БУКСА С РОЛИКОВЫМИ ПОДШИПНИКАМИ И ОСЕВОЙ ШАРОВОЙ ОПОРОЙ

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. В61F 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 [1]. 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. В61F 15/12, 1997 г.). Внутренние кольца подшипников выполнены без бортов и закреплены от осевого смещения стопорными кольцами. При нагрузке вдоль оси 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 воздействие осевой переменной нагрузки и особенно ударного импульса сопровождается скольжением и резким повышением сил трения в сопряжениях пята-подпятник-осевая опора. Это взаимодействие приводит к интенсивному изнашиванию контактирующих поверхностей вплоть до их схватывания. Кроме этого, сцепление поверхностей трения подпятника и осевой опоры сопровождается проворотом опоры, изнашиванием торцовых поверхностей опоры и прижимной крышки, что приводит к нарушению работы резьбовых соединений прижимной крышки и, соответственно, осевого опорного узла. Это снижает достоинства устройства буксы с роликовыми подшипниками и осевой шаровой опорой.
Цель изобретения - повышение ресурса букс с цилиндрическими роликоподшипниками и осевой шаровой опорой.
Задача решается путем снабжения буксы дополнительной осевой опорой между опорной поверхностью оси и торцовой поверхностью пяты, выполнения кольцевых канавок на торцовых поверхностях пяты и дополнительной опоры, размещения в канавках тел вращения (например, шариков), которые устанавливают в сепараторе из самосмазывающегося материала.
На фиг.1 изображен продольный разрез буксового узла.
Букса содержит ось 1, шейку оси 2, на которую установлены подшипники 3 с цилиндрическими роликами. Внутренние кольца подшипников выполнены без бортов, наружные кольца - с двумя бортами. Внутренние кольца подшипников закреплены от осевого смещения на шейке оси стопорным кольцом 4 через опорное кольцо 5. Наружные кольца подшипников установлены в корпус 6 буксы и фиксируются прижимной крышкой 7 через осевую опору 8. В отверстии шейки оси 2 размещены пята 9 и дополнительная опора 10, а между пятой 9 и осевой опорой 8 - шаровой подпятник 11. На торцовых поверхностях пяты 9 и дополнительной опоры 10 выполнены кольцевые канавки, между которыми установлены тела вращения 12, например, шарики. Тела вращения размещены в сепараторе 13. Посредством пружины упор 14 прижимает шаровой подпятник 11 к осевой опоре 8, а пяту 9 втулкой 15 - к дополнительной опоре 10 через тела вращения 12.
Внутренняя полость буксы заполняется смазочным материалом и закрывается смотровой крышкой.
Буксовый узел работает следующим образом. При движении железнодорожного состава и радиальной нагрузке на цилиндрические ролики подшипников буксы ось 1 вращается вместе с упором 14, торцовая поверхность которого передает вращательное движение подпятнику 11. При осевой нагрузке оси 1 на опору 10 пята 9 вступает в контакт с подпятником 11, при этом торцовая поверхность пяты 9 взаимодействует с телами качения 12, а те, в свою очередь, с торцовой поверхностью дополнительной опоры 10. При изгибе оси под радиальной нагрузкой шаровой подпятник 11 обеспечивает соответствующий поворот торцовых поверхностей пяты 9 и опоры 10. При перекосах
это определяет равномерное распределение нагрузки между телами качения 12. В связи со сложностью доступа смазочного материала в зону работы тел качения 12 сепаратор 13 выполнен из самосмазывающегося материала, что сохраняет более длительное время работоспособное состояние контактирующих поверхностей кольцевых канавок пяты и опоры.
Предложенное устройство буксы обеспечивает снижение вращающего момента, действующего на осевую опору, улучшает триботехнические параметры буксы, позволяет увеличить несущую способность опоры с телами качения, воспринимающими комбинированную нагрузку.
Список использованных источников
1. Справочник по электроподвижному составу, тепловозам и дизель-поездам, т.1 / Под. Ред. А.И.Тищенко. М.: Транспорт, 1976. 158 с.