RU166066U1

RU166066U1 - RAIL VEHICLE WHEEL PAIR

Info

Publication number: RU166066U1
Application number: RU2015155459/11U
Authority: RU
Inventors: Андрей Геннадьевич Жданов; Валерий Петрович Малышев
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2016-11-10

Abstract

Колесная пара рельсового транспортного средства, содержащая неподвижную ось с колесами, установленными на ней посредством подшипников, в буксах которой размещены демпфирующие элементы, зафиксированные разрезными втулками, выполненные с внутренним и внешним конусами, которые входят одна в другую по конусам и закреплены на оси колесной пары, отличающаяся тем, что колеса установлены на металлополимерных подшипниках скольжения с гофрированной поверхностью, и дополнительно введены кольца с высоким классом шероховатости по поверхности скольжения, которые установлены на оси колесной пары, выполненной с буртиками, и запрессованные на ней, а крышки подшипников, которые закреплены на колесах, упираются в буртики.A wheeled pair of a rail vehicle containing a fixed axle with wheels mounted on it by bearings, in the axle boxes of which damping elements are fixed, fixed by split sleeves, made with inner and outer cones, which enter one another on the cones and are fixed on the axis of the wheelset, characterized in that the wheels are mounted on metal-polymer plain bearings with a corrugated surface, and rings with a high roughness class along the surface The sleeves that are mounted on the axle of the wheelset, made with beads, and pressed on it, and the bearing caps, which are mounted on the wheels, abut against the beads.

Description

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а конкретнее к колесным парам с дифференциальным вращением колес.The utility model relates to the field of railway transport, and more specifically to wheelsets with differential rotation of the wheels.

Известна колесная пара рельсового транспортного средства, содержащая неподвижную ось с колесами, установленными на ней посредством подшипников, и охватывающие ось полувалы, одними концами связанные с соответствующими колесами, а другими - друг с другом.A wheel pair of a rail vehicle is known, comprising a fixed axle with wheels mounted on it by means of bearings, and covering the axle of the semi-shafts, connected at one end to the corresponding wheels and the other to each other.

С целью повышения долговечности и улучшения динамических качеств, она снабжена охватывающими один полувал гайкой, секторными фрикционными элементами и пружиной, размещенной между упомянутыми гайкой и фрикционными элементами, на этом полувалу выполнена резьба для указанной гайки, а на другом его конце - продольные пазы, в которых установлены с возможностью продольного перемещения указанные фрикционные элементы, с конической поверхностью, обращенной в сторону другого полувала, другой конец которого выполнен с внутренней поверхностью, ответной конической, поверхности указанных фрикционных элементов [А.С. СССР №1593978, МПК В60В 35/14, 37/08, опубл. 23.09.1990 г., Б.И. №35, авторы Михайлов Е.В. и др. «Колесная пара рельсового транспортного средства»].In order to increase durability and improve dynamic qualities, it is equipped with a nut covering one half shaft, sector friction elements and a spring located between the said nut and friction elements, a thread for the specified nut is made on this half shaft, and longitudinal grooves are made on its other end, in which the indicated friction elements are installed with the possibility of longitudinal movement, with a conical surface facing the other half shaft, the other end of which is made with an inner surface, about solid conical surface of the indicated friction elements [A.S. USSR No. 1593978, IPC VVV 35/14, 37/08, publ. 09/23/1990, B.I. No. 35, authors Mikhailov EV and other "Wheel pair of a rail vehicle"].

Недостатком данного устройства является: низкая надежность из-за потерь на трение во фрикционном механизме и, в связи с этим, повышенный износ поверхностей катания и гребней колес, необходимость точной регулировки фрикционного соединения на момент трения, который образуется из-за разности скольжений между контактами колес с рельсами и зависящий от вертикальной нагрузки колеса на рельс, т.е. веса вагона, меняющегося в зависимости от перевозимого груза, степени заполнения вагона и. т.п.The disadvantage of this device is: low reliability due to friction losses in the friction mechanism and, in connection with this, increased wear of the rolling surfaces and wheel flanges, the need for accurate adjustment of the friction joint at the moment of friction, which is formed due to the difference of the sliding between the wheel contacts with rails and depending on the vertical load of the wheel on the rail, i.e. weight of the wagon, changing depending on the transported cargo, the degree of filling the wagon and. etc.

Известна колесная пара рельсового транспортного средства, содержащая неподвижную ось с колесами, установленными на ней посредством подшипников. С целью улучшения динамических характеристик ее работы, а также уменьшения износов колеса и рельса в колесную пару дополнительно введены демпфирующие элементы, одни из которых размещены в буксах и зафиксированы разрезными втулками, которые выполнены с внутренним и внешним конусом, и входят одна в другую по конусам и закреплены на оси колесной пары, а другие демпфирующие элементы, расположены между внешними кольцами подшипников и ступицами колес. Демпфирующие элементы изготовлены из металлорезины. [Патент РФ на полезную модель №154536, МПК В60В 37/00, опубл. 27.08.2015 г., Б.И. №24, авторы Жданов А.Г., Малышев В.П. «Колесная пара рельсового транспортного средства»].Known wheelset rail vehicle containing a fixed axle with wheels mounted on it by bearings. In order to improve the dynamic characteristics of its operation, as well as reduce wear of the wheel and rail, damping elements are additionally introduced into the wheelset, some of which are placed in axle boxes and fixed by split sleeves, which are made with an inner and outer cone, and enter one another into cones and mounted on the axis of the wheelset, and other damping elements are located between the outer rings of the bearings and the wheel hubs. The damping elements are made of metal rubber. [RF patent for utility model No. 154536, IPC BV 37/00, publ. August 27, 2015, B.I. No. 24, authors Zhdanov A.G., Malyshev V.P. “Wheel pair of a rail vehicle”].

Недостатком данного устройства является низкая надежность из-за применения сложных в изготовлении и дорогостоящих демпфирующих элементов из металлорезины, а также подшипников качения, на которых установлены колеса. Данные подшипники обладают малым ресурсом из-за все более возрастающих скоростей движения поездов и массы перевозимых грузов.The disadvantage of this device is its low reliability due to the use of complicated and expensive damping elements made of metal rubber, as well as rolling bearings on which the wheels are mounted. These bearings have a small resource due to the ever-increasing speeds of trains and the mass of goods transported.

Данное технические решение выбрано авторами в качестве прототипа.This technical solution is selected by the authors as a prototype.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности конструкции за счет улучшения динамических характеристик.The technical result of the invention is to increase the reliability of the structure by improving the dynamic characteristics.

Технический результат достигается тем, что в колесной паре рельсового транспортного средства колеса установлены на металлополимерные подшипники скольжения с гофрированной поверхностью, и дополнительно введены кольца с высоким классом шероховатости по поверхности скольжения, которые установлены на оси колесной пары, выполненной с буртиками, и запрессованные на ней, а крышки подшипников, которые закреплены на колесах, упираются в буртики.The technical result is achieved by the fact that in the wheel pair of a rail vehicle, the wheels are mounted on metal-polymer plain bearings with a corrugated surface, and additionally rings with a high roughness class along the sliding surface are introduced, which are mounted on the axle of the wheel pair made with beads and pressed onto it, and the bearing caps, which are mounted on the wheels, abut against the shoulder.

С целью повышения надежности подшипника скольжения, на наружной поверхности оболочки выполнены поперечные кольцевые рельефные пазы, а толщина оболочки определяется из соотношения:

,In order to increase the reliability of the sliding bearing, transverse annular relief grooves are made on the outer surface of the shell, and the shell thickness is determined from the ratio:

,

где S_b - толщина стенки полимерной вставки;where S _b is the wall thickness of the polymer insert;

σ_b - предел прочности материала полимерной вставки;σ _b is the tensile strength of the material of the polymer insert;

σ_s - предел текучести материала оболочки.σ _s is the yield strength of the shell material.

На фигуре показана схема устройства колесной пары рельсового транспортного средства.The figure shows a diagram of a device of a wheel pair of a rail vehicle.

Устройство состоит из: 1 - колесо; 2 - металлополимерный подшипник; 3 - ось; 4 - букса; 5 - втулки разрезные конусные; 6 - элемент демпфирующий; 7 - полимерная вставка; 8 - тонкостенная металлическая оболочка; 9 и 10 - кольцевые и продольные пазы; 11 - гофры; 12 - кольцо; 13 и 14 - масляные каналы; 15 - смазочная полость.The device consists of: 1 - wheel; 2 - metal-polymer bearing; 3 - axis; 4 - axle box; 5 - conical split bushings; 6 - damping element; 7 - polymer insert; 8 - thin-walled metal shell; 9 and 10 - annular and longitudinal grooves; 11 - corrugations; 12 - ring; 13 and 14 - oil channels; 15 - lubricating cavity.

Колесная пара рельсового транспортного средства работает следующим образом. Динамические колебания, возникающие при движении транспортного средства, гасятся демпферными элементами 6, установленными в буксе при помощи конусных втулок 5, закрепленных на оси 3 и обеспечивающих неподвижность оси сжатием демпфера между буксой 4 и втулками 5, воспринимаются металлополимерными подшипниками скольжения 2, установленными в ступицы колес 1 и содержащих полимерную вставку 7, размещенную в металлической оболочке 8. На внешней поверхности вставки и оболочки выполнен рельеф, образованный поперечными кольцевыми пазами 9, продольными пазами 10 и выступами - гофрами 11, заполненные полимером вставки 7. Подшипник по вершине гофр в ступицы колеса посажен по посадке с натягом, также как и кольца 12 на ось колесной пары. С кольцами 12 подшипник посажен с рекомендуемым зазором. Для подвода смазки в смазочную полость 15 служат масляные каналы 13 и 14. Рельеф, образованный на внешней поверхности подшипника кольцевыми и продольными пазами 9 и 10, представляет собой чередующие выступы и впадины в разных направлениях, что в целом обеспечивает повышение демпфирующих свойств подшипника. Эффект повышенного демпфирования проявляется как за счет податливости упругоэластичных составных элементов, так и за счет трения между слоями металла и полимера при микросмешениях. Система взаимосвязанных пазов 9 и 10 с непрерывной прокачкой смазочной среды через них обеспечивает теплоотвод от подшипника и дополнительное демпфирование колебаний. Крышки подшипников, закрепленные на ступицах колес, упираются в буртики, выполненные на оси, и способствуют фиксации колес от осевых перемещений.Wheel pair of a rail vehicle operates as follows. Dynamic vibrations arising from the movement of the vehicle are damped by the damper elements 6 installed in the axle box with the help of conical bushings 5 mounted on the axle 3 and ensuring the axle is stationary by compression of the damper between the axle box 4 and the bushes 5, are perceived by metal-polymer plain bearings 2 installed in the wheel hub 1 and containing a polymer insert 7 placed in a metal shell 8. On the outer surface of the insert and the shell there is a relief formed by transverse annular grooves 9, longitudinal grooves 10 and protrusions - corrugations 11, filled with polymer inserts 7. The bearing on the top of the corrugations in the wheel hubs is fitted with interference fit, as well as rings 12 on the axis of the wheelset. With rings 12, the bearing is seated with the recommended clearance. For supplying lubricant to the lubricating cavity 15, oil channels 13 and 14 are used. The relief formed on the outer surface of the bearing by annular and longitudinal grooves 9 and 10 is alternating protrusions and depressions in different directions, which generally improves the damping properties of the bearing. The effect of increased damping is manifested both due to the flexibility of the elastic components, and due to friction between the layers of metal and polymer during micromixing. A system of interconnected grooves 9 and 10 with continuous pumping of a lubricating medium through them provides heat removal from the bearing and additional damping of vibrations. The bearing caps mounted on the wheel hubs abut against the shoulders made on the axle and help fix the wheels from axial movements.

При движении рельсового транспортного средства, как в прямых, так и в кривых участках пути с различными радиусами кривизны проскальзывания колес по поверхности катания не будет, так как колеса вращаются независимо друг от друга. Конструкция буксового узла позволит самоустанавливаться колесной паре (в составе тележки вагона) при прохождении кривых участков пути за счет деформации демпфирующего элемента в продольной плоскости пропорционально радиусу кривизны рельсового пути.When the rail vehicle moves, both in straight and in curved sections of the track with different radii of curvature, the wheels will not slip on the skating surface, since the wheels rotate independently of each other. The design of the axle box unit will allow the wheel pair to self-install (as part of the carriage of the car) when passing curved sections of the track due to deformation of the damping element in the longitudinal plane in proportion to the radius of curvature of the rail track.

Предлагаемая колесная пара рельсового транспортного средства, позволяет повысить надежность ее работы в кривых участках рельсового пути, увеличить ресурс работы, уменьшить износы колеса и рельса более чем в 2 раза по сравнению с обычной колесной парой и расходы энергии на тягу поездов,The proposed wheel pair of a rail vehicle allows to increase the reliability of its operation in the curved sections of the rail track, to increase the service life, to reduce the wear of the wheel and rail by more than 2 times compared to a conventional wheel pair and energy consumption for train traction,

Claims

A wheeled pair of a rail vehicle containing a fixed axle with wheels mounted on it by bearings, in the axle boxes of which damping elements are fixed, fixed by split sleeves, made with inner and outer cones, which enter one another on the cones and are fixed on the axis of the wheelset, characterized in that the wheels are mounted on metal-polymer plain bearings with a corrugated surface, and rings with a high roughness class along the surface The sleeves that are mounted on the axle of the wheelset, made with beads, and pressed on it, and the bearing caps, which are mounted on the wheels, abut against the beads.