СКОЛЬЗУН ТЕЛЕЖКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА
RAILWAY CAR BOGIE SLIPPER

Изобретение имеет отношение к повышению ресурса скользунов железнодорожного вагона путем усовершенствования системы смазки и может быть использовано в машиностроении в узлах трения, работающих в условиях ограниченной смазки.
Известен скользун тележки железнодорожного вагона, содержащий основание, на котором выполнена цилиндрическая направляющая, в которую телескопическим образом входит цилиндрический элемент, имеющий форму стакана, между которым расположен как минимум один упругий элемент. Для снижения коэффициента трения и повышения ресурса, за счет снижения интенсивности износа, на контактирующие поверхности стакана и направляющей наносят разовую смазку или неметаллическое покрытие (Опорный скользун тележки железнодорожного вагона. Патент RU №2370388 C2 от 19.07.2007).
Недостатком известной конструкции является то, что смазка наносимая на контактирующие поверхности выдавливается в процессе возвратно-поступательного движения скользуна из зоны трения. Кроме этого, поскольку узел является открытым, в него будет попадать достаточно большое количество абразивных частиц, которые поднимает вагон с железнодорожного полотна при движении. Эти частицы будут фиксироваться в смазочном слое или "мягком" неметаллическом покрытии, усиливая эффект абразивного износа.
Кроме этого система стакан-направляющая работает в режиме возвратно-поступательного движения в условиях перекосов ее элементов и, следовательно, характеризуется скачкообразным увеличением контактных давлений. Это вызывает выдавливание смазки из зоны трения и разрушения "мягких" неметаллических покрытий.
Указанные причины приводят к тому, что большую часть времени межремонтного цикла указанные элементы работают в условиях сухого трения или недостатка смазочного материала, а также повышенного абразивного износа. Такие процессы сопровождаются колебаниями коэффициента трения в широком диапазоне со смещением в область высоких значений. Все это ухудшает работу узла и сокращает ресурс за счет высокой интенсивности износа, а при экстремальных значениях коэффициента трения может привести к полному разрушению (отрыв и поломка) скользуна.
Известен скользун тележки железнодорожного вагона, содержащий основание, на котором выполнена цилиндрическая направляющая, в которую телескопическим образом входит цилиндрический элемент, имеющий форму стакана, между которыми расположен как минимум один упругий элемент. Система стакан-направляющая работает либо в условиях сухого трения, либо для снижения коэффициента трения и повышения ресурса за счет снижения интенсивности износа, на контактирующие поверхности стакана и направляющей наносят разовую смазку (Конструкция и расчет вагонов: Учебник для ВУЗов ж.д. транспорта./ В.В. Лукин, Л.А. Шадур и др. М. УМК МПС России. 2000. с.326-328).
Недостатком известной конструкции является то, что смазка наносимая на контактирующие поверхности выдавливается в процессе возвратно-поступательного движения скользуна из зоны трения. Кроме этого, поскольку узел является открытым, в него будет попадать достаточно большое количество абразивных частиц, которые поднимет вагон с железнодорожного полотна при движении. Эти частицы будут фиксироваться в смазочном слое, усиливая эффект абразивного износа.
При сухом трении влияние абразивных частиц несколько меньше, т.к. они не фиксируются в зоне трения, но значительно усилится влияние других видов износа, связанных с отсутствием смазочного материала.
Указанные причины приводят к тому, что все время или большую часть времени межремонтного цикла указанные элементы работают в условиях сухого трения или недостатка смазочного материала и подвергаются в большей или меньшей степени абразивному износу. Такие процессы характеризуются колебаниями коэффициента трения в широком диапазоне со смещением в область высоких значений. Все это ухудшает работу узла за счет высокой интенсивности износа и сокращает ресурс, а при экстремальных значениях коэффициента трения может привести к полному разрушению (отрыв и поломка) скользуна.
Изобретением решается задача стабилизации коэффициента трения в области минимальных значений и повышения ресурса за счет снижения интенсивности износа путем усовершенствования системы подачи смазки в зону трения.
Для этого скользун тележки железнодорожного вагона, содержащий основание, имеющее цилиндрическую направляющую, в которую телескопическим образом входит цилиндрический элемент, имеющий форму стакана, между которыми расположен как минимум один упругий элемент, в соответствии с изобретением на контактирующих поверхностях стакана и направляющей выполнены выемки, заполненные твердым смазочным веществом. Причем у стакана они располагаются в нижней части, а у направляющей - в верхней, при этом расстояние от нижней точки выемок направляющей до верхней точки выемок стакана равно рабочему ходу.
Указанные выемки выполнены в виде кольцевых пазов.
Указанные выемки, имеющие форму круга, располагаются по периметру, причем траектории, описываемые их крайними точками не накладываются в процессе движения.
Указанные выемки имеют форму ромба, одна из диагоналей которого совпадает с образующей.
Указанные выемки имеют форму четырехугольного прямоугольника, одна из сторон которого совпадает с образующей.
Сущность изобретения поясняется графически на фиг.1…9.
На фиг.1 показан пример выполнения стакана 1 с выемкой, имеющей форму кольцевого паза 2.
На фиг.2 показан пример выполнения стакана 1 с выемками, имеющими форму круга 2, крайние точки которых a и b описывают траектории 3 и 4.
На фиг.3 показан пример выполнения стакана 1 с выемками, имеющими форму ромба 2, крайние точки которых a и b описывают траектории 3 и 4, а диагональ cd совпадает с образующей 5 цилиндрической части стакана.
На фиг.4 показан пример выполнения стакана 1 с выемками, имеющими форму прямоугольного четырехугольника 2, крайние точки которых a и b описывают траектории 3 и 4, а стороны al и bm совпадают с образующей 5 цилиндрической части стакана.
На фиг.5 показан пример выполнения основания с выемкой имеющими форму кольцевой канавки, состоящей из основания 6, цилиндрической направляющей 7 и кольцевого паза 8.
На фиг.6 показан пример выполнения основания с выемками, имеющими форму круга, состоящего из основания 6, цилиндрической направляющей 7 и выемок 8, крайние точки которых m и n описывают траектории 9 и 10.
На фиг.7 показан пример выполнения основания с выемками, имеющими форму ромба, состоящего из основания 6, цилиндрической направляющей 7 и выемок 8, крайние точки которых m и n описывают траектории 9 и 10, а диагональ rf совпадает с образующей 11 цилиндрической направляющей 7.
На фиг.8 показан пример выполнения основания с выемками, имеющими форму прямоугольного четырехугольника, состоящего из основания 6 и выемок 8, крайние точки которых m и n описывают траектории 9 и 10, а стороны mz и nb совпадают с образующей 11 цилиндрической направляющей 7.
На фиг.9 показан скользун, содержащий стакан 1, телескопически установленный в цилиндрическую направляющую 7, связанную с основанием 6, между которыми установлен, как минимум, один упругий элемент 12. При этом на стакане 1 и направляющей 7 имеется соответственно выемки 2 и 8, причем расстояние между нижней точкой u выемки 8 и верхней точкой q выемки 2 равно рабочему ходу h скользуна.
При скольжении цилиндрической части стакана относительно цилиндрической направляющей по мере изнашивания контактирующих поверхностей в зону трения вместе с продуктами износа будет попадать твердый смазочный материал, который распределится по поверхности (вдавливаясь в микронеровности), формируя смазочный слой, снижая, таким образом, как коэффициент трения, так и интенсивность износа до определенного уровня. Поскольку по мере разрушения смазочный слой будет восстанавливаться то и эти параметры будут поддерживаться на некотором постоянном уровне. Поскольку смазочный слой будет «сухим» частицы абразива, попавшие в зону трения, будут выталкиваться вместе с продуктами износа и частицами смазки, не фиксируясь на контактных поверхностях.