RU131913U1

RU131913U1 - BUSHING WITH BURT OF FRICTION CLUTCH OF THE ARROW ELECTRIC DRIVE

Info

Publication number: RU131913U1
Application number: RU2013112518/07U
Authority: RU
Inventors: Валерий Сергеевич Фадеев; Юрий Васильевич Ободовский; Олег Викторович Штанов; Евгений Николаевич Емельянов; Юрий Леонидович Чигрин; Александр Викторвич Конаков; Олег Викторович Довгаль; Николай Михайлович Паладин
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2013-08-27

Abstract

1. Втулка с буртом фрикционной муфты стрелочного электропривода, цилиндрической формы, входящая в корпус зубчатого колеса муфты, имеет осевое отверстие диаметром 28 мм, в которое входит вал муфты, изготовленная из антифрикционного пористого металлокерамического самосмазывающегося материала, отличающаяся тем, что длина втулки равна 25 мм или 42 мм, диаметр бурта втулки равен 40 мм, толщина стенки втулки равна 3 мм, бурт имеет форму прямоугольной трапеции, угол наклона поверхности бурта равен 45°, наклонная поверхность бурта сопрягается с наружной поверхностью цилиндра, при этом малое основание трапеции бурта равно 1,0 мм, материал содержит, мас.%: графит 0,6-1,5, никель 1,0-3,0, медь 2,5-5,0, дисульфид молибдена 0,8-1,0, остальное - железо, имеет твердость по Бринеллю НВ не менее 900 МПа, объемную пористость не более 25%, пропитана смазкой с температурой замерзания не ниже минус 60°С, смазка дополнительно содержит порошок дисульфида молибдена и порошок меди в количестве 1,5-5,0 мас.% каждого из указанных порошков, при этом зернистость порошков находится в пределах 0,1-10 мкм, а количество смазки после пропитки составляет не менее 1% от массы втулки.2. Втулка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве смазки используется масло марки АМГ-10.1. The sleeve with a collar of a friction clutch of an arrow electric drive, cylindrical, included in the housing of the clutch gear, has an axial bore of 28 mm in diameter, which includes a clutch shaft made of antifriction porous cermet self-lubricating material, characterized in that the length of the sleeve is 25 mm or 42 mm, the diameter of the sleeve collar is 40 mm, the wall thickness of the sleeve is 3 mm, the shoulder has the shape of a rectangular trapezoid, the angle of inclination of the surface of the collar is 45 °, the inclined surface of the collar mates with the outside the surface of the cylinder, while the small base of the trapezoidal collar is 1.0 mm, the material contains, wt.%: graphite 0.6-1.5, nickel 1.0-3.0, copper 2.5-5.0, molybdenum disulfide 0.8-1.0, the rest is iron, has a Brinell hardness HB of at least 900 MPa, bulk porosity of not more than 25%, impregnated with a lubricant with a freezing point of at least minus 60 ° C, the lubricant additionally contains molybdenum disulfide powder and copper powder in an amount of 1.5-5.0 wt.% each of these powders, while the granularity of the powders is in the range of 0.1-10 microns, and the amount of grease after impregnated and it is not less than 1% by weight vtulki.2. The sleeve according to claim 1, characterized in that AMG-10 brand oil is used as a lubricant.

Description

Полезная модель относятся к средствам управления положением стрелочного перевода железнодорожного, трамвайного пути, в частности, к стрелочным электроприводам.The utility model relates to means of controlling the position of the turnout of a railway, tramway, in particular, to turnout electric drives.

Известно, что в узлах трения широко применяться изделия из антифрикционных спеченных материалов, пропитанных в машинном масле (Ермаков С.С., Вязников Н.Ф. Порошковые стали и изделия. - Л.: Машиностроение, 1990, стр.201-207.). Данные изделия обладают высокими износостойкими свойствами т.к. материал, из которого они изготовлены, обладают эффектом самосмазывания в процессе работы. Материалы, предназначенные для антифрикционных изделий, изготавливают большей частью на основе железа с добавлением легирующих добавок, таких как медь, графит, никель, молибден, хром и др. и пропиткой маслом с температурой замерзания в пределах минус (15-20)°С. Для получения необходимой структуры и. механических свойств, спеченные изделия дополнительно подвергаются термической обработке. В своем большинстве порошковые изделия после спекания не подвергаются дополнительной механической обработке. Втулка фрикционной муфты стрелочного электропривода, имеющая тонкие стенки в пределах (2,0-6,0) мм и при, практически, равном соотношении диаметра и высоты втулки, в пределах 50 мм, должна обладать соответствующей жесткостью стенок, чтобы выдержать механическую обработку, для получения необходимой чистоты поверхности и соответствующих размеров. Втулка фрикционной втулки муфты стрелочного электропривода, кроме механической прочности, что обусловлено определенными соотношениями высоты втулки, внешнего диаметра и толщины стенки, должна обладать рядом функциональных свойств. Но, как показал анализ технической литературы, не из всех антифрикционных материалов на основе железа, могут быть изготовлены втулки фрикционной муфты стрелочного электропривода. Втулка должна обладать высокими прочностными характеристиками, при высокой пористости, удержать в порах впитанное машинное масло в широком температурном диапазоне, не замерзать при низких температурах до минус (50-60)°С. Это обусловлено тем, что втулка фрикционной муфты стрелочного электропривода эксплуатируется в различных климатических зонах, условиях с перепадом температур более 100°С (Справочник инженера путейца. Транспорт. 1972 г, стр.655-666). Вибрации и ударные нагрузки от проходящих составов, наличие агрессивных сред, присутствуют весь период эксплантации стрелочного привода. Чтобы снизить износ втулки, исключить явление заклинивания при отсутствии обслуживания втулки, она должна сохранять эффект самосмазывания не менее пяти лет.It is known that friction units widely use articles made of antifriction sintered materials impregnated in engine oil (Ermakov S.S., Vyaznikov N.F. Powder steels and products. - L.: Mechanical Engineering, 1990, pp. 201-207.) . These products have high wear-resistant properties. the material from which they are made, have the effect of self-lubrication during operation. The materials intended for anti-friction products are mainly made on the basis of iron with the addition of alloying additives, such as copper, graphite, nickel, molybdenum, chromium, etc. and impregnated with oil with a freezing temperature within minus (15-20) ° С. To obtain the necessary structure and. mechanical properties, sintered products are additionally subjected to heat treatment. Most of the powder products after sintering are not subjected to additional mechanical processing. The sleeve of the friction clutch of the pointer electric drive, having thin walls in the range of (2.0-6.0) mm and with an almost equal ratio of the diameter and height of the sleeve, within 50 mm, must have the corresponding rigidity of the walls to withstand mechanical processing, for obtaining the necessary surface cleanliness and appropriate dimensions. The sleeve of the friction sleeve of the clutch of the switch motor, in addition to mechanical strength, due to certain ratios of the height of the sleeve, the outer diameter and wall thickness, should have a number of functional properties. But, as an analysis of the technical literature has shown, not all iron-based anti-friction materials can be used to produce sleeves for a friction clutch of an electrical switch gear. The sleeve must have high strength characteristics, with high porosity, to keep absorbed engine oil in the pores in a wide temperature range, and not freeze at low temperatures to minus (50-60) ° С. This is due to the fact that the sleeve of the friction clutch of the turnout electric drive is operated in various climatic zones, in conditions with a temperature difference of more than 100 ° C (Handbook of a railway engineer. Transport. 1972, p. 655-666). Vibrations and shock loads from passing trains, the presence of aggressive media, are present throughout the explantation period of the switch drive. To reduce the wear of the sleeve, to eliminate the phenomenon of jamming in the absence of maintenance of the sleeve, it must maintain the effect of self-lubrication for at least five years.

Известна металлокерамическая муфта с буртом (ГОСТ ИСО 2795-2001, тип втулки В) с диаметром осевого отверстия 28 мм, наружным диаметром равным 36 мм, диаметром бурта 44 мм, длиной втулки 20 мм, толщиной стенки втулки 4,0 мм, буртом прямоугольной формы с толщиной бурта 4,0 мм. Данная муфта принята в качестве прототипа.A ceramic-metal collar with a collar (GOST ISO 2795-2001, type of sleeve B) with an axial hole diameter of 28 mm, an outer diameter of 36 mm, a collar diameter of 44 mm, a sleeve length of 20 mm, a sleeve wall thickness of 4.0 mm, a rectangular collar is known with a shoulder thickness of 4.0 mm. This coupling is adopted as a prototype.

Недостаток данной муфты заключается в том, что параметры втулки не позволяют ее применить в конструкции муфты. В случае использования данной муфты резко увеличиваются размеры фрикционной муфты, что приводит излишним затратам. Выполнение бурта прямоугольной формы приводит к снижению прочности торцовой поверхности, и как следствие к снижению срока службы фрикционной муфты. Увеличение толщины бурта ведет к увеличению конструкции муфты.The disadvantage of this coupling is that the parameters of the sleeve do not allow it to be used in the design of the coupling. In the case of using this clutch, the dimensions of the friction clutch sharply increase, which leads to unnecessary costs. The implementation of the squared shoulder leads to a decrease in the strength of the end surface, and as a result to a decrease in the service life of the friction clutch. The increase in the thickness of the shoulder leads to an increase in the design of the coupling.

Задача заявляемого технического решения является повышение безопасности движения подвижного состава.The objective of the proposed technical solution is to increase the safety of rolling stock.

В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в отсутствии периодического обслуживания стрелочного электропривода, увеличении срока службы втулки фрикционной муфты стрелочного электропривода.In the process of solving this problem, a technical result is achieved, consisting in the absence of periodic maintenance of the switch electric drive, increasing the service life of the sleeve of the friction clutch of the switch electric drive.

Технический результат достигается втулкой с буртом фрикционной муфты стрелочного электропривода, цилиндрической формы входящей в корпус зубчатого колеса муфты, имеющей осевое отверстие диаметром 28 мм, в которое входит вал муфты, изготовленной из антифрикционного пористого металлокерамического самосмазывающегося материала, при этом, длина втулки ровна 25 мм или 42 мм, диаметр бурта втулки равен 40 мм, толщина стенки втулки ровна 3 мм, бурт имеет форму прямоугольной трапеции, угол наклонна поверхности бурта равен 45°, наклонная поверхность бурта сопрягается с наружной поверхностью цилиндра, при этом малое основание трапеции бурта равно 1,0 мм, материал содержит, мас.%: графит 0,6-1,5, никель 1,0-3,0, медь 2,5-5,0, дисульфид молибдена 0,8-1,0, остальное железо, имеет твердость по Бринеллю НВ не менее 900 МПа, объемную пористость не более 25%, пропитана смазкой с температурой замерзания не ниже минус 60°С, смазка дополнительно содержит порошок дисульфида молибдена и порошок меди в количестве 1,5-5,0 мас.% каждого из указанных порошков, при этом зернистость порошков находится в пределах 0,1-10 мкм, а количество смазки после пропитки составляет не менее 1% от массы втулки. Кроме этого в качестве смазки используется масло марки АМГ-10.The technical result is achieved by a sleeve with a collar of a friction clutch of a rotary electric drive, a cylindrical shape included in the clutch gear housing having an axial bore of 28 mm in diameter, which includes a clutch shaft made of antifriction porous metal-ceramic self-lubricating material, while the sleeve length is 25 mm or 42 mm, the diameter of the sleeve collar is 40 mm, the thickness of the sleeve wall is 3 mm, the shoulder has the shape of a rectangular trapezoid, the angle of inclination of the surface of the collar is 45 °, the inclined surface is the mouth mates with the outer surface of the cylinder, while the small base of the trapezoid shoulder is 1.0 mm, the material contains, wt.%: graphite 0.6-1.5, nickel 1.0-3.0, copper 2.5-5 , 0, molybdenum disulfide 0.8-1.0, the rest is iron, has a Brinell hardness HB of at least 900 MPa, bulk porosity of not more than 25%, impregnated with a lubricant with a freezing point of at least minus 60 ° C, the lubricant additionally contains disulfide powder molybdenum and copper powder in an amount of 1.5-5.0 wt.% each of these powders, while the granularity of the powders is in the range of 0.1-10 microns, and Your grease after impregnation is at least 1% of the weight of the sleeve. In addition, AMG-10 brand oil is used as a lubricant.

В процессе работы стрелочного привода имеются два периода, это перемещении остряков стрелочного перевода и удержания остряка прижатым к рамному рельсу. В первом периоде происходит значительное увеличение давления между вращающимся валом фрикционной муфты с втулкой, во второй период происходит увеличение высоких контактные напряжений на торцовой поверхности втулки фрикционной муфты, часть которой образована буртом. Поверхности скольжения из антифрикционного спеченного пористого материала, пропитанного смазкой, в зоне контакта покрывается выдавливаемой смазкой, за счет чего уменьшается коэффициент трения и соответственно интенсивность изнашивания материала втулки. Поскольку в состав смазки входят порошки дисульфида молибдена и меди, происходит натирание контактной поверхности данными материалами. После перевода стрелки наступает состояния покоя, большая часть масла впитывается обратно в поры антифрикционного спеченного материала, на поверхности остается тонкий слой меди и дисульфида молибдена. Такая поверхность успешно работает в условиях низких температур и моменты начала движения. Со временем, от длительной эксплуатации, количество смазки на контактной поверхности становится все меньше. При отсутствии на поверхности смазки в виде масла. Происходит процесс самосмазывания поверхности за счет наличия в составе втулки дисульфида молибдена, меди, углерода.During the operation of the switch drive, there are two periods, this is the movement of the switches of the switch and the keeping of the switch pressed to the frame rail. In the first period, there is a significant increase in pressure between the rotating shaft of the friction clutch with the sleeve, in the second period there is an increase in high contact stresses on the end surface of the friction clutch sleeve, part of which is formed by a collar. The sliding surface of the antifriction sintered porous material impregnated with grease in the contact zone is covered with extruded grease, thereby reducing the friction coefficient and, accordingly, the wear rate of the sleeve material. Since the composition of the lubricant includes molybdenum and copper disulfide powders, the contact surface is rubbed with these materials. After the arrow is turned over, there is a state of rest, most of the oil is absorbed back into the pores of the antifriction sintered material, a thin layer of copper and molybdenum disulfide remains on the surface. Such a surface successfully works at low temperatures and the moments of the onset of movement. Over time, from prolonged use, the amount of lubricant on the contact surface becomes less and less. In the absence of grease in the form of oil. The process of self-lubrication of the surface occurs due to the presence of molybdenum, copper, carbon disulfide in the sleeve.

Эксплуатационные испытания заявляемой втулки показали, что после 6 месяцев работы следов коррозии на вкладыше не обнаружено. Благодаря наличию на контактных поверхностях пленки масла фрикционная муфта не требует обслуживания (смазки) даже в зимний период эксплуатации. Применение втулок для фрикционной муфты позволяет сократить затраты на содержание и текущее обслуживание стрелочного перевода.Operational tests of the inventive sleeve showed that after 6 months of operation, traces of corrosion on the liner was not found. Due to the presence of an oil film on the contact surfaces, the friction clutch does not require maintenance (lubrication) even in the winter period of operation. The use of bushings for the friction clutch reduces the cost of maintaining and maintaining the turnout switch.

Claims

1. The sleeve with a collar of a friction clutch of an arrow electric drive, cylindrical, included in the housing of the clutch gear, has an axial bore of 28 mm in diameter, which includes a clutch shaft made of antifriction porous cermet self-lubricating material, characterized in that the length of the sleeve is 25 mm or 42 mm, the diameter of the sleeve collar is 40 mm, the wall thickness of the sleeve is 3 mm, the shoulder has the shape of a rectangular trapezoid, the angle of inclination of the surface of the collar is 45 °, the inclined surface of the collar mates with the outside the surface of the cylinder, while the small base of the trapezoidal collar is 1.0 mm, the material contains, wt.%: graphite 0.6-1.5, nickel 1.0-3.0, copper 2.5-5.0, molybdenum disulfide 0.8-1.0, the rest is iron, has a Brinell hardness HB of at least 900 MPa, bulk porosity of not more than 25%, impregnated with a lubricant with a freezing point of at least minus 60 ° C, the lubricant additionally contains molybdenum disulfide powder and copper powder in an amount of 1.5-5.0 wt.% each of these powders, while the granularity of the powders is in the range of 0.1-10 microns, and the amount of grease after impregnated and is not less than 1% of the weight of the sleeve.

2. The sleeve according to claim 1, characterized in that AMG-10 brand oil is used as a lubricant.