вагона, содержащая корпус и наружный колпак, включает внутренние направляющие колонки, служащие для центровки упругого элемента, расположенного между корпусом и колпаком. В центральной части опорной поверхности колпака выполнено резьбовое отверстие, а в центральной части корпуса выполнена колонка с размещенным в ней ограничителем. Ограничитель выполнен составным и содержит болт, шайбу и гильзу, при этом на резьбу болта наносится анаэробный герметик. В качестве упругого элемента использована двухрядная пружина, состоящая из внутренней и наружной пружины. Внутренняя и наружная пружины выполнены высотой в диапазоне 105-120 мм. Наружная пружина выполнена диаметром 130-140 мм, диаметр прутка составляет 18-23 мм, шаг составляет 35-40 мм, индекс пружины - 4,6-6,7, число рабочих витков составляет 2,3-2,5, полное число витков составляет 3,8-4,0. Внутренняя пружина выполнена диаметром 85-95 мм, диаметр прутка составляет 12-16 мм, шаг составляет 23-27 мм, индекс пружины - 4,3-6,9, число рабочих витков составляет 3,7-4, полное число витков составляет 5-5,5.
Внутренняя и наружная пружины могут быть выполнены одинаковой высоты.
Пружины скользуна могут быть выполнены из стали марки 60С2ХФА ГОСТ 14959-79.
Внутренняя и наружная пружины могут быть выполнены одинаковой высоты.
Признаками полезной модели являются:
Боковая опора тележки грузового железнодорожного вагона,
содержащая наружный колпак,
упругий элемент,
внутренние направляющие колонки,
корпус.
В центральной части опорной поверхности колпака выполнено резьбовое отверстие,
в которое закручивается болт.
Резьбовое отверстие может быть выполнено как сквозным, так и несквозным.
Внутренняя направляющая колонка выполнена в центральной части корпуса.
Рабочая опорная поверхность колпака боковой опоры содержит индикаторы предельного износа в виде углублений.
В качестве упругого элемента может быть использована двухрядная пружина, состоящая из внутренней и наружной пружины.
Внутренняя и наружная пружины выполнены высотой в диапазоне 105-120 мм.
Наружная пружина выполнена диаметром 130-140 мм, диаметр прутка составляет 18-23 мм, шаг составляет 35-40 мм, индекс пружины - 4,6-6,7, число рабочих витков составляет 2,3-2,5, полное число витков составляет 3,8-4,0.
Внутренняя пружина выполнена диаметром 85-95 мм, диаметр прутка составляет 12-16 мм, шаг составляет 23-27 мм, индекс пружины - 4,3-6,9, число рабочих витков составляет 3,7-4, полное число витков составляет 5-5,5.
Пружины скользуна могут быть выполнены из стали марки 60С2ХФА.
Признаки 1-11 являются общими с прототипом, признаки 12-15 являются отличительными признаками полезной модели.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами.
На фиг. 1- представлен изометрический вид боковой опоры,
на фиг. 2 - изометрический вид упругого элемента (двухрядной пружины),
на фиг. 3 - наружная пружина,
на фиг. 4 - внутренняя пружина.
Обозначения на чертежах:
1 - колпак,
2 - упругий элемент,
2.1 - наружная пружина,
2.2 - внутренняя пружина,
3, 4 - внутренние направляющие колонки,
5 - корпус,
6 - болт,
7 - индикатор предельного износа,
8 - нижняя часть болта 6,
9 - верхняя часть внутренней направляющей колонки 3,
10 - резьбовое отверстие,
11 - гильза,
L1 - наружный диаметр наружной пружины 2.1,
L2 - высота наружной пружины 2.1,
L3 - шаг наружной пружины 2.1,
D1 - диаметр прутка наружной пружины 2.1,
L4 - наружный диаметр внутренней пружины 2.2,
L5 - высота внутренней пружины 2.2,
L6 - шаг внутренней пружины 2.2,
D2 - диаметр прутка внутренней пружины 2.2.
Боковая опора тележки грузового железнодорожного вагона состоит из наружного колпака 1, упругого элемента 2, внутренних направляющих колонок 3 и 4, корпуса 5. В центральной части опорной поверхности колпака 1 выполнено резьбовое отверстие 10, в которое закручивается болт 6, исключающий выход колпака 1 из корпуса 5, гильза 11 ограничивает глубину закручивания болта 6. Резьбовое отверстие 10 может быть выполнено как сквозным, так и несквозным. Внутренняя направляющая колонка 3 выполнена в центральной части корпуса 5 с размещенным в ней болтом 6 и гильзой 11. Рабочая опорная поверхность колпака 1 боковой опоры содержит индикаторы предельного износа 7 в виде углублений, необходимые для оценки состояния боковой опоры без применения средств измерений. Верхняя часть 9 внутренней направляющей колонки 3 имеет диаметр, меньший, чем нижняя часть 8 болта 6, но больший, чем диаметр гильзы 11, надетой на резьбовую часть болта 6.
В качестве упругого элемента 2 использована двухрядная пружина, состоящая из внутренней 2.2 и наружной 2.1 пружины. Внутренняя 2.2 и наружная 2.1 пружины выполнены высотой в диапазоне 105-120 мм.
Наружная пружина 2.1 выполнена диаметром 130-140 мм, диаметр прутка составляет 18-23 мм, шаг составляет 35-40 мм, индекс пружины - 4,6-6,7, число рабочих витков составляет 2,3-2,5, полное число витков составляет 3,8-4,0.
Внутренняя пружина 2.2 выполнена диаметром 85-95 мм, диаметр прутка составляет 12-16 мм, шаг составляет 23-27 мм, индекс пружины - 4,3-6,9, число рабочих витков составляет 3,7-4, полное число витков составляет 5-5,5.
Пружины скользуна могут быть выполнены из стали марки 60С2ХФА ГОСТ 14959-79.
Предложенная боковая опора тележки грузового железнодорожного вагона работает следующим образом.
Боковая опора содержит рабочую опорную поверхность на колпаке 1 для соприкосновения с опорной поверхностью на вагоне. Данная поверхность имеет индикаторы износа 7 для определения своевременной замены изношенного колпака. Наружная цилиндрическая часть колпака 1 при соприкосновении с корпусом 5 передает нагрузку от вагона через надрессорную балку на рессорное подвешивание тележки. Колпак 1 также содержит внутреннюю направляющую колонку 4, которая служит для центровки упругого элемента 2. Корпус боковой опоры 5 имеет отверстия для крепления к надрессорной балке. В центре корпуса 5 находится внутренняя направляющая колонка 3, в которой перемещается ввинченный в резьбовое отверстие 10 колпака 1 болт 6, исключающий выход колпака 1 из корпуса 5, гильза 11 ограничивает глубину закручивания болта и, соответственно, высоту боковой опоры. Внутренняя направляющая колонка 3 имеет диаметр, больший, чем нижняя часть болта 6. При этом верхняя часть 9 внутренней направляющей колонки 3 имеет диаметр, меньший, чем нижняя часть болта 6, но больший, чем диаметр гильзы 11, одетой на резьбовую часть болта 6. Внутренняя направляющая колонка 3 выполняет также функцию центрирующей направляющей для упругого элемента 2. В экспериментальной боковой опоре, являющейся примером использования, внутренняя 2.2 и наружная 2.1 пружина были выполнены одинаковой высоты 111 мм. Наружная пружина 2.1 была выполнена диаметром 135 мм, диаметр прутка составлял 20 мм, шаг составлял 38 мм, число рабочих витков составляло 2,4, полное число витков составляло 3,9. Внутренняя пружина 2.2 была выполнена диаметром 90 мм, диаметр прутка составлял 14 мм, шаг составлял 25 мм, число рабочих витков составляло 3,9, полное число витков составляло 5,4.
Совокупность геометрических параметров была определена по результатам расчетов и экспериментальных исследований заявляемой пружины. При этом экспериментальные исследования подтвердили более высокую циклическую долговечность пружины (на 20 % выше, чем у наиболее близкого аналога) при повышенных эксплуатационных нагрузках, что обеспечивает ее большую надежность и долговечность, данные обстоятельства влияют на стабильность возникающих нагрузок на крупное вагонное литье, соответственно увеличивается долговечность основных несущих элементов тележки.
При этом отмечается возможность достижения заявленного технического результата именно всей совокупностью признаков отличительной части формулы полезной модели с учетом характера нагрузок на боковую опору (скользун) рамы тележки вагона.
Таким образом, предлагаемая конструкция боковой опоры тележки грузового железнодорожного вагона обеспечивает достижение технического результата, а именно: повышается эксплуатационная надежность боковой опоры тележки грузового вагона, что приводит к увеличению долговечности основных несущих элементов тележки.