RU184146U1 - Фрикционный клин - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции гасителя колебаний тележки грузового вагона. Техническим результатом является повышение надежности работы фрикционного клина. Фрикционный клин содержит наклонную стенку, выполненную с углублением и сквозным отверстием в нем. При этом в углублении установлена накладка, закрепленная посредством установленного в отверстии крепежного элемента с продольной прорезью. Фрикционный клин изготовлен из серого чугуна марки СЧ35ЖДТ и подвергнут объемной закалке с отпуском. Накладка выполнена из полимерного композиционного материала или оксафена, или углепластика. С внутренней стороны наклонной стенки сквозное отверстие укреплено бобышкой. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности, к конструкции гасителя колебаний тележки грузового вагона.

При движении грузового железнодорожного вагона по рельсовому пути, элементы тележки подвержены статическим, ударным и динамическим нагрузкам, которые гасятся фрикционным клином тележки, обеспечивающим силы трения в рессорном подвешивании за счет прижатия упругими элементами рессорного подвешивания его вертикальной поверхности непосредственно или через промежуточные детали к боковой раме, а наклонной поверхности – непосредственно или через промежуточную деталь (накладку) к надрессорной балке. Наибольшая нагрузка приходится на рабочие поверхности фрикционного клина – наклонную и вертикальную. При изготовлении клиньев используются материалы, соотношение компонентов которых обеспечивает их надежную работу в тяжелых условиях, в том числе накладки из разных материалов, устанавливаемые на наклонных поверхностях фрикционных клиньев, позволяющие равномерно распределять нагрузки, возникающие при эксплуатации, и обеспечивать защиту наклонной поверхности надрессорной балки от износа.

Из уровня техники известны следующие решения.

Так из описания к патенту Китая № 201794981 (опубликован 13.04.2011 г.) известна конструкция клина, который содержит корпус с вертикальной и горизонтальной стенкой, сквозное отверстие и износостойкую накладку.

За наиболее близкий аналог к патентуемому решению принята конструкция фрикционного клина тележки грузового вагона, содержащая корпус с наклонной стенкой, горизонтальные и вертикальную стенки, сопряженные с наклонной стенкой, имеющей паз и углубления для установки накладки с выступами (см. патент РФ № 2523513, опубликован 20.07.2014 г.).

Недостатками наиболее близкого аналога является недостаточная точность фиксации накладки с корпусом клина, неравномерное распределение нагрузок по поверхности накладки и её скорый износ. Неточная фиксация накладки в процессе эксплуатации приводит к тому, что действующие нагрузки неравномерно распределяются по ее поверхности, что приводит к износу накладки и снижению надежности работы фрикционного клина как сборочной единицы. Кроме того, неточность фиксации может привести к выпадению накладки с поверхности клина, что может спровоцировать увеличение динамических сил в тележке и, как следствие, аварийную ситуацию.

Технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является устранение указанных недостатков, расширение арсенала технических средств, увеличение межремонтного пробега в эксплуатации, расширение эксплуатационных характеристик и функциональных возможностей фрикционного клина за счёт установки накладки с сохранением стабильной работы фрикционного клина.

Техническим результатом патентуемого решения является повышение надежности работы фрикционного клина.

Технический результат достигается за счет использования фрикционного клина, который содержит наклонную стенку, выполненную с углублением и сквозным отверстием в нем, при этом в углублении установлена накладка, закрепленная посредством установленного в отверстии крепёжного элемента с продольной прорезью.

Благодаря выполнению наклонной стенки фрикционного клина с углублением и сквозным отверстием, в которые установлена накладка с крепёжным элементом с продольной прорезью, обеспечивается надежное закрепление накладки на фрикционном клине. При установке накладки, крепёжный элемент благодаря продольной прорези сужается, превращаясь в конус, легко входит в сквозное отверстие фрикционного клина меньшего диаметра и, расширяясь, надежно фиксирует накладку на наклонной стенке фрикционного клина.

В частности, фрикционный клин изготовлен из серого чугуна, преимущественно марки СЧ35ЖДТ, и подвергнут объёмной закалке с отпуском, что дополнительно способствует повышению надежности работы фрикционного клина в целом.

В частности, укрепление бобышкой сквозного отверстия с внутренней стороны наклонной стенки придаёт прочность установке накладке и надежной её фиксации с помощью крепежного элемента в сквозном отверстии, что также повышает надежность работы фрикционного клина.

Далее решение поясняется ссылкой на фигуры, на которых изображено следующее.

На фиг. 1 – фрикционный клин без накладки.

На фиг. 2 – фрикционный клин с накладкой и крепёжным элементом.

На фиг. 3 – крепёжный элемент с продольной прорезью.

Согласно фигурам фрикционный клин содержит опорную площадку 1, внутреннее ребро 2, кольцевой буртик 3, горизонтальные стенки 4, 5, и вертикальную стенку 6, сопряженные с наклонной стенкой 7, имеющей углубление 8 и сквозное отверстие 9. В углубление 8 и сквозное отверстие 9 фрикционного клина установлена накладка 10, закрепленная с ним посредством крепёжного элемента 11 с продольной прорезью 12. Сквозное отверстие 9 с внутренней стороны наклонной стенки укреплено бобышкой 13 - воронкообразным выступом, который обрамляет сквозное отверстие 9 по кругу. Крепёжный элемент 11 с продольной (вертикальной) прорезью 12 представляет собой цилиндрический стержень, который на одном конце выполнен со шляпкой, контактирующей с накладкой, а другой конец которого выполнен с продольной прорезью 12, которая делит стержень на две равные части.

Накладка может быть изготовлена из полимерного композиционного материала или оксафена, или углепластика и т.п.

В рабочем положении фрикционный клин расположен между наклонной поверхностью надрессорной балки тележки вагона с одной стороны и «планкой» (контактной) боковой рамы тележки вагона с другой стороны, к которым фрикционный клин поджимается пружиной под действием массы кузова вагона. Известно, что фрикционный узел «клин - планка» работает в условиях сухого трения. Работоспособность этого узла и характер износа зависят от материала трущихся поверхностей. Ранее, при эксплуатации определенных моделей тележек происходили системные отказы, зачастую из-за нарушения работы фрикционного узла гашения колебаний по вине, использованных в них фрикционных клиньев из высокопрочного чугуна с полиуретановыми накладками, что в свою очередь, ставило под вопрос заявленный производителем межремонтный пробег. Потребность в увеличении и, самое главное, в обеспечении межремонтного пробега в эксплуатации тележки грузового вагона не менее 500 тыс.км привело к изготовлению клиньев из более дешевого, технологичного серого чугуна марки СЧ35ЖДТ с термической обработкой (закалка и отпуск), с химическим составом, указанным в таблице 1, и установленной на наклонную поверхность накладкой. Наличие накладки, фиксируемой посредством крепежного элемента с вертикальной прорезью, позволяет надежно закрепить накладку на фрикционном клине и исключить возможность ее выпадения, также равномерно распределить нагрузки, действующие на фрикционный клин, что повышает надежность его работы в эксплуатации. Накладка может быть изготовлена из полимерного композиционного материала или оксафена, или углепластика и т.д.

При этом после термической обработки фрикционного клина (закалка и отпуск) на вертикальной стенке фрикционного клина повышается твердость и, как следствие, износостойкость.

Таблица 1

Таким образом, использование серого чугуна марки СЧ35ЖДТ с объемной закалкой с отпуском, и установленной на наклонную поверхность накладки из полимерного композиционного материала с крепежным элементом с продольной прорезью, позволяет обеспечить необходимую работоспособность за счет применения конструктивных особенностей и применяемых материалов, что в итоге позволит повысить надежность работы фрикционного клина и обеспечить заданный межремонтный срок в эксплуатации.

Внутреннее ребро фрикционного клина выполнено с двумя отверстиями, поверхность между которыми позволяет закрепить индивидуальную маркировочную пломбу.

Устройство работает следующим образом.

Накладка 10 с помощью крепёжного элемента 11 с вертикальной прорезью 12 не требует в изготовлении высокой точности, надежно фиксируется в углублении 8 и сквозном отверстии 9 наклонной стенки 7 фрикционного клина, что позволяет распределять нагрузки по всей поверхности накладки 10, а также надежно зафиксировать ее от случайного выпадения. При установке крепёжный элемент 11, превращаясь в конус за счет вертикальной прорези и упругих свойств полимерного материала крепежного элемента, входит в сквозное отверстие 9 фрикционного клина меньшего диаметра, деформируется (распрямляется) и стопорит накладку 10. Для более точной фиксации сквозное отверстие 9 обрамлено бобышкой 13. Таким образом, повышается надежность работы всего фрикционного клина при эксплуатации.

Использование фрикционного клина заявленной конструкции позволяет увеличить надежность работы тележек грузовых вагонов в течение пробега не менее 500 тыс. км, обеспечивая безопасность движения, что подтверждается пробеговыми испытаниями и протоколами АО «ВНИИЖТ».

Использование фрикционного клина с накладкой, закрепленной с ним посредством крепёжного элемента с вертикальной прорезью, позволяет обеспечить высокую надежность работы фрикционного клина, уменьшить стоимость конечного продукта, обеспечить заданный межремонтный пробег в эксплуатации, а также повысить прочность и износостойкость элементов конструкции за счёт применения конструктивных особенностей и применяемых материалов.

Claims (5)

1. Фрикционный клин, характеризующийся тем, что содержит наклонную стенку, выполненную с углублением и сквозным отверстием в нем, при этом в углублении установлена накладка, закрепленная посредством установленного в отверстии крепежного элемента с продольной прорезью.

2. Фрикционный клин по п. 1, характеризующийся тем, что он изготовлен из серого чугуна марки СЧ35ЖДТ.

3. Фрикционный клин по п. 2, характеризующийся тем, что он подвергнут объемной закалке с отпуском.

4. Фрикционный клин по п. 1, характеризующийся тем, что накладка выполнена из полимерного композиционного материала, или оксафена, или углепластика.

5. Фрикционный клин по п. 1, характеризующийся тем, что с внутренней стороны наклонной стенки сквозное отверстие укреплено бобышкой.

Images