Буксовый узел тележки грузового вагона

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции буксового узла железнодорожной тележки, на которую опирается кузов вагона.
Из патента РФ № 161326 на полезную модель известен буксовый узел тележки железнодорожного транспортного средства, содержащий расположенный в буксовом проеме боковой рамы адаптер, опирающийся посадочной контактной поверхностью на внешнее кольцо подшипника кассетного типа, установленного на крайней части колесной пары, при этом адаптер имеет опорные и направляющие контактные поверхности, обеспечивающие взаимодействие с поверхностями буксового проема боковой рамы, и выступы на торцевых плоскостях, ограничивающих горизонтальное перемещение адаптера в буксовом проеме, при этом с каждой боковой стороны адаптера, между двумя спаренными выступами, на монтажной поверхности адаптера выполнено одно крепежное отверстие, посредством которого на адаптере закреплен ограничитель, лимитирующий перемещения адаптера относительно подшипника колесной пары, при этом на адаптере закреплен посредством резьбового соединения ограничитель в виде скобы прямоугольного сечения, на концах которой выполнены полки с отверстиями, также скоба полками присоединена к монтажной поверхности адаптера, а через отверстия в полках скобы и крепежные отверстия в адаптере пропущена часть резьбового соединения, вместе с этим скоба огибает внешнее кольцо подшипника колесной пары.
Из патента РФ № 161332 известен буксовый узел тележки железнодорожного транспортного средства, содержащий расположенный в буксовом проеме боковой рамы адаптер, опирающийся посадочной контактной поверхностью на внешнее кольцо подшипника кассетного типа, установленного на крайней части колесной пары, при этом адаптер имеет опорные и направляющие контактные поверхности, обеспечивающие взаимодействие с поверхностями буксового проема боковой рамы, и выступы на торцевых плоскостях, ограничивающих горизонтальное перемещение адаптера в буксовом проеме, при этом с каждой боковой стороны адаптера, между двумя спаренными выступами, на монтажной поверхности адаптера, выполнено одно крепежное отверстие, посредством которого на адаптере закреплен ограничитель, лимитирующий перемещения адаптера относительно подшипника колесной пары, при этом на адаптере закреплен посредством резьбового соединения ограничитель в виде скобы, прямоугольного сечения, на концах которой, жестко закреплены шпильки, пропущенные через крепежные отверстия в адаптере, также скоба огибает внешнее кольцо подшипника колесной пары.
Из патента РФ № 197009 на полезную модель известен буксовый узел тележки двухосной грузового вагона, содержащий расположенный в буксовом проеме боковой рамы адаптер, опирающийся посадочной контактной поверхностью на внешнее кольцо подшипника кассетного типа, установленного на шейке оси колесной пары, при этом адаптер имеет опорные и направляющие контактные поверхности, обеспечивающие взаимодействие с поверхностями буксового проема боковой рамы, и выступы на торцевых плоскостях, ограничивающих горизонтальное перемещение адаптера в буксовом проеме, а также отверстия на боковых поверхностях адаптера, отличающийся тем, что крепление адаптера осуществляется через эти отверстия посредством троса с наконечниками, огибающего снизу внешнее кольцо подшипника. Трос с наконечниками соединяется с адаптером посредством крепежных элементов через прорези, выполненные на боковых поверхностях адаптера.
Недостатком известных аналогов является невозможность достоверного контроля состояния буксовых узлов.
Буксовый узел по патенту РФ № 197009 выбран в качестве наиболее близкого аналога.
Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью, - обеспечение возможности достоверного контроля состояния буксовых узлов.
Технический результат, достигаемый полезной моделью, - повышение достоверности и точности контроля состояния буксовых узлов за счет снижения ложных фиксаций факта перегрева буксового узла.
Технический результат достигается за счет того, что в буксовом узле тележки грузового вагона, содержащем П-образный буксовый проем, образованный внутренней и наружной челюстями боковой рамы, расположенный в буксовом проеме боковой рамы адаптер, опирающийся посадочной контактной поверхностью на внешнее кольцо кассетного подшипника, установленного на шейке оси колесной пары, ограничитель, содержащий трос с наконечниками, огибающий снизу внешнее кольцо кассетного подшипника, согласно полезной модели в нижних горизонтальных поверхностях челюстей рамы выполнены сквозные отверстия, наконечники ограничителя выполнены плоскими со сквозными отверстиями, при этом наконечники ограничителя размещены на нижних горизонтальных поверхностях внутри челюстей боковой рамы, наконечники ограничители соединены с нижними горизонтальными поверхностями соответствующих челюстей боковой рамы посредством резьбовых соединений, стержни которых проходят через сквозные отверстия в нижних поверхностях челюстей боковой рамы и в соответствующем наконечнике, снаружи к нижней поверхности челюсти боковой рамы прикреплена металлическая пластина, содержащая горизонтальный и наклонный участки, на горизонтальном участке пластины выполнено сквозное отверстие, через которое обеспечено соединение пластины с нижней горизонтальной поверхностью челюсти боковой рамы посредством резьбового соединения, обеспечивающего соединение наконечника ограничителя с нижней горизонтальной поверхностью челюсти, наклонный участок пластины обращен в сторону подшипника и перекрывает подшипник снизу в его поперечном направлении, перпендикулярном центральной продольной оси буксы, не менее чем на 25% наружного диаметра подшипника, наклонный участок пластины расположен на расстоянии от корпуса подшипника не менее 2 мм, горизонтальный участок пластины выполнен теплоизолированным от челюсти боковой рамы.
Резьбовое соединение выполнено болтовым со стопорным элементом на выходящем конце.
Резьбовое соединение выполнено винтовым со стопорным элементом на выходящем конце.
Резьбовое соединение выполнено в виде резьбового стержня, выходящие концы которого снабжены стопорными элементами.
Стопорные элементы выполнены в виде гаек.
Между горизонтальным участком пластины и нижней горизонтальной поверхностью челюсти боковой рамы размещена теплоизолированная прокладка.
Теплоизолированная прокладка выполнена из полиуретана.
Подшипник выполнен кассетным.
Заявляемая полезная модель поясняется фигурами.
На фиг. 1 изображен буксовый узел тележки грузового вагона.
На фиг. 2 изображен буксовый узел в развернутом положении.
На фиг. 3 изображен ограничитель.
Позиции на фигурах:
1- боковая рама;
2 - наружная челюсть боковой рамы;
3 - внутренняя челюсть боковой рамы;
4 - адаптер;
5 - подшипник;
6 - ось колесной пары;
7 - колесная пара;
8 - ограничитель;
8.1 - трос ограничителя;
8.2 - наконечник ограничителя;
9 - резьбовое соединение;
9.1 - стержень;
9.2 - гайка;
10 - пластина;
10.1 - горизонтальный участок пластины;
10.2 - наклонный участок пластины.
Заявляемый буксовый узел тележки грузового вагона содержит П-образный буксовый проем, образованный внутренней и наружной челюстями 2,3 боковой рамы 1, расположенный в буксовом проеме боковой рамы адаптер 4, опирающийся посадочной контактной поверхностью на внешнее кассетного кольцо подшипника 5, установленного на шейке оси 6 колесной пары 7; ограничитель 8, содержащий трос 8.1 с наконечниками 8.2, огибающий снизу внешнее кольцо кассетного подшипника 5. В нижних горизонтальных поверхностях челюстей 2,3 рамы выполнены сквозные отверстия, наконечники 8.2 выполнены плоскими со сквозными отверстиями, при этом наконечники 8.2 ограничителя размещены на нижних горизонтальных поверхностях внутри челюстей 2,3 боковой рамы; наконечники 8.2 ограничители соединены с нижними горизонтальными поверхностями соответствующих челюстей 2,3 боковой рамы посредством резьбовых соединений 9, стержни 9.1 которых проходят через сквозные отверстия в нижних поверхностях челюстей 2,3 боковой рамы и в соответствующем наконечнике 8.2; снаружи к нижней поверхности челюсти 3 боковой рамы прикреплена металлическая пластина 10, содержащая горизонтальный 10.1 и наклонный 10.2 участки; на горизонтальном участке 10.1 пластины выполнено сквозное отверстие, через которое обеспечено соединение пластины 10 с нижней горизонтальной поверхностью челюсти 3 боковой рамы посредством резьбового соединения 9, обеспечивающего соединение наконечника 8.2 ограничителя с нижней горизонтальной поверхностью челюсти 3; наклонный участок 10.2 пластины обращен в сторону подшипника и перекрывает подшипник снизу в его поперечном направлении, перпендикулярном центральной продольной оси 5.1 подшипника 5, не менее чем на 25% наружного диаметра подшипника; наклонный участок 10.2 пластины расположен на расстоянии от корпуса подшипника 5 не менее 2 мм, горизонтальный участок 10.1 пластины выполнен теплоизолированным от челюсти 3 боковой рамы.
Резьбовое соединение 9 может быть выполнено болтовым со стопорным элементом на выходящем конце; винтовым со стопорным элементом на выходящем конце; или в виде резьбового стержня, выходящие концы которого снабжены стопорными элементами. Стопорные элементы могут быть выполнены в виде гаек 9.2.
Трос 8.1 ограничителя выполнен из прочного неупругого материала, например, из металла.
Между горизонтальным участком 10.1 пластины и нижней горизонтальной поверхностью челюсти 3 боковой рамы размещена теплоизолированная прокладка (позицией не обозначена).
В процессе эксплуатации железнодорожных вагонов необходимо выполнять контроль состояния конструктивных элементов вагона, в том числе, буксовых узлов (подшипниковый узел).
Буксовые узлы контролируют, в частности на перегрев, поскольку перегрев подшипника ведет к необходимости его замены, для этого вагон на какое-то время выводят из эксплуатации для замены подшипника.
Контроль состояния буксового узла, степень его нагрева (перегрева) осуществляют с учетом типа подшипника (роликовый или кассетный, размещен подшипник в буксе или подшипник установлен под адаптером), поскольку допустимый уровень нагрева у разных типов подшипников различный. Так, например, допустимый уровень нагрева корпуса буксы с кассетным подшипником составляет свыше 80°С, допустимый уровень нагрева кассетного подшипника под адаптером составляет свыше 70°С, а допустимый уровень нагрева корпуса буксы с роликовым подшипником составляет свыше 60°С.
Контроль состояния подшипника, в том числе его температуру измеряют напольными техническими средствами, например комплексом КТСМ-01, КТСМ-02, который представляет собой серийную аппаратуру обнаружения перегретых букс и может применяться для оборудования линейного пункта контроля, при этом комплекс монтируется совместно с соответствующим напольным и силовым оборудованием. (http://www.xn--80adeukqag.xn--p1ai/2020/08/blog-post_28.html).
Пластина 10 представляет собой по сути преграду для теплового излучения от буксового узла (от подшипника 5).
Для эффективной преграды теплового излучения от буксового узла пластина 10 должна быть теплоизолирована от боковой рамы 1, для этого между горизонтальным участком 10.1 пластины и нижней поверхностью челюсти 3 проложена теплоизолированная прокладка, выполненная, например, из полиуретана, а наклонный участок 10.2 расположен на расстоянии от корпуса буксы (подшипника) не менее чем 2 мм.
Пластина 10 способствует уменьшению площади отражения теплового луча в направлении напольной системы КТСМ считывания температуры подшипника 5. Уменьшение указанной площади необходимо для корректного фиксирования состояния подшипника, наличия или отсутствия факта его перегрева, поскольку система считывания температуры подшипника не распознает самостоятельно тип буксового узла, не устанавливает самостоятельно является ли аварийной температура подшипника для определенного типа буксового узла. При этом система считывания температуры подшипника (буксового узла) автоматически передает сведения о температуре и при наличии сигнала о недопустимом перегреве буксового узла, вагон в обязательном порядке должен быть отцеплен и направлен на дополнительный контроль. Каждая отцепка вагона, тем более, необоснованная, влечет за собой нарушение логистики, что влечет дополнительные материальные расходы.
Разница аварийных температур буксовых узлов обусловлена разностью их площадей, отражающих тепловое излучение, зависящей от типа буксового узла, как указано выше (роликовый или кассетный подшипник, в буксе или под адаптером).
Учитывая разницу аварийных температурных значений для разных типов буксовых узлов (подшипников), может иметь место ситуация, при которой комплекс КТСМ определит буксовый узел с нагревом 70°С как корпус буксы с кассетным подшипником и потребуется производить отцепку вагона, а этот буксовый узел может состоять из кассетного подшипника и адаптера, для которого предел 80°С, соответственно отцепка произойдет без наличия на то оснований.
Использование пластины 10 предназначено для буксового узла именно с подшипником, установленным под адаптером.
Наклонный участок 10.2 пластины, перекрывая частично корпус, в котором установлен подшипник, уменьшает площадь воспринимаемого комплексом КТСМ теплового излучения от буксового узла, что позволяет снизить (иди практически исключить) ложное фиксирование перегрева буксы (подшипника). Снижение теплового излучения по направлению к комплексу, измеряющему температуру буксового узла, будет способствовать тому, что фиксируемая им температура буксового узла будет ниже, чем фактическая температура буксового узла.
Пластина 10 способствует тому, что фактическая аварийная температура буксового узла с подшипником под адаптером будет составлять 70°С (как для подшипника в корпусе буксы). Для того чтобы аварийная температура буксового узла с пластиной 10 с подшипником под адаптером соответствовала аварийной температуре подшипника в корпусе буксы, наклонный участок 10.2 должен перекрывать подшипник 5 в поперечном направлении, перпендикулярном центральной продольной оси подшипника, не менее, чем на 25% наружного диаметра подшипника.
Необходимая площадь перекрытия наклонным участком 10.2 подшипника 5 предварительно определяется экспериментальным (или расчетным) путем.
Таким образом, перекрытием наклонным участком 10.2 пластины поверхности подшипника 5, обеспечивается возможность снижения фиксируемой измерительным комплексом температуры буксового узла. При этом знание о степени снижения температуры буксового узла по сравнению с фактическим позволяет безошибочно фиксировать факт наличия или отсутствия аварийной ситуации. Одновременно исключается ложное автоматическое фиксирование аварийной ситуации измерительным комплексом, приводящее к необходимости необоснованной отцепки вагона и к необоснованным требованиям о замене буксовых узлов или колесных пар.
Согласно заявляемой полезной модели пластина 10 крепится посредством резьбового соединения, предназначенного для крепления наконечника ограничителя. Поэтому наличие пластины 10 не приводит к усложнению конструкции буксового узла, поскольку не требуется наличия отдельного самостоятельного крепления для пластины 10.
Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в повышении достоверности контроля состояния буксовых узлов за счет снижения ложных фиксаций факта перегрева буксового узла.