Фрикционный гаситель колебаний тележки железнодорожного вагона

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, касается конструкций двухосных тележек грузовых железнодорожных вагонов, в частности конструкций фрикционных гасителей колебаний, используемых в центральном рессорном подвешивании тележек грузовых вагонов.
Известна конструкция фрикционного клина для оснащения демпферов тележек грузовых железнодорожных вагонов и платформ (Патент РФ на полезную модель № 29276, B61F 5/12 от 19.09.2002 г.), содержащая полый металлический клиновой корпус, который включает основание со средством посадки на по меньшей мере одну рессорную пружину тележки вагона. Полый металлический клиновой корпус имеет практически вертикальную и наклонную стенки, ограниченные плоскостями, и боковые стенки. Также клиновой корпус имеет съемную сменную накладку из упругого износостойкого полимерного материала, установленную на наклонной стенке клинового корпуса. В средней части практически вертикальной стенки клинового корпуса по меньшей мере с одной ее стороны выполнено углубление, правая и левая части которого зеркально симметричны относительно вертикальной плоскости симметрии этого корпуса. Углубление выполнено на внутренней нерабочей стороне практически вертикальной стенки клинового корпуса. Накладка присоединена к наклонной стенке клинового корпуса по меньшей мере одним введенным в ответное отверстие штифтом.
Данная конструкция не исключает возможности выхода из зацепления износостойкой накладки и клина. В результате износостойкая накладка может деформироваться и нарушить функционирование фрикционного гасителя колебаний. Также износостойкая накладка может разрушится и тогда при взаимодействии фрикционного клина и надрессорной балки появится повышенный зазор, который может спровоцировать аварийную ситуацию в процессе движения вагона, при этом между фрикционным клином и надрессорной балкой будет отсутствовать элемент препятствующий износу контактных поверхностей надрессорной балки и фрикционного клина.
Также известна конструкция фрикционного гасителя колебаний тележки железнодорожного вагона [Патент РФ 2523513 опубликован 20.07.2014 бюллетень №17], содержащая фрикционный клин, взаимодействующий своей вертикальной поверхностью с фрикционной планкой, установленной на опорной колонке боковой рамы, а своей наклонной поверхностью с соответствующей поверхностью надрессорной балки посредством накладки. Накладка выполнена из эластомерного материала и закрепленной в пазах фрикционного клина с помощью выступов. Выступы входят в аналогичные углубления на наклонной поверхности фрикционного клина. Выступы на накладке выполнены прямолинейными и расположенными по диагоналям накладки. В месте пересечения диагоналей выполнен выступ в виде усеченного конуса. По осям симметрии на концевых частях накладки выполнены выступы треугольной формы, грани которых расположены параллельно указанным прямолинейным выступам.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для всех вариантов исполнения заявляемой полезной модели.
Недостатком данной конструкции является сложность в изготовлении системы выступов (углублений) в клине при которой возможно наличие заливов и не плотное прилегание накладки к наклонной поверхности клина, что в процессе эксплуатации вагона может привести к попаданию частиц перевозимого груза в область между накладкой и клином и выходу накладки из зацепления с клином, ее перекосу и разрушению при соударениях вагонов.
Задачей на решение которой направлена заявляемая полезная модель является создание конструкции крепления накладки, выполненной из износостойкого полимерного материала, к наклонной поверхности фрикционного клина, позволяющую увеличить срок службы при эксплуатации в составе тележки грузового вагона и обеспечивающую надежную фиксацию накладки на клине в сочетании с простотой изготовления.
Поставленная задача решается за счет того, что в фрикционном гасителе колебаний грузовой тележки железнодорожного вагона используется износостойкая накладка с установленными в соответствующие пазы фрикционного клина выступами выполненными в два уровня. Первый уровень выступов образован двумя расположенными симметрично относительно вертикальной и горизонтальной осей износостойкой накладки поверхностями в форме арок, основания которых расположены в уровень с соответствующими торцевыми гранями износостойкой накладки, а своды арок, выполненные по радиусу, направленны в центральную часть износостойкой накладки. Второй уровень выступов представляет собой два расположенных симметрично относительно вертикальной и горизонтальной осей износостойкой накладки усеченных конуса, выполненных на поверхностях образованных первым уровнем выступов. Выполнение накладки с описанными выступами позволяет упростить изготовление ответной поверхности в фрикционном клине, снизить вероятность заливов пазов в клине при изготовлении литьем, за счет исключения острых углов в выполняемых выступах, обеспечивая тем самым плотное прилегание износостойкой накладки к клину и снижая вероятность ее перекоса, выхода из зацепления и разрушения при эксплуатации. Также наличие двух выступов в виде усеченных конусов, вместо одного способствует более надежной фиксации износостойкой накладки на клине, а выполненные под ними выступы в виде арок со сводами по радиусу, позволяют исключить концентраторы напряжений в износостойкой накладке, приводящие к возникновению трещин и изломов, что способствует увеличению срока службы при эксплуатации в составе тележки грузового вагона.
Вариант выполнения фрикционного гасителя колебаний грузовой тележки железнодорожного вагона с износостойкой накладкой зафиксированной на фрикционном клине посредством не менее чем одной скобы, пропущенной в сквозные отверстия выполненные в усеченных конусах износостойкой накладки, также способствует повышению надежности фрикционного гасителя колебаний, так как предотвращается выход из зацепления износостойкой накладки и фрикционного клина.
Вариант выполнения фрикционного гасителя колебаний грузовой тележки железнодорожного вагона при котором в усеченных конусах износостойкой накладки имеются прямоугольные пазы, развернутые относительно сквозных отверстий на 90º, позволяет обеспечить свободное вхождение усеченных конусов в соответствующие пазы фрикционного клина без заедания, обеспечивая тем самым плотное прилегание износостойкой накладки к клину и, как следствие, более надежную фиксацию.
Вариант выполнения фрикционного гасителя колебаний грузовой тележки железнодорожного вагона при котором на поверхности износостойкой накладки, взаимодействующей с надрессорной балкой, на всю длину торцевых граней выполнены пазы, позволяет увеличить срок службы фрикционного гасителя колебаний в целом, посредством увеличения эксплуатационного ресурса износостойкой накладки за счет, исключения возникновения усталостных трещин и повреждения износостойкой накладки от воздействия на неё кромочных образований ограничивающих контактную площадку на надрессорной балке.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в том, что фрикционный гаситель колебаний грузовой тележки железнодорожного вагона, содержит фрикционный клин, опирающийся по меньшей мере на одну рессорную пружину, взаимодействующий одной поверхностью с износостойким элементом, установленным на колонке надрессорного проема боковой рамы грузовой тележки, а другой поверхностью взаимодействующий с поверхностью надрессорной балки посредством износостойкой накладки, выполненной из полимерного материала, имеющей конфигурацию прямоугольной формы, ограниченной боковыми и торцевыми, концевыми гранями, установленной своими выступами в аналогичные пазы фрикционного клина, кроме того, выступы на износостойкой накладке выполнены в два уровня, первый уровень выступов образован двумя выступами в форме арок, расположенными симметрично относительно вертикальной и горизонтальной осей износостойкой накладки, при этом основания арок расположены вровень с соответствующими торцевыми гранями износостойкой накладки, своды арок, выполненные по радиусу, направленны в центральную часть износостойкой накладки, а второй уровень выступов представляет собой два расположенных симметрично относительно вертикальной и горизонтальной осей износостойкой накладки усеченных конуса, выполненных на поверхностях образованных первым уровнем выступов.
Возможно исполнение при котором в усеченных конусах износостойкой накладки в боковых поверхностях выполнены сквозные отверстия.
Возможно исполнение при котором износостойкая накладка зафиксирована на фрикционном клине посредством не менее чем одной скобы, пропущенной в сквозные отверстия выполненные в усеченных конусах износостойкой накладки.
Возможно исполнение при котором высота выступов первого уровня меньше высоты выступов второго уровня и составляет не менее 5 мм.
Возможно исполнение при котором на поверхности износостойкой накладки взаимодействующей с надрессорной балкой, выполнены пазы на всю длину торцевых граней.
Возможно исполнение при котором в усеченных конусах износостойкой накладки имеются прямоугольные пазы, развернутые относительно сквозных отверстий на 90º
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами:
Фиг. 1 – Фрикционный клин с износостойкой накладкой и без нее;
Фиг. 2 – Износостойкая накладка;
Фиг. 3 –Крепление износостойкой накладки при помощи скобы.
Фрикционный гаситель колебаний грузовой тележки железнодорожного вагона, содержит фрикционный клин 1, опирающийся по меньшей мере на одну рессорную пружину. Фрикционный клин взаимодействует одной поверхностью 2 с износостойким элементом, установленным на колонке надрессорного проема боковой рамы грузовой тележки, а другой поверхностью 3 взаимодействует с поверхностью надрессорной балки посредством износостойкой накладки 4. Износостойкая накладка 4 выполнена из полимерного материала, имеет конфигурацию прямоугольной формы, ограниченной боковыми 5 и торцевыми 6, концевыми гранями. Износостойкая накладка 4 установлена своими выступами 7 и 10 в аналогичные пазы фрикционного клина 1. Выступы на износостойкой накладке 4 выполнены в два уровня. Первый уровень выступов 7 образован двумя расположенными симметрично относительно вертикальной и горизонтальной осей износостойкой накладки 4 поверхностями в форме арок, основания 8 которых расположены в уровень с соответствующими торцевыми 6 гранями износостойкой накладки 4, а своды 9 арок, выполненные по радиусу, направленны в центральную часть износостойкой накладки 4. Второй уровень выступов 10 представляет собой два расположенных симметрично относительно вертикальной и горизонтальной осей износостойкой накладки 4 усеченных конуса, выполненных на поверхностях образованных первым уровнем выступов 7.
Износостойкая накладка 4 может быть зафиксирована на фрикционном клине 1 посредством не менее чем одной скобы 11, пропущенной в сквозные отверстия 12 выполненные в усеченных конусах 10 износостойкой накладки 4.
Высота выступов 7 первого уровня меньше высоты выступов 10 второго уровня и составляет не менее 5 мм.
Техническим результатом от применения заявляемой полезной модели является увеличение срока службы фрикционного гасителя колебаний в эксплуатации за счет надежной фиксации накладки на фрикционном клине в сочетании с простотой изготовления.
В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и проводятся всесторонние испытания опытных образцов.