BR112012029166B1

BR112012029166B1 - Rolamento lateral inferior de dois estágios de atrito de peso vazio para uso em carro vagão de carga ferroviário

Info

Publication number: BR112012029166B1
Application number: BR112012029166-1A
Authority: BR
Inventors: Xu Yong; Wang Baolei; Gong Wanlu; Sun Mingdao
Original assignee: Csr Yangtze Co., Ltd
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2020-05-12
Also published as: BR112012029166A2; WO2011140805A1; US20130047883A1; US8636416B2; CN101830235B; AU2010353129B2; CN101830235A; AU2010353129A1

Abstract

rolamento lateral inferior de dois estágios de atrito de peso vazio para uso em carro vagão de ferroviários de carga. um rolamento lateral inferior friccional de duas fases de peso vazio de para o uso no transporte vagão de plataforma, compreende uma placa de pressão de manda de rolamento lateral externo (7), cuja parte superior da peça está equipada com placas friccionais de carga vazia (3), com um lado inferior do rolamento base (¨), cuja parte superior é provida de um bloco de prensagem (2) do assento do interior do rolamento lateral, e um prato de atrito de carga pesada (1) equipado na parte superior do bloco de prensagem (2) no assento interno do rolamento lateral. o coeficiente de fricção <109>k das placas friccionais de carga vazia (3) é maior do que o coeficiente de atrito <109>z da placa friccional de carga pesada (1). um elemento elástico (5) é proporcionado entre uma base interior de rolamento lateral (6) e uma manga de rolamento do lado exterior (4) para controlar a posição vertical em relação ao outro. a posição horizontal das placas de atrito de carga vazia (3), no âmbito do estado vazio é maior do que a da placa de atrito de carga pesada (1). as posições horizontais das placas de atrito de carga vazio (3) sob estados de carga pesada estão alinhadas com a da placa de atrito de carga pesada (1). um vagão de trem de plaforma fornecido com tal rolamento lateral menos tem uma velocidade maior durante o estado de carga vazio e melhor capacidade de curva passando durante o estado de carga pesada.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO

ROLAMENTO LATERAL INFERIOR DE DOIS ESTÁGIOS DE ATRITO DE PESO VAZIO PARA USO EM CARRO VAGÃO DE CARGA FERROVIÁRIO

Campo da Invenção [001] A invenção se refere a um rolamento inferior lateral de um truque de roda para suportar o carregamento de um corpo do vagão de carga e, mais particularmente, um rolamento inferior lateral de tipo friccional para suportar o carregamento em estados vazios e pesados.

Estado da Técnica da Invenção [002] Como uma parte crítica de um carro vagão ferroviário, um truque de roda típico inclui dois conjuntos de estruturas laterais e um conjunto de travessas. Os guias de caixa-de-rolamento são dispostos em ambas as extremidades do conjunto de estruturas e são fixados por um par de rodas frontal e um par de rodas traseiro, através de adaptadores de rolamentos de rolos, respectivamente. O conjunto de travessas tem duas extremidades, cada uma das quais montada numa caixa central quadrada do conjunto de estruturas lateral por meio de um dispositivo de suspensão de mola para suportar a carga do conjunto de travessas de equilíbrio. O conjunto de travessas inclui uma placa inferior central no centro e dois rolamentos inferiores laterais de duas extremidades. A placa inferior central e os rolamentos inferiores laterais são combinados com uma placa superior central e dois rolamentos laterais superiores sobre a base inferior do carro de carga para suportar o peso do carro de carga.

[003] Na estrutura de apoio no início do vagão de carga, a placa central inferior do conjunto travesseiro apoia todas as cargas do corpo do carro, enquanto os rolamentos laterais inferiores são assistidos para o posicionamento. Depois disso, a fim de melhorar a velocidade crítica de um vagão de carga vazio, a placa inferior central foi melhorada como uma estrutura

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2/9 de suporte primária, e o rolamento lateral inferior foi melhorado para auxiliar de apoio. O atrito entre a parte superior e inferior dos rolamentos laterais pode agir como uma resistência durante a rotação da roda do veículo para satisfazer o requisito de aumento de velocidade.

[004] Na descrição acima, o apoio totalmente alcançado pela placa inferior central e o suporte obtido através da combinação da placa inferior central e os rolamentos inferiores laterais são comumente chamados de suporte tipo-placa central. O truque de roda que tem um suporte tipo-placa central é vantajoso na medida em que, ao atravessar os trilhos curvados, o truque de rodas é flexível para girar em torno dele e a carga é distribuída uniformemente sobre as rodas. No entanto, este têm defeitos que a carga vertical do corpo é diretamente aplicada sobre o centro do conjunto do travessas, e transmitida para as caixas quadradas através da montagem das travessas, o que resulta em um largo momento de flexão e área da seção de travessa de montagem. Correspondentemente, o peso e os custos de produção do conjunto são aumentados e a placa central tem uma baixa estabilidade em rolamento.

[005] Para resolver os problemas acima referidos, dois rolamentos inferiores laterais são empregados para substituir a placa central para suportar todas as cargas do corpo do carro. No entanto, é muito difícil construir uma estrutura de suporte que satisfaça os requisitos de suporte, tanto para um estado de carga pesada como para um estado de carregamento vazio. Durante o estado de carga pesada, o torque de atrito de rolamento do lado inferior é muito grande, e a força horizontal no truque de roda a partir do corpo do carro aumenta, o que aumenta a possibilidade de desvio e os danos no aro. Para diminuir o torque de atrito no estado carregado pesado, diminuindo o coeficiente de atrito dos rolamentos laterais inferiores quando praticável, o que, no entanto, irá resultar em um torque de atrito muito pequeno, no estado vazio, e, assim, a velocidade crítica do truque de roda será reduzida durante o estado de vazio. Portanto, o desenvolvimento de uma estrutura de rolamento do lado

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3/9 que pode trabalhar bem tanto em estado vazio quanto em estado de carga pesada tem um significado real para diminuir o corpo do carro e melhorar a performance do carro vagão.

Resumo da invenção [006] Tendo em vista os problemas acima descritos, é um objetivo da presente invenção proporcionar um rolamento inferior lateral que compreenda duas placas de atrito para suportar o carregamento das cargas no estado vazio e pesado. Quando o rolamento lateral inferior é usado num truque de roda, o peso do conjunto do travessas pode ser reduzido e a estabilidade do conjunto do travessas pode ser melhorada. Assim, o desempenho e a estabilidade do carro vagão ao atravessar os trilhos curvados é melhorada, e a necessidade de aumento de velocidade é alcançada.

[007] Para atingir o objetivo acima, de acordo com uma forma de realização da invenção, é proporcionada um rolamento lateral inferior que compreende: uma placa de atrito em primeiro lugar, uma placa de atrito em segundo lugar, um pedestal interior, uma manga de rolamento lateral do suporte de mangas interior, um bloco de pressão, a placa de pressão e um componente elástico. O bloco de pressão é colocado na parte superior do pedestal interior, e a segunda placa de atrito é disposta na parte superior do bloco de pressão. A placa de pressão é disposta na parte superior da manga de rolamento e a primeira placa de atrito é disposta na parte superior da placa de pressão. Um coeficiente de atrito da primeira placa de atrito pk e um coeficiente de atrito da segunda placa de atrito do segundo pz satisfazem a relação: pk>

pz. O componente elástico é disposto entre o pedestal interno e a mangade rolamento para controlar a posição relativa do suporte interior e a mangade rolamento. A propriedade mecânica do componente elástico satisfazos seguintes requisitos: a) no estado vazio carregado, uma posição de nível da primeira placa de atrito é maior do que a da segunda placa de atrito, de modo que a primeira placa de atrito suporta a carga de um corpo de carro; e b) em um estado de carga pesada, a posição de nível da primeira placa de atrito é

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4/9 igual à da segunda placa de atrito, de modo que a primeira placa de atrito e a segunda placa de atrito suportam a carga do corpo do carro.

[008] O rolamento inferior do lado da placa de atrito compreende a primeira e a segunda placa de atrito para suportar a carga em estados vazio e pesado, e a posição relativa das placas de atrito são limitadas pelo componente elástico. Quando o corpo do carro está no estado vazio, o peso do corpo do carro só é suportado pela placa de atrito em primeiro lugar, neste momento, o rolamento do lado inferior está em um estado elástico, atuando como um terceiro sistema de suspensão elástica. Tendo em vista que a primeira placa de atrito tem um maior coeficiente de atrito e uma grande deflexão estática, a velocidade crítica e a segurança na redução da carga de rodas podem ser melhoradas durante o estado de vazio. Quando o corpo do carro está no estado de grande carga, a primeira placa de atrito é pressionada para baixo para a posição do mesmo nível que a segunda placa de atrito. Em tal estado, tanto a primeira placa de atrito quanto a segunda placa de atrito suportam o carregamento do corpo do carro, o rolamento de lado inferior está em um estado rígido de suporte, bem como a estabilidade do veículo de carga, durante o rolamento da roda, é melhorada. Visto que a segunda placa de atrito tem um menor coeficiente de atrito, o truque de roda tem um bom desempenho ao cruzar os trilhos curvados no estado pesado carregado.

[009] Em uma classe deste modo de realização, o bloco de pressão está em ligação com a parte superior do pedestal interior para formar uma estrutura esférica que compreende uma superfície convexa e uma superfície côncava correspondente. Especificamente, o bloco de pressão compreende uma coluna curta superior e uma hemisferoidal inferior. A coluna superior curta compreende uma parte superior da segunda placa de atrito e uma parede exterior rodeada por um anel de retenção. Quanto mais baixa for flexivelmente hemisferoidal recebida pela superfície côncava da estrutura esférica da parte superior do pedestal interior. Por um lado, a segunda placa de atrito pode ser firmemente fixada no bloco de pressão; por outro lado, a

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5/9 estrutura esférica que compreende a superfície côncava e a superfície convexa permitem que o bloco de pressão seja bem combinado com o pedestal interior. Mesmo quando existem desvios em alguns componentes, a estrutura esférica pode assegurar boa ligação entre a segunda placa de atrito e o rolamento do lado superior do corpo do carro durante o estado de carga pesada, e ainda assegurar a estabilidade e fiabilidade de operação do rolamento superior e laterais inferiores.

[010] As vantagens da invenção encontram-se resumidas como seguem: o rolamento inferior lateral compreende duas placas de atrito para suportar a carga em ambos os estados vazio e pesado. No estado vazio, a primeira placa de atrito tem um maior coeficiente de atrito e pode produzir um torque de atrito elevado para melhorar a velocidade crítica, enquanto que no estado pesado, a segunda placa de atrito com um coeficiente de atrito menor pode impedir que o torque de atrito de rolamento do lado seja muito grande e reduza ainda mais a força horizontal no truque de roda curvado exercida pelo corpo do carro. Assim, o truque de roda com carga pesada tem um excelente desempenho dinâmico para atravessar os trilhos curvados. Além disso, quando o rolamento inferior do lado da invenção é usado num truque de roda, o peso do conjunto do travessas pode ser reduzido e a estabilidade do conjunto do travessas pode ser melhorada. Assim, o truque roda tem um bom desempenho em cruzamento de trilhos curvos, trajetória estável, e atende a exigência de aumento de velocidade.

Breve descrição dos desenhos

Fig. 1 é uma estrutura de diagrama de um rolamento de lado inferior compreendendo duas placas de atrito para suportar carregamentos em ambos estados vazio e pesado;

Fig. 2 é uma vista transversal de um rolamento de lado inferior compreendendo um componente elástico feito de uma camada de borracha cônica FIG. 1; e

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Fig. 3 é uma vista transversal de um rolamento de lado inferior compreendendo um componente elástico feito de uma mola de reposição espiral da FIG. 1.

Descrição detalhada das concretizações [011] Para ilustrar adicionalmente a presente invenção, são descritos detalhamentos de um rolamento lateral. Deve notar-se que os exemplos que se seguem destinam-se a descrever e não a limitar a invenção.

[012] Como se mostra nas FIGS. 1-3, um rolamento lateral inferior que compreende duas placas de atrito para suportar as cargas em ambas vazias e pesada estados carregados compreende: um pedestal interior 6 em um centro e uma manga de rolamento 4, cujo mangas do pedestal interior 6 podem mover-se para cima e para baixo em relação ao pedestal interno 6. Um bloco de compressão 2 está disposto na parte superior do pedestal interno 6, e uma segunda placa de atrito 1 está disposta sobre uma parte superior do bloco de pressão 2. Uma placa de pressão 7 está disposta na parte superior da manga de rolamento 4, e uma primeira placa de atrito 3 está disposta sobre a parte superior da placa de pressão 7. Um coeficiente de atrito da primeira placa de atrito 3 pk e um coeficiente de atrito da segunda placa de atrito 1 pz satisfazem a relação: pk> pz. Um componente elástico 5 está disposto entre o pedestal interno 6 e a manga de rolamento 4 para controlar a posição relativa do suporte interior 6 e a manga de rolamento 4. A propriedade mecânica do componente elástico 5 satisfaz os seguintes requisitos: a) no estado vazio carregado, uma posição de nível da primeira placa de atrito 3 é mais elevada do que a da segunda placa de atrito 1, de modo que a primeira placa de atrito suporte a carga de um corpo do carro (a diferença de altura h é marcada nas Figuras 2-3.) e b), em estado de alta carga, a posição de nível da primeira placa de atrito 3 é igual à da segunda placa de atrito 1, de modo que a primeira e a segunda placa de atrito suportem a carga do corpo do carro. Em geral, a segunda placa de atrito 1 pode ser feita de material polimérico, que não só têm boa capacidade resistente à abrasão, mas também para cumprir a exigência de

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7/9 carga pesada. A primeira placa de atrito 3 pode ser feita de material de nylon modificado que não só possui um coeficiente de atrito elevado, mas também têm boa capacidade antiabrasão e anticorrosão e, portanto, é capaz de reduzir o desgaste nos rolamentos laterais superiores, é conveniente para manter e deslocar, em grande parte e reduz o custo de produção.

[013] A diferença de altura h controlado pelo componente elástico

5, o coeficiente de atrito da primeira placa de atrito 3 pk e o coeficiente de atrito da segunda placa de atrito 1 pz podem ser concebidos ou adaptados de acordo com o estado de carga vazio e o estado de carga pesada, respectivamente. Atualmente na manufatura, o rolamento lateral inferior emprega as seguintes estruturas: a primeira é uma parede exterior do pedestal interior 6 e uma parede interior da manga do rolamento 4 são, na forma de estruturas cônicas. O componente elástico 5 é uma camada de borracha cônica disposta entre a parede exterior do suporte interior 6 e a parede interior da manga de rolamento 4, e o componente elástico 5, a parede exterior do suporte interior 6, e a parede interior da manga 4 está integrada como um todo por sulfuração (como mostrado na FIG. 2). Visto que elasticidade de cisalhamento da camada de borracha cônica é maior do que a sua elasticidade sob pressão, o elastômero formado pelo pedestal interior 6, a manga do rolamento 4 e o componente elástico 5 tem uma menor rigidez vertical e uma maior rigidez radial, de modo que o elastômero pode especificamente localizar a segunda placa de atrito 1 e a primeiro placa de atrito 3. A outra é a de que a parede externa do suporte interior 6 e a parede interior da manga do rolamento 4 são em forma de estruturas cilíndricas montadas de deslizamento. O componente elástico 5 é uma mola de reposição em espiral disposto entre a saliência da parede exterior do suporte interior 6 e uma flange da parede interior da manga de rolamento 4 (como mostrado na FIG. 3). A mola espiral de reposição tem uma estrutura simples, mas não é apenas conveniente para a instalação, fabricação e deslocamento, mas também apta a localizar especificamente a segunda placa de atrito 1 a primeira placa de atrito 3.

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8/9 [014] Preferencialmente, o bloco de pressão 2 está em ligação com a parte superior do pedestal interior 6 de modo a formar uma estrutura esférica que compreende uma superfície convexa e uma superfície côncava correspondente. Especificamente, o bloco de pressão 2 compreende uma coluna superior curta 2a, e uma coluna hemisferoide menor 2b. A coluna superior curta 2a compreende uma parte superior em que a segunda placa de atrito 1 é disposta e uma parede exterior rodeada por um anel de retenção 9. O hemisferoide inferior 2b é flexivelmente recebido pela superfície côncava da estrutura esférica da parte superior do pedestal interior 6. Esta estrutura mantém uma boa ligação entre a segunda placa de atrito e o rolamento lateral superior do corpo do carro. A força da carroceria é distribuída uniformemente sobre a superfície de atrito e, portanto, uma fricção estável é produzida e a segurança para a via em curva é ainda melhorada durante o estado de carga pesada.

[015] Para evitar que poeiras e outros grãos caiam dentro da estrutura esférica entre o bloco de pressão 2 e o pedestal interior 6, um selo raspador 8 é disposto entre um círculo interior da placa de pressão 7 e um círculo exterior do bloco de pressão 2. Especificamente, o selo raspador 8 é disposto sobre a parte interna da placa de pressão 7.

[016] A fim de manter a uniformidade da distribuição de força, o número de primeiras placas de atrito 3 é par, e as primeiras placas de atrito 3 estão simetricamente dispostas em dois lados da parte superior da placa de pressão 7. Especificamente, as primeiras placas de atrito 3 são em número de quatro, e estão dispostas simetricamente dos dois lados do topo da placa de pressão 7.

[017] O princípio de funcionamento do rolamento lateral inferior é o seguinte: quando o corpo do carro está em um estado vazio, a primeira placa de atrito 3 é mais elevada do que a segunda placa de atrito 1, isto é, uma diferença de altura h é formada. Em tal estado, o lado superior do rolamento pressiona na primeira placa de atrito 3 única. Devido a deflexão que é

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9/9 produzida pelo elastômero do rolamento lateral inferior, devido ao peso do corpo do carro ser menor do que a diferença de altura h, o rolamento lateral inferior está em um estado elástico e atua como um sistema de suspensão elástica, quando o terceiro vagão está vazio carregado. Além disso, porque a primeira placa de atrito 3 possui um maior k coeficiente de atrito que garante uma alta velocidade crítica do truque de roda no estado vazio carregado. Quando o corpo do carro está em estado de alta carga, a primeira placa de atrito 3 é pressionada para baixo e no mesmo plano com a segunda placa de atrito 1, isto é, a diferença de altura entre a primeira placa de atrito 3 e a segunda placa de atrito 1 é igual a zero. Em tal estado, o rolamento lateral superior pressiona tanto a primeira placa de atrito 3 como a segunda placa de atrito 1. Porque a deflexão é produzida por elastômero do rolamento lateral inferior, devido ao peso do corpo do carro e da carga ser igual ou mesmo maior do que a diferença de altura h, o rolamento lateral inferior está em um estado rígido de suporte e a maior parte da carga do corpo de carro é suportada pela segunda placa de atrito 1, quando o carro de carga pesado é carregado. Além disso, porque a segunda placa de atrito tem um menor coeficiente de atrito pz, o truque de roda tem um bom desempenho em cruzar os trilhos curvados durante o estado de alta carga.

[018] O rolamento lateral inferior da invenção é aplicável não apenas em truque de rodas que são suportados totalmente pelos rolamentos laterais, mas também em truques de rodas de empregando a placa central como uma estrutura de suporte primária e os rolamentos laterais como uma estrutura de suporte secundária.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Rolamento lateral inferior para suporte de carregamento em estados vazio e pesado, compreendendo:

a) uma primeira placa de atrito (3);

b) uma segunda placa de atrito (1);

c) um pedestal interno (6);

d) uma manga de rolamento (4) no pedestal interno (6);

e) um bloco de pressão (2);

f) uma placa de pressão (7); e

g) um componente elástico (5);

caracterizado por o bloco de pressão (2) ser disposto na parte superior do pedestal interno (6), e a segunda placa de atrito (1) ser disposta no topo do bloco de pressão (2);

a placa de pressão (7) ser disposta na parte superior da manga de rolamento (4) e a primeira placa de atrito (3) ser disposta no topo da placa de pressão (7);

um coeficiente de atrito da primeira placa de atrito (3) pk e um coeficiente de atrito da segunda placa de atrito (1) pz alcançar a relação: pk>pz;

um componente elástico (5) ser disposto entre o pedestal interno (6) e a manga de rolamento (4) para controlar uma posição relativa do pedestal interno (6) e a manga de rolamento (4); e

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2/4 uma propriedade mecânica do componente elástico (5) encontrar os seguintes requisitos: a) em um estado carregado vazio, um nível de posição da primeira placa de atrito (3) ser maior do que a segunda placa de atrito (1) de modo que a primeira placa de atrito suporte o carregamento de um corpo de carro; e b) em um estado de carregamento pesado, o nível de posição da primeira placa de atrito (3) ser igual a segunda placa de atrito (1) de modo que a primeira placa de atrito e a segunda placa de atrito suportem o carregamento do corpo do carro.

2. Rolamento lateral inferior, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma parede externa do pedestal interno (6) e uma parede interna da manga de rolamento (4) esteja na forma de estruturas cônicas;

o componente elástico (5) é uma camada de borracha cônica disposta entre a parede externa do pedestal interno (6) e a parede interna da manga de rolamento (4); e o componente elástico (5), e a parede externa do pedestal interno (6), e a parede interna da manga de rolamento (4) são integradas como um todo pela sulfurização.
3. Rolamento lateral inferior, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por uma parede externa do pedestal interno (6) e uma parede interna da manga de rolamento (4) estarem na forma de estruturas cilíndricas ajustadas de deslizamento; e o componente elástico (5) ser uma mola de reposição espiral disposta entre um realce da parede externa do pedestal interno (6) e uma flange da parede interna da manga de rolamento (4).

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4. Rolamento lateral inferior, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2 ou 3, caracterizado por um bloco de pressão (2) estar em conexão com a parte superior do pedestal interno (6) para formar uma estrutura esférica compreendendo uma superfície convexa e uma correspondente superfície côncava.
5. Rolamento lateral inferior, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o bloco de pressão (2) compreender uma coluna curta superior (2a) e um hemisferoide inferior (2b);

a coluna curta superior (2a) compreender um topo no qual a segunda placa de atrito (1) está disposta, e uma parede externa cercada por um anel de retenção (9); e o hemisferoide inferior (2b) ser flexivelmente recebido por uma superfície côncava da estrutura esférica na parte superior do pedestal interno (6).
6. Rolamento lateral inferior, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2 ou 3, caracterizado por um selo raspador (8) estar disposto entre um círculo interno da placa de pressão (7) e um círculo externo do bloco de pressão (2).
7. Rolamento lateral inferior, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o selo raspador (8) estar disposto no círculo interno da placa de pressão (7).
8. Rolamento lateral inferior, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1,2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caracterizado por existir uma pluralidade de primeiras placas de atrito (3) em número par e as primeiras placas de atrito (3) serem simetricamente dispostas nos dois lados do topo da placa de pressão (7).

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9. Rolamento lateral inferior, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por as primeiras placas de atrito (3) serem 4 em número e serem simetricamente dispostas nos dois lados do topo da placa de pressão (7).
10. Rolamento lateral inferior, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caracterizado por a segunda placa de atrito (1) ser feita de materiais poliméricos, e a primeira placa de atrito (3) ser feita de materiais de náilon modificado.