RU196157U1

RU196157U1 - COMPOUNDS OF A BEARING BEARING WITH THE LATERAL FRAME OF THE CAR

Info

Publication number: RU196157U1
Application number: RU2019134367U
Authority: RU
Inventors: Юрий Павлович Бороненко; Вячеслав Алексеевич Решетов; Георгий Михайлович Левит
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2020-02-18

Abstract

Соединение вагона содержит буксовый вырез боковой рамы, на опорной поверхности буксового выреза жестко закреплена металлическая пластина, опорный адаптер, опертый на буксовый подшипник, жестко закрепленная к опорной поверхности буксового выреза металлическая пластина, имеющая с нижней стороны выпуклую сферическую поверхность, при этом верхняя поверхность опорного адаптера имеет вогнутую сферическую поверхность, между сферической выпуклой поверхностью жестко закрепленной металлической пластины и вогнутой сферической поверхностью опорного адаптера размещен сферический сепаратор, содержащий несколько рядов концентрично расположенных стальных шариков. На вертикальных поверхностях буксового выреза боковой рамы выполнены вертикальные пазы, в которые вставлены упругие изогнутые металлические пластины с отгибами по концам. Диаметр всех стальных шариков в сепараторе выполнен одинаковым и превышает толщину сферического сепаратора. Радиус выпуклой сферической поверхности металлической пластины меньше радиуса вогнутой сферической поверхности адаптера на диаметр шариков, установленных в сферическом сепараторе между ними. Снижаются энергозатраты на продвижение, особенно, большегрузных вагонов с нагрузкой на ось 25-27 т и более. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.The wagon connection contains a box cutout of the side frame, a metal plate is rigidly fixed to the support surface of the box cutout, a support adapter supported on a box bearing, a metal plate rigidly fixed to the support surface of the box cutout having a convex spherical surface on the lower side, while the upper surface of the support adapter has a concave spherical surface, between a spherical convex surface of a rigidly fixed metal plate and a concave spherical surface The support adapter contains a spherical separator containing several rows of concentric steel balls. On the vertical surfaces of the axle box cutout of the side frame, vertical grooves are made into which elastic curved metal plates with bends at the ends are inserted. The diameter of all steel balls in the separator is the same and exceeds the thickness of the spherical separator. The radius of the convex spherical surface of the metal plate is less than the radius of the concave spherical surface of the adapter by the diameter of the balls installed in the spherical separator between them. Energy costs for promotion, especially for heavy wagons with an axle load of 25-27 tons or more, are reduced. 4 s.p. f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к транспортной технике, а именно к соединению буксового подшипника с боковой рамой тележки грузового вагона, особенно для большегрузных вагонов с нагрузкой 25-27 т на ось. The utility model relates to transport equipment, namely to the connection of the axle box bearing with the side frame of a freight car truck, especially for heavy freight cars with a load of 25-27 tons per axle.

Известна двухосная тележка грузового вагона с упругой связью колесной пары и боковой рамы (RU 60908, B61F 5/40, 10.02.2007, Бюл. №4), в которой опорные поверхности боковых рам и адаптеров кассетных подшипников колесной пары образованы двумя круговыми секторами попарно равных радиусов, симметрично сдвинутыми в противоположные стороны от вертикальной плоскости, проходящей через центр оси колесной пары, между опорными поверхностями боковых рам и каждым из адаптеров установлены упругие элементы, состоящие из цилиндрических металлических пластин и цилиндрических слоев эластичного материала, имеющих постоянную ширину, разную для каждого слоя, большую со стороны адаптера и меньшую со стороны боковой рамы. При этом количество слоев эластичного материала может составлять три, толщина эластичного слоя 20-25 мм, посадочный радиус эластичного слоя на адаптер 200-210 мм, угол раствора сектора цилиндра эластичного материала 20-25°, ширина эластичного слоя со стороны адаптера 170-180 мм, среднего 160-170 мм, со стороны боковой рамы 140-150 мм, угол установки 60-65°.Known biaxial trolley of a freight car with elastic coupling of the wheelset and the side frame (RU 60908, B61F 5/40, 02/10/2007, Bull. No. 4), in which the supporting surfaces of the side frames and adapters of the cassette bearings of the wheelset are formed by two circular sectors equal in pairs of radii symmetrically shifted in opposite directions from a vertical plane passing through the center axis of the wheelset, between the supporting surfaces of the side frames and each of the adapters are installed elastic elements consisting of cylindrical metal plates and cyl -cylindrical layers of elastic material having a constant width, different for each layer, with a large side of the adapter and smaller from the side of the frame. The number of layers of elastic material can be three, the thickness of the elastic layer is 20-25 mm, the landing radius of the elastic layer on the adapter is 200-210 mm, the angle of the sector of the cylinder sector of the elastic material is 20-25 °, the width of the elastic layer on the side of the adapter is 170-180 mm , average 160-170 mm, from the side of the side frame 140-150 mm, installation angle 60-65 °.

Недостатком известной двухосной тележки грузового вагона с упругой связью колесной пары и боковой рамы через адаптеры кассетных подшипников колесной пары является низкая работоспособность, т.к. при повышенной нагрузке на ось колесной пары, 25-27 т, применяемые в этом узле упругие элементы полностью деформируются и после этого не в состоянии амортизировать колебания рамы тележки относительно кассетных подшипников колесной пары в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Кроме того, все эластичные материалы снижают свои упругие свойства при понижении температуры в холодное время года, что еще более снижет упругие свойства эластичных слоев, используемых в аналоге. Отсутствие достаточной амортизации приводит в вертикальной плоскости к жесткому взаимодействию боковой рамы с адаптером, кассетным подшипником и, следовательно, с осью колесной пары, а в горизонтальной плоскости приводит к жесткому взаимодействию гребней колес и боковой поверхности рельсов. Отсюда в вертикальной плоскости возникают ударные взаимодействия колеса с рельсом, которые передаются на боковую раму тележки и ведут к ее разрушению, а в горизонтальной плоскости создается повышенное трение контактирующих поверхностей гребней колеса с рельсом, что существенно повышает усилия их взаимного перемещения и приводит к повышенным затратам энергии локомотива на продвижение вагона. Поэтому существенно увеличиваются энергозатраты на движение состава вагонов в поезде, и происходит интенсивный износ гребней колес и рельсов.A disadvantage of the known biaxial trolley of a freight car with an elastic coupling of the wheelset and the side frame through the adapters of the cassette bearings of the wheelset is its low working capacity, because with increased load on the axle of the wheelset, 25-27 tons, the elastic elements used in this assembly are completely deformed and after that are not able to absorb the vibrations of the trolley frame relative to the cassette bearings of the wheelset in the vertical and horizontal planes. In addition, all elastic materials reduce their elastic properties when the temperature decreases in the cold season, which will further reduce the elastic properties of the elastic layers used in the analogue. The lack of sufficient cushioning leads in the vertical plane to the rigid interaction of the side frame with the adapter, the cassette bearing and, therefore, with the axis of the wheelset, and in the horizontal plane leads to the hard interaction of the wheel flanges and the side surface of the rails. From here in the vertical plane there are shock interactions of the wheel with the rail, which are transmitted to the side frame of the trolley and lead to its destruction, and in the horizontal plane creates increased friction of the contacting surfaces of the flanges of the wheel with the rail, which significantly increases the forces of their mutual movement and leads to increased energy costs locomotive to promote the wagon. Therefore, significantly increases the energy consumption for the movement of the composition of cars in the train, and there is intense wear on the flanges of the wheels and rails.

известно соединение буксы с боковой рамой тележки грузового вагона (RU 2342271, B61F 5/30, 27.12.2008, Бюл. №36). Соединение содержит опорный адаптер буксового подшипника и упругий амортизатор, установленный в буксовом вырезе боковой рамы тележки между опорными поверхностями буксового выреза тележки и опорного адаптера буксового подшипника. Упругий амортизатор выполнен из эластомера V-образной формы с углом в основании α=140÷170° с поперечной жесткостью, вычисляемой по формуле Жпоп=Р:(33,5÷38,5), и продольной жесткостью, вычисляемой по формуле Жпрод=Р:(55,5÷71,5), по отношению к продольной оси тележки для обеспечения деформации упругого амортизатора в продольном и поперечном направлениях, где Р - вертикальная нагрузка на ось колесной пары.it is known the connection of the axle box with the side frame of a freight car truck (RU 2342271, B61F 5/30, 12/27/2008, Bull. No. 36). The connection contains an axle box bearing adapter and an elastic shock absorber installed in the axle box cut-out of the side frame of the trolley between the supporting surfaces of the axle box cut-out of the trolley and the axle box bearing adapter. The elastic shock absorber is made of a V-shaped elastomer with an angle at the base α = 140 ÷ 170 ° with a transverse stiffness calculated by the formula Жпоп = Р: (33.5 ÷ 38.5) and longitudinal stiffness calculated by the formula Жпрод = Р : (55.5 ÷ 71.5), with respect to the longitudinal axis of the trolley to ensure the deformation of the elastic shock absorber in the longitudinal and transverse directions, where P is the vertical load on the axis of the wheelset.

Недостатком известной двухосной тележки грузового вагона с упругой связью колесной пары и боковой рамы через адаптеры кассетных подшипников колесной пары является низкая работоспособность, т.к. при нагрузке на ось колесной пары 25-27 т, применяемые в этом узле упругие амортизаторы из эластомера V-образной формы полностью деформируются и, после этого, не в состоянии амортизировать колебания рамы тележки относительно кассетных подшипников колесной пары в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Кроме того, все полимерные материалы снижают свои упругие свойства при понижении температуры в холодное время года, что еще более ухудшает упругие свойства эластичных прокладок. Отсутствие достаточной амортизации приводит к жесткому взаимодействию рамы с адаптером, кассетным подшипником и, следовательно, с осью колесной пары, а в горизонтальной плоскости приводит к жесткому взаимодействию гребней колес и боковой поверхности рельсов. Отсюда в вертикальной плоскости возникают ударные взаимодействия колеса с рельсом, которые передаются на боковую раму тележки и ведут к ее разрушению, а в горизонтальной плоскости создается повышенное трение контактирующих поверхностей гребня колеса с рельсом, существенно повышающие усилия их взаимного перемещения, что приводит к повышенным затратам энергии локомотива на продвижение вагона. Поэтому значительно увеличиваются энергозатраты на движение состава вагонов в поезде и происходит интенсивный износ гребней колес и рельсов.A disadvantage of the known biaxial trolley of a freight car with an elastic coupling of the wheelset and the side frame through the adapters of the cassette bearings of the wheelset is its low working capacity, because when the load on the axle of the wheelset is 25-27 tons, the elastic shock absorbers of the V-shaped elastomer used in this assembly are completely deformed and, after that, are not able to absorb the vibrations of the trolley frame relative to the cassette bearings of the wheelset in the vertical and horizontal planes. In addition, all polymeric materials reduce their elastic properties when the temperature decreases in the cold season, which further worsens the elastic properties of elastic gaskets. The lack of sufficient cushioning leads to a rigid interaction of the frame with the adapter, the cassette bearing and, therefore, with the axis of the wheelset, and in the horizontal plane leads to a rigid interaction of the wheel flanges and the side surface of the rails. From here in the vertical plane there are shock interactions of the wheel with the rail, which are transmitted to the side frame of the trolley and lead to its destruction, and in the horizontal plane creates increased friction of the contacting surfaces of the wheel flange with the rail, significantly increasing the efforts of their mutual movement, which leads to increased energy costs locomotive to promote the wagon. Therefore, significantly increases the energy consumption for the movement of the composition of cars in the train and there is intense wear on the flanges of the wheels and rails.

Известно соединение буксы с боковой рамой тележки грузового вагона (RU 2305644, B61F 5/30, 10.09.2007, Бюл. №25), принятое за прототип.It is known the connection of the axle box with the side frame of the freight car truck (RU 2305644, B61F 5/30, 09/10/2007, Bull. No. 25), adopted as a prototype.

Соединение содержит опорный адаптер буксового подшипника и упругую прокладку, установленные в буксовом вырезе боковой рамы между опорными поверхностями буксового выреза и адаптера. Между опорной поверхностью буксового выреза и упругой прокладкой установлена верхняя металлическая пластина, зафиксированная вместе с упругой прокладкой. Боковые края верхней металлической пластины отогнуты под углом к вертикали и расположены с возможностью прилегания к боковым граням верхней опорной поверхности буксового выреза. Между опорной поверхностью адаптера и упругой прокладкой установлена упругая металлическая пластина, зафиксированная вместе с упругой прокладкой. Боковые края упругой металлической пластины отогнуты и расположены параллельно отогнутым боковым краям верхней металлической пластины, зафиксированной на опорной поверхности буксового выреза. На отогнутых боковых краях упругой металлической пластины установлены неупругие фрикционные элементы или упругие неметаллические элементы.The connection contains a bearing adapter for the axle box bearing and an elastic gasket installed in the axle box cutout of the side frame between the supporting surfaces of the axle box cutout and the adapter. Between the supporting surface of the axle box cutout and the elastic gasket, an upper metal plate is fixed, fixed together with the elastic gasket. The lateral edges of the upper metal plate are bent at an angle to the vertical and are located with the ability to fit to the side faces of the upper bearing surface of the axle box cutout. Between the supporting surface of the adapter and the elastic gasket there is an elastic metal plate fixed together with the elastic gasket. The lateral edges of the elastic metal plate are bent and are parallel to the bent side edges of the upper metal plate fixed on the bearing surface of the axle box cutout. On the bent lateral edges of the elastic metal plate, inelastic frictional elements or elastic non-metallic elements are installed.

Недостатком известного соединения соединение буксы с боковой рамой тележки грузового вагона является низкая работоспособность, т.к. при нагрузке на ось колесной пары 25-27 т применяемые в этом узле упругие прокладки полностью деформируются и, после этого, не в состоянии амортизировать колебания боковой рамы тележки относительно адаптера и буксового подшипника колесной пары в вертикальной и горизонтальной плоскостях. При этом, все используемые упругие неметаллические материалы снижают свои упругие свойства при понижении температуры в холодное время года, что еще более ухудшает амортизационные свойства упругих прокладок. Примененные в известном техническом решении упругие металлические пластины имеют весьма малую толщину и не способны амортизировать перемещение боковой рамы относительно адаптера. Отсутствие достаточной амортизации приводит к жесткому взаимодействию между боковой рамой тележки взаимодействию боковой рамы с адаптером и буксовым подшипником и, следовательно, с осью колесной пары, а в горизонтальной плоскости приводит к жесткому взаимодействию гребней колес и боковой поверхности рельсов. Отсюда в вертикальной плоскости ударные взаимодействия колеса с рельсом передаются жестко на боковую раму тележки и ведут к ее разрушению, а в горизонтальной плоскости создается повышенное трение контактирующих поверхностей (гребней) колеса с рельсом, существенно повышающее усилия их взаимного перемещения, что приводит к повышенным затратам энергии локомотива на продвижение вагона. Поэтому увеличиваются энергозатраты на движение состава вагонов в поезде и происходит интенсивный износ гребней колес и рельсов, т.е. снижается работоспособность узла соединения буксы с боковой рамой тележки.A disadvantage of the known connection between the axle box and the side frame of the freight car truck is its low working capacity, because when the load on the axle of the wheelset is 25-27 tons, the elastic gaskets used in this assembly are completely deformed and, after that, are not able to absorb the vibrations of the side frame of the trolley relative to the adapter and axle box bearing of the wheelset in vertical and horizontal planes. Moreover, all used elastic non-metallic materials reduce their elastic properties when the temperature decreases in the cold season, which further worsens the cushioning properties of elastic gaskets. The elastic metal plates used in the known technical solution have a very small thickness and are not able to absorb the movement of the side frame relative to the adapter. The lack of sufficient cushioning leads to a tough interaction between the side frame of the trolley, the interaction of the side frame with the adapter and the axle box bearing and, consequently, with the axle of the wheelset, and in the horizontal plane, leads to the tough interaction of the wheel flanges and the side surface of the rails. From here, in the vertical plane, the shock interactions of the wheel with the rail are transmitted rigidly to the side frame of the trolley and lead to its destruction, and in the horizontal plane, increased friction of the contacting surfaces (flanges) of the wheel with the rail is created, which significantly increases the forces of their mutual movement, which leads to increased energy costs locomotive to promote the wagon. Therefore, energy costs for the movement of the composition of cars in the train increase and intensive wear of wheel flanges and rails occurs, i.e. decreases the efficiency of the node connecting the axlebox with the side frame of the trolley.

В настоящее время в современных тележках грузового вагона, предназначенных для вагонов повышенной грузоподъемности вместо букс колес колесных пар применяются буксовые подшипники и адаптеры, поэтому актуальным является соединение буксового подшипника и адаптера с боковой рамой тележки грузового вагона. Это соединение буксового подшипника и адаптера более технологичное, однако также как и в соединении буксы с боковой рамой тележки, колебания боковой рамы и колесной пары с большой силой воздействуют в плане на рельсы через взаимодействие гребней колес на боковые поверхности рельсов. При этом реализуются силы трения гребней колес и рельсов, которые препятствуют вращению колес и создают этим необходимость увеличения энергозатрат локомотива на продвижение вагонов. При этом возникающее повышенное трение приводит к износу гребней колес и боковых поверхностей рельсов, что ускоряет их преждевременный износ и выход из строя. Особенно большой износ гребней колес и рельсов происходит при использовании большегрузных вагонов с нагрузкой на ось 25-27 т. Эти недостатки возникают из-за низкой работоспособности существующего соединения буксового подшипника с боковой рамой тележки грузового вагона.At present, in modern freight wagon trolleys intended for high-capacity wagons, axle box bearings and adapters are used instead of axle box wheels, therefore the connection of the axle box bearing and adapter with the side frame of the freight wagon is relevant. This connection of the axle box bearing and the adapter is more technologically advanced, however, as well as in the connection of the axle box with the side frame of the trolley, the vibrations of the side frame and the wheelset affect the rails with great force in the plan through the interaction of the wheel flanges on the side surfaces of the rails. In this case, friction forces of wheel flanges and rails are realized, which impede the rotation of the wheels and thereby create the need to increase the locomotive’s energy consumption for carriage advancement. In this case, the increased friction leads to wear of the wheel flanges and the side surfaces of the rails, which accelerates their premature wear and failure. Particularly large wear of wheel flanges and rails occurs when using heavy-duty railcars with an axle load of 25-27 tons. These disadvantages arise due to the low availability of the existing connection of the axle box bearing with the side frame of the freight carriage.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение работоспособности соединения буксового подшипника с боковой рамой тележки грузового вагона за счет снижения сил трения между боковой рамой тележки и буксовым подшипником, что приводит к уменьшению сил трения между гребнями колес тележки и рельсами.The objective of the proposed technical solution is to increase the operability of the connection of the axle box bearing with the side frame of the truck of the freight car by reducing the friction forces between the side frame of the carriage and the axle box bearing, which reduces the friction forces between the wheel flanges of the carriage and the rails.

Поставленная задача решается тем, что в соединении буксового подшипника с боковой рамой тележки грузового вагона, содержащем буксовый вырез боковой рамы, на опорной поверхности буксового выреза жестко закреплена металлическая пластина, упругие изогнутые металлические пластины с отгибами по концам, опорный адаптер, опертый на буксовый подшипник, жестко закрепленная к опорной поверхности буксового выреза металлическая пластина с нижней стороны имеет выпуклую сферическую поверхность, при этом верхняя поверхность опорного адаптера имеет вогнутую сферическую поверхность, между сферическими выпуклой поверхностью жестко закрепленной металлической пластины и вогнутой сферической поверхностью опорного адаптера размещен сферический сепаратор, содержащий несколько рядов концентрично расположенных стальных шариков, при этом на вертикальных поверхностях буксового выреза боковой рамы выполнены вертикальные пазы, в которые вставлены упругие изогнутые металлические пластины с отгибами по концам.The problem is solved in that in the connection of the axle box bearing with the side frame of the freight car truck containing the axle box cutout of the side frame, a metal plate, elastic curved metal plates with bends at the ends, a support adapter supported on the axle bearing are rigidly fixed to the axle box cutout, the metal plate rigidly fixed to the support surface of the axle box cutout has a convex spherical surface on the lower side, while the upper surface of the support adapter has a concave spherical surface, between the spherical convex surface of the rigidly fixed metal plate and the concave spherical surface of the supporting adapter, a spherical separator is arranged containing several rows of concentrically arranged steel balls, while vertical grooves are made on the vertical surfaces of the axial box cutout of the side frame, into which elastic curved metal is inserted plates with bends at the ends.

Диаметр всех стальных шариков в сепараторе выполнен одинаковым и превышает толщину сферического сепаратора.The diameter of all steel balls in the separator is the same and exceeds the thickness of the spherical separator.

Радиус выпуклой сферической поверхности металлической пластины меньше радиуса вогнутой сферической поверхности адаптера на диаметр шариков, установленных в сферическом сепараторе между ними.The radius of the convex spherical surface of the metal plate is less than the radius of the concave spherical surface of the adapter by the diameter of the balls installed in the spherical separator between them.

Ширина вертикального паза на вертикальных поверхностях буксового выреза больше ширины упругой изогнутой металлической пластины с отгибами по концам, а глубина вертикального паза больше толщины упругой изогнутой металлической пластины с отгибами по концам.The width of the vertical groove on the vertical surfaces of the axle box cut is greater than the width of the elastic curved metal plate with bends at the ends, and the depth of the vertical groove is greater than the thickness of the elastic curved metal plate with bends at the ends.

Предлагаемое техническое решение графически представлено рисунками на фигурах 1, 2, 3, 4.The proposed technical solution is graphically represented by the drawings in figures 1, 2, 3, 4.

На фиг. 1 изображен внешний вид соединения буксового подшипника с боковой рамой тележки грузовогоIn FIG. 1 shows the appearance of the connection of the axle box bearing with the side frame of the truck

На фиг. 2 представлен вертикальный разрез упругой изогнутой металлической пластины в вертикальном пазу вертикальной поверхности буксового выреза боковой рамы.In FIG. 2 shows a vertical section of an elastic curved metal plate in a vertical groove of the vertical surface of the axle box cutout of the side frame.

На фиг. 3 представлен вертикальный разрез соединения буксового подшипника с боковой рамой тележки грузового вагона.In FIG. Figure 3 shows a vertical section through the connection of an axle box bearing with a side frame of a freight car truck.

На фиг. 4 изображен горизонтальный разрез соединения буксового подшипника с боковой рамой тележки грузового вагона по сечению А-А фиг. 3.In FIG. 4 shows a horizontal section of the connection of the axle box bearing with the side frame of the freight car truck along section AA of FIG. 3.

На фигурах обозначены:In the figures indicated:

1 - колесо колесной пары;1 - a wheel of a pair of wheels;

2 - буксовый подшипник.2 - axle box bearing.

3 - адаптер опорный с вогнутой сферической верхней поверхностью;3 - supporting adapter with a concave spherical upper surface;

4 - сепаратор сферический;4 - spherical separator;

5 - стальные шарики в сепараторе;5 - steel balls in the separator;

6 - боковая рама;6 - side frame;

7 - металлическая пластина;7 - a metal plate;

8 - вертикальные пазы в вертикальных поверхностях буксового выреза;8 - vertical grooves in the vertical surfaces of the axle box cutout;

9 - упругие изогнутые металлические пластины с отгибами по концам.9 - elastic curved metal plates with bends at the ends.

Соединение буксового подшипника с боковой рамой тележки грузового вагона содержит колесо 1 колесной пары, на оси которой установлен буксовый подшипник 2 с опорным адаптером 3, имеющим вогнутую сферическую верхнюю поверхность. На эту вогнутую сферическую поверхность установлен сферический сепаратор 4. Сферический сепаратор 4 выполнен, например, из стеклополиамида марок Армамид ПА СВ30-175-ТМ по ТУ 2291-037-12213331-03, применяемого в сепараторах буксовых подшипниках вагонов. В сферическом сепараторе 4 размещены стальные шарики 5, выполненные, например, из подшипниковой стали ШХ15 ГОСТ 801-78, закаленные до твердости не менее 56-62 НЯСэ. Сферический сепаратор 4 соединен жестко с вогнутой сферической поверхностью адаптера 3, например винтами по ГОСТ 1491-80, препятствующими смещению сферического сепаратора 4 относительно опорного адаптера 3 при работе. При этом диаметр всех стальных шариков 5 выполнен одинаковым и превышает толщину сферического сепаратора 4. Радиус выпуклой сферической поверхности металлической пластины 7, прикрепленной к опорной части буксового выреза, меньше радиуса вогнутой сферической поверхности адаптера 3 на диаметр стальных шариков 5, установленных в сферическом сепараторе 4 между ними. На стальные шарики 5 сферического сепаратора 4 оперта боковая рама 6 тележки грузового вагона через металлическую пластину 7, которая жестко прикреплена к опорной поверхности буксового выреза, а своей нижней выпуклой сферической поверхностью опирается на стальные шарики 5 сепаратора 4. В вертикальных поверхностях буксового выреза имеются вертикальные пазы 8, в которые вставлены упругие изогнутые металлические пластины 9 в виде изогнутых стальных полос, например по ГОСТ 103-76 из закаленной пружинной стали, например 60С2А ГОСТ 9389-75 толщиной 12-14 мм, причем ширина вертикального паза 8 больше ширины упругой изогнутой металлической пластины 9, а глубина вертикального паза 8 больше толщины упругой изогнутой металлической пластины 9. Пластины 9 имеют отгибы по концам, эти отгибы заведены за края вертикальных пазов 8 и удерживают пластины 9 в вертикальных пазах 8.The connection of the axle box bearing with the side frame of the freight car truck comprises a wheel 1 of a pair of wheels, on the axis of which an axle box bearing 2 with a support adapter 3 having a concave spherical upper surface is mounted. A spherical separator 4 is mounted on this concave spherical surface. The spherical separator 4 is made, for example, of fibergamide grades Armamide PA SV30-175-TM according to TU 2291-037-12213331-03 used in cage axle box bearings. In the spherical separator 4 there are steel balls 5 made, for example, of bearing steel ШХ15 GOST 801-78, hardened to a hardness of not less than 56-62 NSNe. The spherical separator 4 is connected rigidly to the concave spherical surface of the adapter 3, for example by screws according to GOST 1491-80, preventing the displacement of the spherical separator 4 relative to the support adapter 3 during operation. Moreover, the diameter of all steel balls 5 is the same and exceeds the thickness of the spherical separator 4. The radius of the convex spherical surface of the metal plate 7 attached to the supporting part of the axle box cut is less than the radius of the concave spherical surface of the adapter 3 by the diameter of the steel balls 5 installed in the spherical separator 4 between them. On the steel balls 5 of the spherical separator 4, the side frame 6 of the freight car truck is supported through a metal plate 7, which is rigidly attached to the supporting surface of the axle box cutout, and with its lower convex spherical surface rests on the steel balls 5 of the separator 4. In the vertical surfaces of the axial cutout there are vertical grooves 8, into which elastic curved metal plates 9 are inserted in the form of curved steel strips, for example, according to GOST 103-76 of hardened spring steel, for example 60С2А GOST 9389-75, thickness 12-14 mm, and the width of the vertical groove 8 is greater than the width of the elastic curved metal plate 9, and the depth of the vertical groove 8 is greater than the thickness of the elastic curved metal plate 9. The plates 9 have bends at the ends, these bends are introduced beyond the edges of the vertical grooves 8 and hold the plate 9 in the vertical grooves 8.

Упругие изогнутые металлические пластины 9 установлены изгибом в своей средней части в сторону буксового подшипника 2.Elastic bent metal plates 9 are installed by bending in their middle part towards the axle box bearing 2.

Предлагаемое соединение буксового подшипника 2 с боковой рамой 6 тележки грузового работает следующим образом. При колебаниях тележки в процессе движения вагона колесная пара с колесами 1 перемещается поперек рельсового пути, совершая при этом угловые колебания относительно оси рельсового пути, что приводит к значительным взаимным перемещениям буксового подшипника 2 и боковой рамы 6 в буксовом вырезе боковой рамы 6.The proposed connection of the axle box bearing 2 with the side frame 6 of the truck is as follows. When the truck oscillates during the movement of the car, a pair of wheels with wheels 1 moves across the rail, making angular oscillations about the axis of the rail, which leads to significant mutual displacements of the axle box bearing 2 and the side frame 6 in the axle box cutout of the side frame 6.

При этих взаимным перемещениях боковая рама 6 сферической поверхностью металлической пластины 7 перекатывается по шарикам 5 сферического сепаратора 4, что снижает силы трения между ними. Поэтому снижаются силы воздействия боковой рамы 6 на опорный адаптер 3 и на буксовый подшипник 2, следовательно, снижаются силы воздействия боковой рамы 6 на колесо 1 колесной пары. Отсюда уменьшаются силы воздействия гребня колеса 1 на рельсы и, соответственно, уменьшается трение между гребнем колеса 1 и рельсом, следовательно, уменьшается сопротивление качению колеса 1 по рельсу, т.е. повышается работоспособность соединения буксового подшипника с боковой рамой тележки грузового вагона. В колебательном движении боковой рамы 6 поперек рельсов она, прокатываясь на шариках 5 сферического сепаратора 4, несколько поднимается вверх переводя часть своей кинетической энергии в потенциальную энергию. При отклонении боковой рамы 6 в другую сторону эта энергия возвращает боковую раму 6 относительно буксового подшипника 2 в исходное положение. Переход энергии из кинетической в потенциальную и обратно снижает воздействие энергии колебаний боковой рамы 6 на буксовый подшипник 2, следовательно еще больше снижает воздействие колеса 1 на рельс, тем самым еще больше уменьшает трение между гребнем колеса 1 и рельсом. Вследствие этого снижаются затраты энергии на качение колеса 1 по рельсу, поэтому снижаются энергозатраты локомотива на движение вагона и, в целом, на движение состава вагонов. Таким образом еще больше повышается работоспособность соединения буксового подшипника 2 с боковой рамой 6 тележки грузового вагона. Особо большое значение предлагаемое техническое решение имеет для большегрузных вагонов с нагрузкой на ось 25-27 т и более.With these mutual movements, the side frame 6 with a spherical surface of the metal plate 7 rolls over the balls 5 of the spherical separator 4, which reduces the friction forces between them. Therefore, the forces of influence of the side frame 6 on the support adapter 3 and on the axle bearing 2 are reduced, therefore, the forces of the influence of the side frame 6 on the wheel 1 of the wheel pair are reduced. From here, the forces of the wheel ridge 1 impact on the rails decrease and, accordingly, the friction between the wheel ridge 1 and the rail decreases, therefore, the rolling resistance of the wheel 1 along the rail decreases, i.e. increases the efficiency of the connection of the axle box bearing with the side frame of the truck wagon. In the oscillatory movement of the side frame 6 across the rails, it, rolling on balls 5 of the spherical separator 4, rises somewhat, translating part of its kinetic energy into potential energy. When the side frame 6 is deflected to the other side, this energy returns the side frame 6 relative to the axle box bearing 2 to its original position. The transfer of energy from kinetic to potential and vice versa reduces the impact of the vibrational energy of the side frame 6 on the axlebox bearing 2, therefore, further reduces the effect of the wheel 1 on the rail, thereby further reducing friction between the wheel flange 1 and the rail. As a result of this, the energy costs for rolling the wheel 1 along the rail are reduced, therefore, the energy consumption of the locomotive for the movement of the car and, in general, for the movement of the composition of the cars is reduced. Thus, the efficiency of the connection of the axle box bearing 2 with the side frame 6 of the truck of the freight car is further enhanced. Of particular importance is the proposed technical solution for heavy vehicles with an axle load of 25-27 tons or more.

При действии тяговых и тормозных сил тележки грузового вагона в продольном направлении усилие от боковой рамы 6 тележки передаются через упругие металлические изогнутые пластины 9 на буксовый подшипник 2 колеса 1 колесной пары и приводит к движению колесной пары по рельсам. На величину деформации упругой изогнутой пластины 9 боковая рама 6 смещается по шарикам 5 сферического сепаратора 4, что уменьшает воздействие боковой рамы 6 на адаптер 3 и подшипник 2 в случае перекосов колесной пары относительно рельсов при движении тележки грузового вагона. Отсюда существенно уменьшаются силы трения гребня колеса 1 и рельса. При уменьшении тяговых или тормозных сил упругие изогнутые пластины 9 возвращают колесную пару в исходное положение. Поскольку ширина вертикального паза 8 в вертикальных стенках буксового выреза больше ширины упругой изогнутой металлической пластины 9, а глубина вертикального паза 8 больше толщины упругой изогнутой металлической пластины 9, то имеется возможность этой упругой изогнутой металлической пластины 9 входить в вертикальный паз 8, без полного выпрямления пластины 9 для сохранения ее упругих свойств при длительной работе в эксплуатации. Отгибы по концам упругой изогнутой металлической пластины 9, заведенные за края вертикального паза 8, удерживают пластину 9 от выпадения из вертикального паза 8 при работе в эксплуатации.Under the action of the traction and braking forces of the freight wagon trolley in the longitudinal direction, the force from the side frame 6 of the trolley is transmitted through elastic metal curved plates 9 to the axle box bearing 2 of the wheel 1 of the wheelset and leads to the movement of the wheelset along the rails. By the amount of deformation of the elastic curved plate 9, the side frame 6 is displaced along the balls 5 of the spherical separator 4, which reduces the impact of the side frame 6 on the adapter 3 and bearing 2 in case of skewness of the wheel pair relative to the rails when the carriage of the freight car. Hence, the friction forces of the wheel flange 1 and the rail are substantially reduced. With a decrease in traction or braking forces, the elastic curved plates 9 return the wheelset to its original position. Since the width of the vertical groove 8 in the vertical walls of the axle box cutout is greater than the width of the elastic curved metal plate 9, and the depth of the vertical groove 8 is greater than the thickness of the elastic curved metal plate 9, it is possible for this elastic curved metal plate 9 to enter the vertical groove 8, without fully straightening the plate 9 to maintain its elastic properties during prolonged operation. Bends at the ends of an elastic curved metal plate 9, wound beyond the edges of the vertical groove 8, hold the plate 9 from falling out of the vertical groove 8 during operation.

При поворотах оси колесной пары относительно боковой рамы 6 в любом направлении в плане буксовый подшипник с адаптером и сферическим сепаратором будет с минимальным сопротивлением прокатываться по сферической выпуклой поверхности металлической пластины 7, прикрепленной опорной поверхности буксового выреза, снижая тем самым силы взаимодействия боковой рамы 6 и буксового подшипника 2. Следовательно, будут существенно снижаться силы взаимодействия гребня колеса 1 и рельса, т.е. снижаться их взаимное трение, что является следствием повышения работоспособности предлагаемого соединения буксового подшипника 2 с боковой рамой 6 тележки грузового вагона.When the axles of the wheelset are turned relative to the side frame 6 in any direction in plan, the axle box bearing with an adapter and a spherical separator will roll with minimum resistance along the spherical convex surface of the metal plate 7 attached to the supporting surface of the axle box cutout, thereby reducing the interaction forces of the side frame 6 and axle box bearing 2. Therefore, the interaction forces of the wheel flange 1 and the rail will be significantly reduced, i.e. their mutual friction is reduced, which is a consequence of increasing the efficiency of the proposed connection of the axle box bearing 2 with the side frame 6 of the truck of the freight car.

Таким образом, предлагаемая конструкция соединения буксового подшипника 2 и боковой рамы 6 тележки грузового вагона снижает сопротивление движению вагона при всех возможных видах их взаимного перемещения. Вследствие этого существенно снижаются энергетические затраты локомотива на движение грузовых тележек и, в целом, на движение грузовых вагонов по рельсам, что является следствием повышенной работоспособности предлагаемого соединения буксового подшипника 2 с боковой рамой 6 тележки грузового вагона.Thus, the proposed design of the connection of the axle box bearing 2 and the side frame 6 of the truck of the freight car reduces the resistance to movement of the car with all possible types of their mutual movement. As a result, the locomotive’s energy costs for the movement of freight carts and, in general, for the movement of freight cars on rails are significantly reduced, which is a consequence of the increased availability of the proposed connection of the axle box bearing 2 with the side frame 6 of the freight carriage.

Техническим результатом предложенной полезной модели является снижение энергозатрат локомотива на продвижение грузового вагона, что особенно важно для большегрузных вагонов с нагрузкой 25-27 т и более на ось. При этом предлагаемое соединение буксового подшипника 2 с боковой рамой 6 тележки грузового вагона снижает трение между гребнями колес 1 тележки и рельсами, что уменьшает их износы и продлевает срок службы.The technical result of the proposed utility model is to reduce the locomotive’s energy consumption for the promotion of a freight car, which is especially important for heavy freight cars with a load of 25-27 tons or more per axle. Moreover, the proposed connection of the axle box bearing 2 with the side frame 6 of the truck of the freight car reduces friction between the flanges of the wheels 1 of the carriage and the rails, which reduces their wear and prolongs the service life.

Claims

1. The connection of the axle box bearing with the side frame of the freight car truck, comprising the axle box cutout of the side frame, a metal plate is rigidly fixed to the support surface of the axle box cutout, elastic curved metal plates with bends at the ends, a support adapter supported on the axle box bearing, which is rigid the metal plate fixed to the support part of the axle box cutout has a convex spherical surface on the lower side, while the upper surface of the support adapter has a concave spherical the surface, between the spherical convex surface of the rigidly fixed metal plate and the concave spherical surface of the support adapter, there is a spherical separator containing several rows of concentrically arranged steel balls, while vertical grooves are made on the vertical surfaces of the axle box cutout of the side frame, into which elastic curved metal plates with bends are inserted at the ends.

2. The compound according to claim 1, characterized in that the diameter of all steel balls in the separator is the same and exceeds the thickness of the spherical separator.

3. The compound according to claim 1 or 2, characterized in that the radius of the convex spherical surface of the metal plate is less than the radius of the concave spherical surface of the adapter by the diameter of the balls installed in the spherical separator between them.

4. The compound according to claim 1, characterized in that the width of the vertical groove on the vertical surfaces of the axle box cut is greater than the width of the elastic curved metal plate with bends at the ends, and the depth of the vertical groove is greater than the thickness of the elastic curved metal plate with bends at the ends.

5. The compound according to claim 1 or 4, characterized in that the elastic curved metal plates with bends at the ends inserted into vertical grooves are installed by bending in their middle part towards the axle bearing, and the bends of these plates are brought beyond the edges of the vertical grooves in vertical the axle box cutout surfaces of the trolley side frame.