Узел соединения боковой рамы с колесной парой в тележке грузового железнодорожного вагона

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается узла соединения боковой рамы с колесной парой в тележке грузового вагона.
Из уровня техники известна конструкция адаптера подшипника и вставки адаптера тележки железнодорожного вагона [патент US 5562045 опубликован 08.10.1996], входящая в тележку железнодорожного вагона, которая содержит колесную пару, пару осей, две боковые рамы и надрессорную балку. Каждая боковая рама имеет на каждом конце буксовый проем, пару противолежащих упорных выступов, расположенных на боковых стенках и ограничивающих буксовый проем в положениях, приближенных к верхней части буксового проема. Тележка для установки каждого конца боковых рам на концы соответствующей оси содержит узел подшипников на каждом конце каждой оси, расположенных в соответствующих буксовых проемах боковых рам. При этом используется адаптер, устанавливаемый в буксовом проеме на подшипники, причем адаптер имеет выемку на каждом своем конце. Каждая выемка ограничивается вертикальной концевой стенкой адаптера и парой идущих в продольном направлении заплечиков адаптера. Расстояние между заплечиками больше боковой ширины опорного выступа. Также используется неметаллическая вставка адаптера, устанавливаемая сверху адаптера. Каждая вставка адаптера имеет верхнюю часть, равную по длине верхней поверхности адаптера, и концевые части, точно входящие в выемки. Вставка адаптера имеет выемку под опорный выступ в каждой своей концевой части, причем выемка ограничивается вертикальной концевой стенкой вставки адаптера и парой идущих по бокам вдоль вставки адаптера заплечиков. Расстояние между заплечиками примерно равно боковой ширине соответствующих опорных выступов адаптера.
Недостатком вышеописанной конструкции является недостаточная жесткость прокладки в продольном направлении при смещении на адаптере и в процессе эксплуатации тележки возможно появление трещин в зоне перехода горизонтальной части и концевых частей прокладки и потеря их целостности.
Также известна конструкция тележки железнодорожного вагона [Патент РФ 2311310 опубликован 27.11.2007 бюл. №33], содержащая две боковины и брус. Боковины имеют буксовое отверстие на каждом конце, образованное внешним боковым буксовым вырезом, внутренней боковой вертикальной поверхностью и секцией свода, идущей между буксовым вырезом и вертикальной поверхностью. Боковина также содержит первый опорный выступ в месте стыка боковой вертикальной поверхности и секции свода и второй опорный выступ в месте стыка вертикальной поверхности и секции свода. В конструкции тележки содержится переходник подшипника, входящий в каждое буксовое отверстие. Переходник содержит в основном прямоугольную центральную секцию, имеющую верхнюю поверхность, дуговидное отверстие в противоположных поперечных концах, предназначенное для приема подшипника, пару идущих в боковом направлении выемок на верхней поверхности, в основном прямоугольное отверстие в противоположных продольных концах, образованное идущим в боковом направлении концом стенки переходника и двумя смещенными в боковом направлении друг от друга зависимыми заплечиками переходника. Также тележка содержит эластомерную подушку, установленную на верхней части переходника подшипника. Подушка содержит в основном плоскую прямоугольную верхнюю секцию, идущую по всей ширине подушки переходника, и две пары зависимых заплечиков, идущих вниз от каждого продольного конца подушки переходника. Заплечики подушки смещены в боковом направлении друг от друга и образуют отверстие для опорного выступа у каждого продольного конца подушки переходника. Опорный выступ каждого буксового отверстия боковины входит в отверстие для опорного выступа подушки переходника, причем пара ножек подушки переходника у каждого продольного конца подушки переходника входит главным образом в прямоугольное отверстие у каждого продольного конца переходника подшипника. Каждая подушка переходника дополнительно содержит пару смещенных в боковом направлении друг от друга выступов, идущих вниз от нижней поверхности верхней секции подушки переходника. Выступы входят в идущие в боковом направлении выемки на верхней поверхности переходника подшипника. Каждая подушка также содержит по меньшей мере две лапки индикации износа, идущие в боковом направлении наружу от верхней секции. Каждая лапка индикации износа имеет верхнюю поверхность, расположенную ниже уровня верхней секции.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
Недостатком вышеописанной конструкции является сложная конфигурация прокладки и опорной поверхности адаптера, при изготовлении которых в адаптере возможно наличие заливов в углублениях под прокладку, что может привести к несобираемости деталей и смятию выступов в прокладке, появлению в ней трещин и дальнейшему разрушению при эксплуатации в тележке.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является усовершенствование узла опоры боковой рамы на колесную пару тележки грузового железнодорожного вагона, путем модернизации адаптера и упругой вставки, обеспечив улучшение рабочих характеристик, увеличив срок службы при эксплуатации в составе тележки грузового вагона, тем самым повысив ходовые качества тележки при вписывании ее в кривые участки железнодорожного пути.
Техническим результатом, от применения предлагаемой полезной модели, является повышение эксплуатационной надежности.
Технический результат достигается за счет того, что в узле соединения боковой рамы с колесной парой тележки грузового железнодорожного вагона используются адаптер, у которого переход плоской опорной поверхности горизонтальной секции в боковой паз упорных кронштейнов выполнен по радиусу R1, и упругая вставка, на боковой стенке упорных кронштейнов которой имеется не менее двух горизонтальных выступов, а переход нижней опорной поверхности горизонтальной секции упругой вставки в упорные кронштейны выполнен по радиусу R2, при этом отношение радиусов R2 упругой вставки к R1 адаптера находится в диапазоне от 0,77 до 0,89. Наличие у адаптера и упругой вставки указанных радиусных переходов, взамен угловых переходов либо переходов через фаски, позволяет исключить возникновение концентраторов напряжений, в местах переходов, за счет равномерного распределения нагрузки по всей поверхности радиуса. Данное техническое решение снижает вероятность возникновения и развития при эксплуатации трещин и изломов в местах перехода, тем самым повышая надежность конструкции. Диапазон отношений для указанных радиусов позволяет обеспечить плотную посадку упругой вставки на адаптер, в местах перехода, тем самым также обеспечивая равномерное распределение нагрузки по поверхностям переходов, исключая точечные напряжения, приводящие к возникновению трещин и изломов. Наличие на боковых стенках упорных кронштейнов упругой вставки горизонтальных выступов позволяет обеспечить плотную посадку упоров буксового проема боковой рамы в пазах упругой вставки. Данное техническое решение позволяет исключить возможность установки упоров в пазы упругой вставки с зазорами, приводящими к перекосам и биениям упоров о стенки упругой вставки.
Вариант выполнения адаптера с углом охвата кассетного подшипника а в диапазоне от 79 до 81 градуса, по посадочному радиусу позволяет обеспечить равномерное распределение нагрузки, передаваемой на ролики кассетного подшипника колесной пары, что способствует долговечности его работы в эксплуатации.
Сущность заявляемой полезной модели, заключается в том, что узел соединения боковой рамы с колесной парой в тележке грузового железнодорожного вагона, содержащий боковую раму с буксовым проемом, имеющую на внутренней и внешних вертикальных стенках, направленные в середину буксового проема упоры, опирающиеся на подшипник кассетного типа, установленный на оси колесной пары через адаптер, представляющий собой монолитную отливку прямоугольной формы, включающий горизонтальную прямоугольную секцию с плоской опорной поверхностью в верхней части, дугообразный вырез в нижней части устанавливаемый на наружное кольцо подшипника кассетного типа, выступы, направленные вверх и образующие пазы в средней зоне верхней части адаптера, выполненные по краям боковых граней упорные кронштейны, направленные вниз и образующие между собой боковые пазы, упругую вставку, представляющую собой горизонтальную секцию прямоугольной формы с выступами в средней части, контактирующую с плоской опорной поверхностью и пазами в верхней части адаптера, с направленными вниз упорными кронштейнами, расположенными по краям упругой вставки и образующими между собой пазы, входящие в боковые пазы адаптера и контактирующие с упорами буксового проема, кроме того, упругая вставка на боковой стенке упорных кронштейнов имеет не менее двух горизонтальных выступов, при этом переход плоской опорной поверхности горизонтальной секции адаптера в боковой паз упорных кронштейнов выполнен по радиусу R1, переход нижней опорной поверхности горизонтальной секции упругой вставки в упорные кронштейны выполнен по радиусу R2, а отношение радиусов R2 к R1 находится в диапазоне от 0,77 до 0,89.
Возможно выполнение радиуса перехода плоской опорной поверхности горизонтальной секции в боковой паз упорных кронштейнов адаптера R1 в диапазоне от 20 до 22 мм.
Возможно выполнение радиуса перехода горизонтальной секции в упорные кронштейны R2 в диапазоне от 17 до 18 мм.
Возможно выполнение адаптера с углом охвата кассетного подшипника а в диапазоне от 79 до 81 градуса, по посадочному радиусу.
Возможно выполнение горизонтальных выступов на внутренних, либо на внешних, либо совместно на внутренних и внешних стенках упорных кронштейнов упругой вставки.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:
Фиг. 1 - Узел соединения боковой рамы с колесной парой в тележке грузового железнодорожного вагона;
Фиг. 2 - Адаптер;
Фиг. 3 - Упругая вставка;
Фиг. 4 - Угол охвата кассетного подшипника.
Узел соединения боковой рамы с колесной парой в тележке грузового железнодорожного вагона, содержит боковую раму 5 с буксовым проемом, имеющую на внутренней и внешних вертикальных стенках, направленные в середину буксового проема упоры 6, опирающиеся на подшипник 2 кассетного типа, установленный на оси колесной пары 1 через адаптер 3 и упругую вставку 4.
Адаптер 3 представляет собой монолитную отливку прямоугольной формы, с горизонтальной прямоугольной секцией, имеющей плоскую опорную поверхность 7 в верхней части, и дугообразным вырезом 8 в нижней части, устанавливаемым на наружное кольцо подшипника 2 кассетного типа. Адаптер также имеет выступы 9, направленные вверх и образующие пазы 10 в средней зоне верхней части адаптера. По краям боковых граней адаптера выполнены упорные кронштейны 11, направленные вниз и образующие между собой боковые пазы 12. Переход плоской опорной поверхности 7 горизонтальной секции адаптера 3 в боковой паз 12 упорных кронштейнов 11 выполнен по радиусу R1.
Упругая вставка 4 представляет собой горизонтальную секцию 13 прямоугольной формы с выступами 14 в средней части, контактирующую с плоской опорной поверхностью 7 и пазами 10 в верхней части адаптера 3. Упругая вставка 4 имеет направленные вниз упорные кронштейны 15, расположенные по краям и образующими между собой пазы 16, входящие в боковые пазы 12 адаптера 3 и контактирующие с упорами 6 буксового проема. На боковой стенке упорных кронштейнов 15 имеется не менее двух горизонтальных выступов 17. Переход нижней опорной поверхности горизонтальной секции 13 упругой вставки 4 в упорные кронштейны 15 выполнен по радиусу R2.
Отношение радиусов R2 к R1 находится в диапазоне от 0,77 до 0,89.
В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и проведены испытания опытных образцов.