RU184722U1

RU184722U1 - AXIS OF THE MOBILE CONNECTION OF THE ARROW HEADSET OF THE ARROW ELECTRIC DRIVE

Info

Publication number: RU184722U1
Application number: RU2018125824U
Authority: RU
Inventors: Валерий Сергеевич Фадеев; Олег Викторович Штанов; Николай Михайлович Паладин; Евгений Андреевич Зубарев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Информационные технологии" (ООО "ИнфоТех")
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2018-11-06

Abstract

Полезная модель относится к элементам устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, а именно к осям для подвижных соединений тяг стрелочной гарнитуры стрелочного перевода. Задачей заявляемого технического решения является повышение безопасности движения подвижного состава. В процессе решения поставленной задачи достигается технический результат, заключающийся в увеличение срока службы дорогих и трудно заменяемых деталей соединительного шарнира стрелочной гарнитуры и снижение затрат на обслуживание шарнирного соединения. Технический результат достигается осью подвижного соединения стрелочной гарнитуры стрелочного электропривода, характеризующейся тем, что служит для передачи усилий в виде сосредоточенной силы не менее 7,0 кН, устанавливается в самосмазывающуюся металлокерамическую втулку, выполнена в виде болта из углеродистой стали с содержанием углерода по мас. (0,35-0,40) %, имеет головку, рабочую цилиндрическую и резьбовую части, имеет антикоррозионное цинковое покрытие, головка имеет лыски под ключ, рабочая цилиндрическая часть имеет номинальный диаметр 26 мм с полем допускапо 11 квалитету, резьбовая часть имеет накатную резьбу М24 с полем допуска 6g по 6 квалитету и отверстие под шплинт, шероховатость цилиндрической и резьбовой поверхности не более Ra 3,2, между резьбовой и цилиндрической частью оси имеется фаска с радиусом закругления при выходе на цилиндрическую часть оси не менее 0,5 мм. Отверстие под шплинт имеет диаметр 5 мм и выполнено на удалении (12-13) мм от торца резьбовой части оси, длина рабочей цилиндрической части равна 62 мм, а длина резьбовой части равна 38 мм.The utility model relates to elements of devices of railway automation and telemechanics, namely, to the axes for the movable joints of the rods of the switch headset of the switch. The objective of the proposed technical solution is to increase the safety of rolling stock. In the process of solving this problem, a technical result is achieved, consisting in increasing the service life of expensive and difficult to replace parts of the connecting joint of the switch headset and reducing the cost of servicing the swivel joint. The technical result is achieved by the axis of the movable connection of the arrow headset of the arrow electric drive, characterized in that it serves to transfer forces in the form of a concentrated force of at least 7.0 kN, is installed in a self-lubricating cermet sleeve, made in the form of a carbon steel bolt with carbon content by weight. (0.35-0.40)%, has a head, a working cylindrical and threaded part, has a corrosion-resistant zinc coating, the head has flats on a turn-key basis, the working cylindrical part has a nominal diameter of 26 mm with a tolerance of 11 degrees, the threaded part has a knurled thread M24 with a tolerance field of 6g of 6 grade and a hole for the cotter pin, the roughness of the cylindrical and threaded surfaces is not more than Ra 3.2, between the threaded and cylindrical parts of the axis there is a chamfer with a radius of curvature when reaching the cylindrical part of the axis of at least 0.5 mm. The cotter pin hole has a diameter of 5 mm and is made at a distance of (12-13) mm from the end of the threaded part of the axis, the length of the working cylindrical part is 62 mm, and the length of the threaded part is 38 mm.

Description

Полезная модель относится к элементам устройств железнодорожной автоматики и телемеханики, а именно к осям для подвижных соединений тяг стрелочной гарнитуры стрелочного перевода.The utility model relates to elements of devices of railway automation and telemechanics, namely, to the axes for the movable joints of the rods of the switch headset of the switch.

Известно (Федотов А.Е., Качмарская O.K. Техническое обслуживание централизованных стрелок. - М.: Транспорт, 1988. - 95 с.) решение, в котором тяги стрелочной гарнитуры, связаны между собой посредством осевого соединения, состоящего из запрессованных в отверстия тяг втулок и соединяющих тяги оси. Оси и втулки выполнены из конструкционной стали 45, упрочняющей термообработке не подвергаются. В процессе эксплуатации оси периодически смазываются машинным маслом.It is known (Fedotov A.E., Kachmarskaya OK Maintenance of centralized shooters. - M .: Transport, 1988. - 95 p.) A solution in which the rods of the switch headset are interconnected by means of an axial connection consisting of bushes pressed into the holes and connecting axle rods. Axes and bushings are made of structural steel 45, hardening heat treatment is not exposed. During operation, the axles are periodically lubricated with machine oil.

Недостатком данного решения является то, что для оси из конструкционной стали требуется периодической смазка, для выполнения данной операции стрелочная гарнитура должна разбираться, а это дополнительные затраты времени и ресурсов. С выработкой машинного масла происходит интенсивный износ и коррозия осей.The disadvantage of this solution is that for an axis made of structural steel, periodic lubrication is required, in order to perform this operation, the switch headset must be disassembled, and this is an additional cost of time and resources. With the development of engine oil, intensive wear and corrosion of the axles occurs.

Известно техническое решение, в котором шарнирное соединение стрелочной гарнитуры состоит из втулок и оси, ось выполнена упрочненной из стали, втулка, в которую входит ось, выполнена из износостойкого материала, полученного методом порошковой металлургии и пропитана смазкой. Маслонаполненная втулка обеспечивает смазывание контактной поверхности оси со втулкой, обеспечивая повышенную износостойкость шарнирного соединения. (Патент на полезную модель RU 86954, по заявке №2009115807 от 27.04.2009 г.).A technical solution is known in which the swivel connection of the arrow headset consists of bushings and an axis, the axis is made of steel reinforced, the sleeve, which includes the axis, is made of wear-resistant material obtained by powder metallurgy and impregnated with grease. The oil-filled sleeve provides lubrication of the contact surface of the axis with the sleeve, providing increased wear resistance of the articulated joint. (Patent for utility model RU 86954, by application No. 2009115807 of 04/27/2009).

К недостаткам данного технического решения по шарнирному соединению стрелочной гарнитуры следует отнести отсутствие оптимальных геометрических и прочностных характеристик рабочей поверхности оси а также точности изготовления оси, что не позволяет получить на практике снижение затрат на техническое обслуживание стрелочного перевода.The disadvantages of this technical solution for the swivel connection of the switch headset include the lack of optimal geometric and strength characteristics of the working surface of the axis and the accuracy of the axis production, which does not allow in practice to reduce the cost of maintenance of the switch.

Известно техническое решение, принятое в качестве прототипа, в котором ось выполнена в виде болта, выполнена из конструкционной углеродистой качественной стали, подвергнутой поверхностному упрочнению и имеет цилиндрическую и резьбовую части, при этом цилиндрическая часть оси, контактирующая с втулками, подвергнута поверхностно-пластическому деформированию шариком или роликом до твердости поверхностного слоя на 20-80% выше основы, и шероховатости R_a не выше 0,8, резьбовая часть оси выполнена методом накатки и имеет диаметр меньше, чем диаметр цилиндрической части оси, а между резьбовой и цилиндрической частью имеется фаска с радиусом закругления не менее 0,5 мм. при выходе на цилиндрическую часть, поверхностно-пластическая деформация осуществлена инструментом, деформирующие элементы которого в виде шариков, роликов или тел иной конфигурации взаимодействуют с обрабатываемой поверхностью по схемам качения, скольжения или внедрения. (Патент на изобретение RU №2450893 по заявке 2010146717 от 17.11.2010 г.).A technical solution is known, adopted as a prototype, in which the axis is made in the form of a bolt, made of structural carbon quality steel, subjected to surface hardening and has cylindrical and threaded parts, while the cylindrical part of the axis in contact with the bushings is subjected to surface plastic deformation by a ball or roller hardness of the surface layer by 20-80% above the base, and the roughness R _a not more than 0.8, the axis of the threaded portion formed by rolling and has a diameter less than the diameter mp axis of the cylindrical portion, and between the threaded and the cylindrical portion has a chamfer with a radius of curvature of not less than 0.5 mm. when entering the cylindrical part, surface-plastic deformation is carried out by a tool, the deforming elements of which in the form of balls, rollers or bodies of a different configuration interact with the treated surface according to the schemes of rolling, sliding or penetration. (Patent for the invention RU No. 2450893 on the application 2010146717 from 11/17/2010).

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 увеличение срока службы более дорогих и имеющих большую трудоемкость замены деталей фрикционной пары соединительного шарнира стрелочной гарнитуры и снижение затрат на обслуживание шарнирного соединения.In the process of solving this problem, a technical result is achieved, consisting in increasing the service life of the more expensive and more laborious parts replacing the friction pair of the connecting joint of the switch headset and reducing the cost of servicing the articulated joint.

Технический результат достигается осью подвижного соединения стрелочной гарнитуры стрелочного электропривода, характеризующейся тем, что служит для передачи усилий в виде сосредоточенной силы не менее 7,0 кН, устанавливается в самосмазывающуюся металлокерамическую втулку, выполнена в виде болта из углеродистой стали с содержанием углерода по масс.(0,35-0,40) % имеет головку, рабочую цилиндрическую и резьбовую части, имеет антикоррозионное цинковое покрытие, головка имеет лыски под ключ, рабочая цилиндрическая часть имеет номинальный диаметр 26 мм с полем допуска

по 11 квалитету, резьбовая часть имеет накатную резьбу М24 с полем допуска 6g по 6 квалитету и отверстие под шплинт, шероховатость цилиндрической и резьбовой поверхности не более Ra 3,2, между резьбовой и цилиндрической частью оси имеется фаска с радиусом закругления при выходе на цилиндрическую часть оси не менее 0,5 мм.The technical result is achieved by the axis of the movable connection of the arrow headset of the arrow electric drive, characterized in that it serves to transfer forces in the form of a concentrated force of at least 7.0 kN, is installed in a self-lubricating cermet sleeve, made in the form of a carbon steel bolt with carbon content by mass. ( 0.35-0.40)% has a head, a working cylindrical and threaded part, has a corrosion-resistant zinc coating, the head has turnkey flats, the working cylindrical part has a nominal diameter mp 26 mm with tolerance

according to the 11th grade, the threaded part has a M24 threaded thread with a tolerance of 6g of 6th grade and a hole for the cotter pin, the roughness of the cylindrical and threaded surfaces is not more than Ra 3.2, there is a chamfer between the threaded and cylindrical parts of the axis when reaching the cylindrical part axis not less than 0.5 mm.

Кроме этого, отверстие под шплинт имеет диаметр 5 мм и выполнено на удалении (12-13) мм от торца резьбовой части оси, длина рабочей цилиндрической части равна 62 мм, а длина резьбовой части равна 38 мм.In addition, the hole for the cotter pin has a diameter of 5 mm and is made at a distance of (12-13) mm from the end of the threaded part of the axis, the length of the working cylindrical part is 62 mm, and the length of the threaded part is 38 mm.

Увеличение срока службы более дорогих и имеющих большую трудоемкость замены деталей фрикционной пары соединительного шарнира стрелочной гарнитуры, а к ним относятся металлокерамические втулки пропитанные смазкой с низкой температурой замерзания, (-60°C), достигается подбором одного из элемента фрикционной пары, в частности оси, износостойкость которой подбирают меньше чем втулки.An increase in the service life of more expensive and laborious replacement parts of the friction pair of the connecting joint of the switch headset, and these include metal-ceramic bushings impregnated with grease with a low freezing temperature (-60 ° C), is achieved by the selection of one of the elements of the friction pair, in particular the axis, the wear resistance of which is selected less than the sleeve.

Так стоимость изготовления втулки в 1.5 раза выше, чем стоимость оси, но трудозатраты на замену одной оси на порядок меньше, чем трех втулок, как правило, соединительный шарнир имеет три втулки и одну ось. Изготовление оси из распространенной конструкционной стали с содержанием углерода по мас.(0.35-0,40) %, это ст. 35 или ст. 40 значительно дешевле стоимости изготовления втулки. Сложность монтажа втулок объясняется тем, что при замене втулок необходимо снимать полностью тяги и все работы проводить в мастерских, имеющих специальное прессовое оборудование, в то время замена осей производится на путях, без снятия тяг.So the cost of manufacturing a sleeve is 1.5 times higher than the cost of an axis, but the labor required to replace one axis is an order of magnitude less than three bushes, as a rule, the connecting hinge has three bushes and one axis. The manufacture of an axis from common structural steel with a carbon content by weight of (0.35-0.40)%, this is Art. 35 or Art. 40 is significantly cheaper than the cost of manufacturing a sleeve. The complexity of mounting the bushings is explained by the fact that when replacing the bushings it is necessary to completely remove the rods and carry out all the work in workshops with special press equipment, while the axles are replaced on tracks without removing the rods.

Исходя из данных о затрате на замену фрикционных элементов шарнирного соединения, следует, что износостойкость оси, как элемента фрикционной пары, должна быть более низкой. Необходимо оценить, насколько износостойкость оси должна быть ниже износостойкости втулки, что бы шарнирный узел имел минимальные затраты на техническое обслуживание.Based on the data on the cost of replacing the friction elements of the swivel joint, it follows that the wear resistance of the axis, as an element of the friction pair, should be lower. It is necessary to evaluate how much the wear resistance of the axis should be lower than the wear resistance of the sleeve so that the hinge assembly has minimal maintenance costs.

Авторами экспериментально установлено, при изготовлении оси из не закаленной стали, с шероховатостью поверхности не более Ra 3,2, такая высокая шероховатость необходима для удержания смазки на рабочей поверхности оси, и полем допуска

по 11 квалитету, позволяет ресурс износа втулки использовать при двух кратной замене оси. Увеличение поля допуска изготовления оси приводит к увеличению интенсивности износа втулки из-за появления ударных нагрузок и вибраций, при удержании остряка в рабочем состоянии при прохождении состава. Уменьшение поля допуска приводит к усложнению замены оси, возможным появлениям задиров и трещин на втулке.The authors experimentally established that in the manufacture of the axis of non-hardened steel, with a surface roughness of not more than Ra 3.2, such a high roughness is necessary to keep the lubricant on the working surface of the axis, and the tolerance field

according to the 11th quality, allows the wear life of the sleeve to be used with two times the replacement of the axis. An increase in the tolerance field for the manufacture of the axis leads to an increase in the wear intensity of the sleeve due to the appearance of shock loads and vibrations, while keeping the wit in working condition when passing the composition. Reducing the tolerance field complicates the replacement of the axis, the possible occurrence of scoring and cracks on the sleeve.

При сборке соединительного шарнира прикладываются значительные осевые усилия для установки оси. Это обусловлено не соосностью втулки и оси в начальный момент сборки. Для исключения задиров поверхности втулок на оси между резьбовой и цилиндрической частью имеется фаска с радиусом закругления при выходе на цилиндрическую рабочую часть не менее 0,5 ммWhen assembling the joint, significant axial forces are applied to install the axis. This is due not to the alignment of the sleeve and axis at the initial moment of assembly. To eliminate galling of the surface of the bushings on the axis between the threaded and cylindrical parts, there is a chamfer with a radius of curvature at the exit to the cylindrical working part of at least 0.5 mm

В процессе работы стрелочной гарнитуры во время прохождения поезда по стрелочному переводу, за счет давления оси на втулку из антифрикционного спеченного пористого материала, пропитанного смазкой из пор в зону контакта рабочих поверхностей выдавливается смазка. Такой эффект называется самосмазыванием, за счет чего уменьшается коэффициент трения и соответственно интенсивность изнашивания материала втулки и оси. Наличие цинкового покрытия исключает возникновение и развития коррозии, что позволяет значительно продлить срок службы оси, а также сделать шарнирне соединения более надежной.During the operation of the switchgear during the passage of the train on the turnout switch, due to the pressure of the axis on the sleeve of the antifriction sintered porous material, impregnated with grease from the pores, grease is squeezed out of the pores into the contact zone of the working surfaces. This effect is called self-lubrication, due to which the friction coefficient decreases and, accordingly, the wear rate of the sleeve material and the axis. The presence of a zinc coating eliminates the occurrence and development of corrosion, which can significantly extend the life of the axis, as well as make the joint hinge more reliable.

На фиг. 1 представлено данное техническое решение.In FIG. 1 presents this technical solution.

На фиг. 1 следующие обозначения:In FIG. 1 the following notation:

D - наружный номинальный диаметр рабочей части оси, равный 26 мм с полем допуска

по 11 квалитету,D - outer nominal diameter of the working part of the axis, equal to 26 mm with a tolerance

11 qualifications

d - диаметр отверстия по шплинт равный 5 мм, выполненный на удалении l₃ от торца резьбовой части оси,d is the diameter of the hole along the forelock 5 mm, made at a distance l ₃ from the end of the threaded part of the axis,

l₁ - длина рабочей цилиндрической части оси, равная 62 мм,l ₁ - the length of the working cylindrical part of the axis, equal to 62 mm,

l₂ - длина резьбовой части, равна 38 мм.l ₂ - the length of the threaded part is 38 mm.

R - радиус закругления при выходе на цилиндрическую часть оси, не менее 0,5 мм.R is the radius of the curve when entering the cylindrical part of the axis, not less than 0.5 mm

М - диаметр резьбовой части, имеет накатную резьбу М24 с полем допуска 6g по 6 квалитету.M is the diameter of the threaded part; it has a M24 threaded thread with a tolerance field of 6 g of 6 quality.

Таким образом, применение оси изготовленной по предлагаемому техническому решению, позволяет сократить затраты на содержание и текущее обслуживание стрелочного перевода, увеличить срок службы дорогостоящих и требующих значительного времени на их замену в металлокерамических самосмазывающихся втулок.Thus, the use of the axis manufactured according to the proposed technical solution allows to reduce the costs of maintenance and routine maintenance of the turnout switch, to increase the service life of expensive and requiring significant time for their replacement in metal-ceramic self-lubricating bushings.

Claims

1. The axis of the movable connection of the arrow headset of the arrow electric drive, characterized in that it serves to transmit forces in the form of a concentrated force of at least 7.0 kN, is installed in a self-lubricating cermet sleeve made in the form of a carbon steel bolt with carbon content by weight (0 , 35-0.40)% has a head, a working cylindrical and threaded part, has a corrosion-resistant zinc coating, the head has turnkey flats, the working cylindrical part has a nominal diameter of 26 mm with a tolerance field

according to the 11th grade, the threaded part has a M24 threaded thread with a tolerance of 6g of 6th grade and a hole for the cotter pin, the roughness of the cylindrical and threaded surfaces is not more than Ra 3, 2, there is a chamfer between the threaded and cylindrical parts of the axis when reaching the cylindrical part axis not less than 0.5 mm.

2. The axis according to claim 1, characterized in that the hole for the cotter pin has a diameter of 5 mm and is made at a distance of (12-13) mm from the end of the threaded part of the axis.

3. The axis according to claim 1, characterized in that the length of the working cylindrical part of the axis is 62 mm, and the length of the threaded part of the axis is 38 mm.