БУКСОВЫЙ УЗЕЛ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к буксовым узлам подвижного состава.
0
Известен буксовый узел, содержащий корпус, два цилиндрических подшипника - передний и задний, крепительную и смотровую крышку, лабиринтное и уплотнительное кольцо, элементы торцевого крепления подшипников. (Пастухов И.Ф., Пигунов В.В., Кашкалда P.O. Конструкция вагонов: Учебник для колледжей и техникумов ж.-д. транспорта. - 2-е изд. - М.: маршрут, 2004. - 504 с. (с 91-92)).
Недостатком такой буксы является ее низкие надежность и долговечность при сверхнормативных условиях эксплуатации (повышенная радиальная нагрузка на ось колесной пары или повышенная скорость транспортного средства). При предаварийных температурах эксплуатации буксы Т=80÷100°С (температура аварийного перегрева буксы Т>110°С) из-за резкого уменьшения монтажного натяга между внутренним диаметром подшипника и шейкой оси колесной пары, а также ослабления торцевого крепления подшипника возможно появление осевого биения и даже прокручивания подшипника по шейке оси колесной пары. Данное обстоятельство недопустимо и приводит к выходу из строя буксового узла и колесной пары в целом.
Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности и долговечности буксового узла.
Технический результат достигается тем, что в буксовом узле уплотнительное кольцо выполнено составным и состоит из кольцевого элемента из сплава с памятью формы ТН-1, термоциклированного на обратимую деформацию, и взаимодействующего с ним кольцевого упругого элемента.
На фиг.1 изображен общий вид буксового узла, на фиг.2 -составное уплотнительное кольцо до нагрева, на фиг.3 - после нагрева.
Буксовый узел состоит из корпуса 1, двух цилиндрических подшипников 2 и 3, лабиринтного кольца 4, кольцевого упругого элемента 5, кольцевого элемента из материала с памятью формы 6, прижимной шайбы 7, крепительных болтов 8, крепительной крышки 9.
Буксовый узел железнодорожного транспортного средства работает следующим образом.
При повышении температуры буксового узла до Т=90÷95°С (температура начала обратного мартенситного превращения) кольцевой элемент 6 из сплава ТН-1 начинает изменять свою форму: при уменьшении диаметра увеличивается его высота. Одновременно происходит сжатие кольцевого упругого элемента 5, который создает дополнительное осевое усилие на подшипники 2 и 3, прижимая их к лабиринтному кольцу 4 и корпусу 1.
Кроме того, воздействуя одновременно на прижимную шайбу 7 кольцевые элементы 6 и 5 препятствуют самоотвинчиванию болтов 8. При этом, какое-либо дополнительное воздействие на крышку 9 отсутствует. Усилие сжатия зависит от габаритных размеров кольцевого элемента 6 и может достигать от 200 до 500 кг.
Деформация кольцевого элемента 6 заканчивается при температуре Т=105°С (температура конца обратного мартенситного превращения сплава ТН-1).
Следует сказать, что величина деформации элемента 6 зависит от температуры и может заканчиваться при температурах меньших Т=105°С (равных реальной температуре буксового узла. Например: 96, 98, 100°С и т.д.).
При охлаждении буксового узла (естественного или принудительного) кольцевой элемент 6 возвращается в исходное положение. Температура начала возвращения Т=65°С (температура начала прямого мартенситного
превращения сплава ТН-1). Температура конца возвращения Т=40°С (температура конца прямого мартенситного превращения сплава ТН-1). При этом, кольцевой упругий элемент 5, специально оттарированный под элемент 6, «помогает» последнему вернуться точно в первоначальное положение (Барвинок В.А., Богданович В.И., Феоктистов B.C. Физические основы моделирования и проектирования реверсивных силовых приводов из материала с эффектом памяти формы /Международный центр научной и технической информации, М., 1997, 72 с.).
Предлагаемая конструкция буксового узла позволяет без участия машиниста или других систем управления и контроля обеспечить существенное повышение надежности работы буксового узла в экстремальных условиях эксплуатации за счет существенного повышения прочности торцевого крепления подшипников и уменьшения на них динамических нагрузок. Предложенный буксовый узел позволяет увеличить гарантийный срок эксплуатации колесной пары по качеству торцевого крепления с 3 до 3,5÷4 лет.