ФРИКЦИОННЫЙ КЛИН

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к фрикционным гасителям колебаний двухосных грузовых тележек вагонов, таким, как фрикционные клинья.
Известен клин для тележек вагонов, имеющий полый металлический клиновой корпус, который включает основание со средством посадки на рессорную пружину тележки вагона, вертикальную и наклонную стенки, ограниченные плоскостями, боковые стенки, и сменную накладку из износостойкого материала на наклонной стенке (патент US 4915031, 10.04.1994). Наличие накладки на наклонной стенке корпуса исключает трение металла по металлу в трущейся паре - наклонная стенка и надрессорная балка, однако использование накладок связано с контролем износа и их заменой.
В близком аналоге корпус фрикционного клина выполнен полым с опорной площадкой, передним ребром и кольцевым буртиком под пружины, корпус имеет горизонтальную и переднюю вертикальную стенки, сопрягаемые с наклонной стенкой, имеющей рабочую поверхность и углубление, внутреннее ребро и боковые стенки со сквозными отверстиями, причем в этом фрикционном клине рабочая поверхность наклонной стенки выполнена по радиусной кривой, (чертеж 1698.00.003 ПКБ ЦВ ОАО «РЖД», 2006 г.). Клин не имеет износостойкой накладки и его недостатком является ускоренный износ поверхностей трения.
Наиболее близким к данной полезной модели является фрикционный клин, содержащий полый клиновой корпус с опорной площадкой, передним горизонтальным и внутренним ребрами, кольцевым буртиком под пружины, горизонтальную и переднюю вертикальную стенки, сопряженные с наклонной стенкой, имеющей на наружной стороне рабочую поверхность и углубление (патент RU 11681, 27.07.2011).
Данный клин, как показали испытания, имеет неудовлетворительную износостойкость. Техническим результатом полезной модели является повышение износостойкости фрикционного клина.
Технический результат получен фрикционным клином, содержащим полый клиновой корпус с опорной площадкой, передним горизонтальным и внутренним ребрами, кольцевым буртиком под пружины, горизонтальную и переднюю вертикальную стенки, сопряженные с наклонной стенкой, имеющей рабочую поверхность и углубление, причем углубление выполнено симметрично относительно оси клина, разделяет рабочую поверхность на, по меньшей мере, две идентичные части, каждая из которых выполнена выпуклой в наружную сторону клина. Длина L каждой выпуклой части рабочей поверхности и ее радиуса R находятся в зависимости L=(0,1-0,2)R, а h=(0,5-0,8)L, где h - ширина выпуклой части рабочей поверхности.
На фиг.1 изображен показан фрикционный клин в разрезе; на фиг.2 - вид клина сбоку; на фиг.3 - вид клина сверху; на фиг.4 - вид А на фиг.1; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.1; на фиг.6 - схема, поясняющая зависимость длины части рабочей поверхности к ее радиусу.
Клин содержит полый клиновой корпус 1 (фиг.1), имеющий опорную площадку 2, вертикальную стенку 3, переднее горизонтальное ребро 4, кольцевой буртик 5 под пружины (не показаны), горизонтальную стенку 6 и вертикальную переднюю стенку 7. Наружные поверхности стенок 6 и 7 плавно сопряжены с наружной поверхностью наклонной стенки 8. Стенка 8 (фиг.2, 3, 5) имеет рабочую поверхность, образованную, по меньшей мере, двумя частями 9. Между частями 9 рабочей поверхности выполнено углубление 10, расположенное симметрично на продольной оси клина. Частей 9 рабочей поверхности и углублений 10 может быть несколько. В конкретном примере исполнения клина он имеет одно углубление 10 и две части 9 рабочей поверхности. Корпус 1 имеет внутреннее ребро 11 (фиг.2) и боковые стенки 12, выполненные со сквозными отверстиями 13 и 14 (фиг.1).
Рабочая поверхность каждой части 9 (фиг.6) наклонной стенки 8 выполнена выпуклой в наружную сторону клина и наклонной стенки. Выпуклая поверхность каждой части 9 плавно сопряжена радиусными кривыми с горизонтальной стенкой 6 и вертикальной передней стенкой 7. Сквозные отверстия 13 внутреннего ребра 11 и боковые отверстия 14 боковых стенок 12 выполнены в виде треугольников с закругленными углами, один из которых представляет собой дугу четверти окружности. Центр 15 указанной окружности боковых стенок 12 удален от наружной поверхности опорной площадки. На наружной поверхности опорной площадки 2 вокруг кольцевого буртика 5 и вдоль вертикальной стенки 3 выполнены радиусные углубления 16 (фиг.4).
Углубление 10 (фиг.3) выполнено симметрично относительно оси 17 клина и относительно частей 9 рабочей поверхности клина, при этом оно отделяет одну часть 9 рабочей поверхности от ее другой части 9. Поверхности частей 9 по форме выполнены идентичными. Каждая часть 9 рабочей поверхности выполнена выпуклой в наружную сторону клина. Длина L (фиг.6) каждой выпуклой части 9 рабочей поверхности и радиуса К выпуклой части находятся в зависимости L=(0,1-0,2)R, при этом h=(0,5-0,8)L, где h - ширина выпуклой части рабочей поверхности.
В рабочем положении клин расположен во фрикционном гасителе колебаний между наклонной поверхностью надрессорной балки тележки вагона с одной стороны и фрикционной планкой боковой рамы тележки вагона с другой стороны, к которым во время движения вагона клин поджимается под действием пружин (не показаны). Клин взаимодействует выпуклыми частями 9 и вертикальной стенкой 3 с элементами тележки вагона. Поскольку выпуклые части 9 клина обеспечивают более плотный контакт с элементами тележки вагона, то уменьшаются ударные нагрузки, микросколы, трение и износ клина. Благодаря описанной форме выполнения рабочей поверхности клина в совокупности с использованием оптимально подобранной к этой форме клина марки чугуна повышена износостойкость клина в целом.