ИЗНОСОСТОЙКАЯ ПРОКЛАДКА БУКСОВОГО ПРОЕМА БОКОВОЙ РАМЫ ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно, к износостойким элементам, устанавливаемым в буксовом проеме боковой рамы тележки грузового вагона между опорными поверхностями буксового проема боковой рамы и адаптера для увеличения срока эксплуатации боковой рамы за счет снижения износа места контакта, воспринимающего наибольшую нагрузку.
Известна конструкция тележки грузового вагона с износостойкими элементами RU 2200681 (МПК B61F 5/32, опубл. 20.03.2003 г.), содержащая, сменные наличники с износостойкими пластинами, расположенными между поверхностями надбуксовых проемов и буксовых узлов с ветвями выступающими вверх от противоположных сторон основания сменных наличников для крепления их во внутренние полости боковых рам.
Недостатком данного технического решения является многослойность износостойкого элемента (наличник для крепления, износостойкая вкладка) - это приводит к увеличению сложности и трудоемкости изготовления и монтажа.
Наиболее близким аналогом предлагаемой износостойкой сменной прокладки боковой рамы тележки грузового вагона является надбуксовая накладка RU 2223189 (МПК B61F 5/26, опубл. 10.02.2004 г.) выполненная трапециевидной формы, к скошенным сторонам накладки примыкают боковые части для загиба за контур надбуксовой поверхности с лепестками трапециевидной формы, предназначенными для загиба на стенки боковой рамы.
Недостатком данной износостойкой сменной прокладки является сложность процесса установки на раму боковую, так как для установки и дальнейшего закрепления накладки указанной формы требуется выполнение целого ряда технологических операций, что, как следствие, приводит к необоснованному удорожанию конструкции тележки в целом и к увеличению рабочего времени затраченного на установку. К тому же при толщине ветвей, загибаемых в технологическое отверстие рамы тележки, равной толщине самой надбуксовой накладки, их загиб производят при нагреве и использовании специального инструмента (технологической оснастки), прилагая направленные физические усилия.
Техническим результатом полезной модели является удобство установки износостойкой прокладки буксового проема, ведущее к облегчению процесса ее установки и снижению времени на установку при сохранении выполняемых защитных функций мест контакта буксового проема боковой рамы тележки грузового вагона.
Технический результат достигается тем, что износостойкая прокладка буксового проема боковой рамы тележки грузового вагона состоит из трапециевидного основания и боковых частей, являющихся продолжением основания с длиной, равной длине основания, и переходящих в крепежные ветви, причем боковые части перпендикулярно ориентированы к основанию и выполнены равной высотой по всей своей длине, а крепежные ветви выполнены с концевыми участками, имеющими толщину меньше, чем толщина боковых частей. Кроме того, боковые части выполнены высотой 25±5 мм, а высота концевого участка крепежной ветви составляет 60±5 мм. При этом, толщина концевого участка крепежной ветви может быть постоянна на всей высоте или концевые участки крепежных ветвей могут быть выполнены клиновидной формы по толщине, уменьшающейся к концу.
Полезная модель поясняется с помощью графических материалов, где на фиг.1 показана развертка прокладки, на фиг.2 - прокладка вид сверху (с загнутыми ветвями), на фиг.3 показана прокладка вид сбоку фиг.2, на фиг.4 - разрез А-А на фиг.3, на фиг.5 - вариант исполнения ветвей на фиг.3.
Износостойкая сменная прокладка 1 выполнена из листового металлопроката и состоит из трапециевидного основания 2 и двух одинаковых боковых частей 3 той же толщины, что и основание 2, расположенных зеркально относительно продольной оси 4 основания 2 и являющихся его продолжением, при этом загнутых в одну сторону по отношению к основанию 2 и перпендикулярно ориентированных к нему. При этом боковые части 3 основания 1 переходят в крепежные ветви 5 (фиг.1). Переход выполнен в виде плавного радиусного скругления (фиг.3).
Линии сгиба 6 (фиг.1) каждой боковой части 3 основания 2 расположены под углом от 3° до 4° к продольной оси 4 основания 2. Боковые части 3 загнуты под углом 90° относительно основания 2 до установки прокладки на раму боковую. Такое исполнение износостойкой прокладки 1 буксового проема до ее установки на боковую раму обеспечивает решение нескольких проблем: во-первых обеспечивает охват нижней части боковой рамы в зоне контакта с адаптером/буксой, а во-вторых обеспечивает плотное прилегание к боковым стенкам боковой рамы в зоне сопряжения с буксовым проемом, и как следствие - приводит к снижению вероятности смещения износостойкой сменной прокладки при эксплуатационных нагрузках.
Каждая крепежная ветвь 5 (фиг.1) износостойкой сменной прокладки 1 содержит концевой участок 7 (фиг.4, 5), выполненный толщиной, меньшей, чем толщина боковой части 3. Меньшая толщина может быть как одинаковая по всей высоте концевого участка 7 (фиг.4), так и переменная (клиновидная) (фиг.5), уменьшающаяся к концу. Высота концевых участков 7 составляет 60±5 мм.
Снижение толщины концевых участков 7 по сравнению с боковыми частями 3 позволяет производить их загиб при установке на боковую раму на уровне технологического/конструкционного отверстия (не показано) вручную (используя слесарный инструмент) с меньшим приложением усилий и без дополнительной термической обработки. Для выполнения концевых участков 7 крепежных ветвей 5 меньшей толщины может быть использован метод горячей штамповки или металлообработки.
Боковые части 3 выполнены по длине, равными длине основания 2, а их высота может составлять от 20 до 30 мм по всей длине. Высота 30 мм боковых частей выбрана исходя из конструкции отливки боковой рамы, потому что на этой высоте на боковой стенке многих конструкций рам, в части, ближней к рессорному проему, располагается ребро жесткости выпуклой формы, следовательно выполнение боковых частей прокладки большей высоты не даст плотного прилегания к стенке боковой рамы в этой части. Высота боковых частей менее 20 мм нецелесообразна в связи с тем, что увеличивается риск возможности сдвига или проворота износостойкой сменной прокладки относительно опорной поверхности рамы боковой, а это приведет к истиранию опорных поверхностей боковой рамы и/или адаптер а/буксы и как следствие к созданию аварийной ситуации.
Высота концевых участков 7 выбрана 60 мм с учетом высоты расположения отверстия на боковой раме тележки и длины загнутых участков в отверстие достаточной для удержания прокладки на боковой раме. Интервал допуска ±5 мм выбран согласно 18 квалитету в соответствии с таблицей допусков по ГОСТ 25346-89 «Межгосударственный стандарт. Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки».
Толщина концевого участка 7, при выполнении равной толщины по всей высоте, составляет 4+1 мм (фиг.4). В случае выполнения концевых участков 7 клиновидной формы толщина у ветвей 5 составляет 4+2 мм, а на концах участков - 2+2 мм (фиг.5, вариант). Уменьшение толщины позволяет производить загиб концевых участков 7 с меньшим усилием (по сравнению с прототипом, у которого толщина ветвей 5 составляет от 7,5 мм) и без дополнительного нагрева и специализированного инструмента, при этом форма износостойкой сменной прокладки подвергается меньшей деформации, а в месте загиба снижается риск образования концевых и наружных трещин. При этом такая толщина концевых участков 7 достаточна для надежного удержания износостойкой сменной прокладки 1 на боковой раме.
Установка износостойкой сменной прокладки 1 на боковую раму тележки вагона в надбуксовую зону осуществляется вручную путем наложения основания 2 на верхний пояс боковой рамы в месте ее сопряжения с буксовым узлом, при этом загнутые боковые части 3 основания 2 охватывают боковые стенки боковой рамы тележки. Форма основания 2 износостойкой сменной прокладки 1 максимально повторяет форму поверхности боковой рамы в месте контакта, это позволяет устанавливать плотно износостойкую сменную прокладку 1 вручную (с минимальным усилием и используя подручный слесарный инструмент), при этом защитные свойства мест контакта боковой рамы при ее эксплуатации выполняются.
Для закрепления износостойкой сменной прокладки каждый концевой участок 7 загибают в отверстие боковой рамы (не показано), причем отверстие может быть либо технологическим, полученным при изготовлении боковой рамы, либо конструкционным, выполненным механическим путем специально для загиба в них концевых участков 7.
Так как основная функция крепежных ветвей 5 - закрепление износостойкой прокладки буксового проема на боковой раме и предотвращение ее падения на железнодорожное полотно в процессе эксплуатации, а снижение толщины на концевых участках 7 позволяет производить загиб с приложением меньшего усилия (используя лишь ручной инструмент) и при этом в месте гиба металла образуется меньшее количество усталостных трещин, что в дальнейшем снижает возможность излома металла в этих частях, следовательно основную задачу - надежное закрепление прокладки и ее удержание на раме боковой выполняется.
Таким образом, предлагаемая форма износостойкой прокладки буксового проема боковой рамы тележки грузового вагона - основание повторяющее форму рамы боковой в месте контакта и плотно расположенное относительно рамы боковой, крепежные ветви с меньшей толщиной концевых участков 7 позволяет производить установку износостойкой сменной прокладки практически в одну операцию, не задействуя специализированный инструмент и дополнительную тепловую обработку детали, а основание износостойкой прокладки, плотно расположенное и удерживаемое относительно места контакта рамы боковой, и загнутые концевые участки 7 крепежных ветвей 5 позволяют надежно закреплять и удерживать прокладку при эксплуатации, при этом прокладка выполняет функции защиты рамы боковой в месте ее контакта с буксой/адаптером.