БУКСА ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к машиностроению, в частности, к буксам железнодорожного транспорта, и может быть использована в опорах качения с цилиндрическими роликами в условиях повышенной радиальной нагрузки.
Известны буксы с цилиндрическими роликовыми подшипниками, установленными непосредственно на буксовую шейку оси. Каждая букса содержит два подшипника. Роликовый подшипник состоит из двух колец -внутреннего и наружного. Между кольцам размещены ролики, удерживаемые в сепараторе на одинаковом расстоянии один от другого. Внутреннее кольцо каждого подшипника устанавливается с натягом на шейку оси колесной пары, а наружные - свободно в корпус буксы [1].
Подшипники буксы воспринимают радиальную и осевую нагрузки. Изгиб буксовой шейки оси от переменных радиальной и осевой нагрузок перегружает группу тел качения заднего (со стороны ступицы колесного центра) подшипника, что приводит к снижению работоспособности буксы.
Аналогом полезной модели является букса грузового вагона с цилиндрическими роликовыми подшипниками, размещенными на буксовой шейке оси по посадкам с гарантированным натягом, в корпусе буксы - с зазором. Свободное перемещение роликов обеспечивается радиальным и осевым зазорами, а так же осевым разбегом буксы на шейке оси [2].
В ходе динамических испытаний [3] установлено распределение радиальной нагрузки по сечениям заднего и переднего подшипников буксы грузового вагона. Важно отметить, что радиальная нагрузка неравномерно распределена как вдоль образующей ролика, так и между рядами тел качения. Такой характер распределения нагрузки можно объяснить, прежде всего, упругим прогибом буксовой шейки оси, в результате чего в подшипнике нарушается соосность колец. Под нагрузкой оказывается всего два - три тела качения, что снижает работоспособность буксового узла в целом.
Цель полезной модели - повышение ресурса букс с цилиндрическими роликовыми подшипниками.
Задача решается путем выполнения буксовой шейки оси ступенчатой с увеличенным диаметром ступени под кольцо подшипника со стороны ступицы колесного центра, при этом наружные диаметры каждого подшипника равны диаметру отверстия в корпусе буксы, а количество роликов в подшипнике, размещенном на ступени с большим диаметром, увеличено в 1,45 раза.
На фигуре 1 изображен продольный разрез буксового узла.
Букса содержит ось 1, шейку буксовой оси - ступени 2 и 3, на которых размещены подшипники с цилиндрическими роликами. Внутренние кольца 4 и 5 подшипников установлены на ступени 2 и 3 шейки оси по посадкам с гарантированным натягом, наружные кольца 6 и 7 - в корпусе буксы по посадке с зазором. Между кольцами 5 и 7 заднего подшипника размещено большее количество роликов меньшего диаметра.
Букса работает следующим образом.
При движении железнодорожного состава радиальная нагрузка передается на корпус буксы, на роликовые подшипники, установленные на ступенях 2 и 3 шейки оси 1. Величина упругого прогиба шейки оси определяется, главным образом, неравномерным распределением радиальной нагрузки на подшипники, перегрузкой подшипника, расположенного со стороны ступицы колесного центра. Повышение изгибной жесткости шейки оси путем выполнения ее ступенчатой с увеличенным посадочным диаметром заднего подшипника позволяет уменьшить угол поворота ступеней шейки оси не только при допускаемой нагрузке, но и при ее превышении. Увеличение числа тел качения в заднем подшипнике приблизительно в 1,5 раза позволяет снизить краевые давления в роликах подшипников.
Таким образом, уменьшение угла прогиба шейки оси, перекоса колец подшипников, кромочных давлений роликов подшипников позволяет повысить работоспособность буксового узла грузового вагона.
Список использованных источников
1. Волков H.Н. Подшипники качения колесных пар вагонов и локомотивов [Текст] / H.Н. Волков, Н.В. Родзевич. М.: Машиностроение, 1972. 168 с.
2. Цюренко В.Н. Надежность роликовых подшипников в буксах грузовых вагонов / В.Н. Цюренко, В.А. Петров. М.: Транспорт, 1982. 96 с.(Надежность и качество. Межиздательская серия).
3. Абашкин, В.В. Результаты контрольных испытаний работоспособности роликовых подшипников в буксах с упругими элементами / В.В. Абашкин // Повышение надежности и долговечности роликовых подшипников в буксах вагонов. Труды ВНИИЖТ, вып. 583. М.: транспорт, 1978. С. 102-112.