RU219895U1 - Фрикционный гаситель колебаний тележки грузового вагона - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно к фрикционным гасителям колебаний тележки грузового вагона. Фрикционный гаситель колебаний тележки грузового вагона состоит из клина и ролика. Клин содержит опорную площадку с ограничителями для установки пружин, заднюю стенку и боковые стенки, соединенные между собой наклонной стенкой. В наклонной стенке выполнен паз, в который установлен ролик диаметром D таким образом, что его верхняя часть выступает над наклонной стенкой на величину h. Одна из боковых стенок при сопряжении с наклонной стенкой перекрывает паз. Угол контакта поверхности ролика с поверхностью паза составляет β. В пазу с открытой стороны выполнена канавка, в которую помещено стопорное кольцо, фиксирующее ролик от выпадения. Диаметр D ролика составляет от 60 мм до 80 мм. Величина угла β составляет от 210° до 220°. Величина выступания ролика h составляет от 4 мм до 8 мм. Ролик изготовлен из износостойких марок стали. Увеличивается надежность в работе фрикционного гасителя колебаний. 4 з.п. ф-лы. 5 ил.

Description

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, а именно к фрикционным гасителям колебаний тележек грузового вагона.

Известна конструкция фрикционного гасителя колебаний тележки железнодорожного вагона RU 2768423 (МПК B61F 5/12, F16F 7/08, опубл. 24.03.2022 г.), состоящая из фрикционного клина, включающего опорную площадку с ограничителем для пружин рессорного комплекта, боковые стенки, внутреннее ребро, заднюю стенку, верхнюю и переднюю стенку, сопряженные с наклонной стенкой, на которой размещена сменная фрикционная накладка (износостойкий элемент).

Недостатком данного технического решения является нестабильная работа фрикционного гасителя колебаний при движении вагона, заключающаяся в наличии большой площади контакта между фрикционным гасителем колебаний и надрессорной балкой, что приводит к повышенному износу поверхностей контакта обоих элементов, а так же к повышенному риску заклинивания фрикционного гасителя колебаний в связи с большими силами трения.

Наиболее близким аналогом предлагаемой конструкции фрикционного гасителя колебаний, является конструкция (US 2053990, МПК B61F 5/12, опубл. 08.08.1936), содержащая фрикционный клин, опирающийся на рессорные пружины, и имеющий наклонную и боковые стенки, опорную площадку с кольцевым буртом. При этом на наклонной стенке фрикционного клина, выполнен паз, в который установлен ролик. Данная конструкция выбрана в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является открытая (полукруглая) форма паза в наклонной поверхности клина, позволяющая ролику свободно перемещаться в пазу от самой глубокой его части до наклонной поверхности во время работы фрикционного гасителя колебаний, что может привести к заклиниванию фрикционного гасителя колебаний, т.к. при ударной нагрузке на рессорные пружины существует высокая вероятность вылета ролика из паза.

Техническим результатом заявляемого технического решения является увеличение надежности в работе фрикционного гасителя колебаний за счет фиксации ролика в пазу клина от случайного выпадения с обеспечением его свободного вращения вокруг собственной продольной оси.

Технический результат достигается тем, что фрикционный гаситель колебаний тележки грузового вагона состоит из клина и ролика, при этом клин содержит опорную площадку с ограничителями для установки пружин, заднюю стенку, и боковые стенки, соединенные между собой наклонной стенкой, причем в наклонной стенке выполнен паз, в который установлен ролик диаметром D таким образом, что его верхняя часть выступает над наклонной стенкой на величину h, а одна из боковых стенок при сопряжении с наклонной стенкой перекрывает паз, угол контакта поверхности ролика с поверхностью паза составляет β, а в пазу с открытой стороны выполнена канавка, в которую помещено стопорное кольцо, фиксирующее ролик от выпадения, также диаметр D ролика составляет от 60 до 80 мм, угол β составляет от 210° до 220°, величина h составляет от 4 до 8 мм, а ролик изготовлен из износостойких марок стали.

Полезная модель поясняется с помощью графических материалов, где

на фиг. 1 показан фрикционный гаситель колебаний грузовой тележки железнодорожного вагона в рабочем положении;

на фиг. 2 - изометрическое изображение фрикционного гасителя колебаний;

на фиг. 3 - изометрическое изображение клина;

на фиг. 4 - выносной элемент А на фиг. 1;

на фиг. 5 - разрез Б - Б на фиг. 3.

Фрикционный гаситель колебаний 1 грузовой тележки железнодорожного вагона состоит из клина 2 и ролика 3. Клин 2 включает в себя верхнюю горизонтальную стенку 4, опорную площадку 5 с выступающим вниз ограничителями 6 (фиг. 5), предназначенными для взаимодействия с «подклиновыми» пружинами рессорного комплекта 7, заднюю вертикальную стенку 8, предназначенную для контакта с фрикционной планкой 9 боковой рамы 10 тележки, ограничители поперечного перемещения 11, наклонную стенку 12, боковые стенки 13 и 14, переднюю стенку 15. Наклонная стенка 12 сопряжена с верхней горизонтальной стенкой 4, с боковыми вертикальными стенками 13, 14 и передней стенкой 15. Наклонная стенка 12 предназначена для взаимодействия с надрессорной балкой 17 и содержит паз 18 цилиндрической формы для установки ролика 3. При этом боковая стенка 13 при сопряжении с наклонной стенкой 12 перекрывает паз 18, а в боковой стене 14 выполнен вырез совпадающий с формой паза 18.

Ролик 3 выполнен диаметром D от 60 до 80 мм. Для фиксации ролика 3 в пазу 18 выполнена канавка 19, в которую устанавливается стопорное кольцо 20 фиксирующее ролик от выпадения из паза 18. Ролик 3 установлен в паз 18 таким образом, что верхняя его часть выступает над наклонной стенкой 12 на величину h, составляющую от 4 до 8 мм, а угол контакта β поверхности ролика 3 с поверхностью паза 18 составляет от 210° до 220°.

Диапазон диаметра D ролика 3 выбран исходя из условий необходимого и достаточного пятна контакта между роликом 3 и пазом 18 клина 2. С учетом фиксированной глубины посадки ролика в паз, больший диаметр повлечет только увеличение массы фрикционного гасителя колебаний и усилия для проворота ролика 3 в пазу 18, что негативно скажется на работе устройства. Меньший диаметр D ролика 3 увеличит его износ, так как на единицу длины перемещения надрессорной балки 17 под нагрузкой, вращение ролика 3 прямо пропорционально.

Угол контакта β от 210° до 220° выбран из условий сохранения площади поверхности трения относительно классического варианта компоновки (без ролика, т.е. когда трение-скольжение происходит между наклонной поверхностью клина и поверхностью надрессорной балки). То есть площадь цилиндрической поверхности ролика 3 с пазом 18 клина 2 в развертке, в числовом значении, приблизительно равна площади наклонной поверхности клина. Увеличение угла контакта β больше 220° повлечет заклинивание ролика 3 и невозможность его работы. Так же повысится нагрев элементов. Значение угла контакта β меньше 210° выведет ролик 3 в нестабильную работу, при различных режимах движения вагона возможно выпадение его из паза 18.

Величина выступания h верхней части ролика 3 над наклонной стенкой 12 составляет от 4 до 8 мм. При износе ролика 3 в процессе эксплуатации до состояния, когда величина h становится равной 0, происходит контакт надрессорной балки с наклонной стенкой 12 клина и преимущество данного технического решения пропадает - далее происходит быстрый износ клина и повышается вероятность его заклинивания. Поэтому меньшее значение величины h приведет к быстрому переходу в режим холостого зазора и частой замене ролика 3, а большее значение - увеличит риск заклинивания ролика 3 в пазу 18.

Ролик 3 изготавливается из износостойких, способных работать в условиях повышенных ударных нагрузок, давления и трения марок сталей. Для достижения приемлемых прочностных характеристик ролик изготавливают, например, из марок сталей Г13Л, 20 ГЛ, 30 ГСЛ или шарикоподшипниковых сталей ШХ5, ШХ6, ШХ20СГ, которые позволяют не создавать наклепа на поверхности паза и стабильно вращаться в пазу 18 фрикционного клина 2.

Принцип работы фрикционного гасителя колебаний 1 грузовой тележки железнодорожного вагона заключается в следующем: пружины 7 через опорную площадку 5 действуют на клин 2, поддавливая его в верхнее положение до прижима к надрессорной балке 17, задняя стенка 8 клина 2 прижата к фрикционной планке 9 боковой рамы 10, во время движения вагона надрессорная балка 17 перемещается вниз, воздействуя на наклонную стенку 12, и при соблюдении параметров D, h, β ролик 3 проворачивается (свободно вращается) в пазу 18 вокруг своей собственной продольной оси под действием сил трения-качения, исключая заклинивание.

Таким образом, представленная полезная модель улучшает работу фрикционного гасителя колебаний грузовой тележки железнодорожного вагона за счет снижения площади контакта трущихся поверхностей надрессорной балки и фрикционного клина, и позволяет более равномерно подавлять возникающие колебания и снижает риск заклинивания деталей.

Claims (5)

1. Фрикционный гаситель колебаний тележки грузового вагона, состоящий из клина и ролика, при этом клин содержит опорную площадку с ограничителями для установки пружин, заднюю стенку и боковые стенки, соединенные между собой наклонной стенкой, причем в наклонной стенке выполнен паз, в который установлен ролик диаметром D таким образом, что его верхняя часть выступает над наклонной стенкой на величину h, отличающийся тем, что одна из боковых стенок при сопряжении с наклонной стенкой перекрывает паз, угол контакта поверхности ролика с поверхностью паза составляет β, а в пазу с открытой стороны выполнена канавка, в которую помещено стопорное кольцо, фиксирующее ролик от выпадения.

2. Фрикционный гаситель по п. 1, отличающийся тем, что диаметр D составляет от 60 мм до 80 мм.

3. Фрикционный гаситель по п. 1, отличающийся тем, что угол контакта поверхности ролика с поверхностью паза β составляет от 210° до 220°.

4. Фрикционный гаситель по п. 1, отличающийся тем, что величина выступания верхней части ролика над наклонной стенкой h составляет от 4 мм до 8 мм.

5. Фрикционный гаситель по п. 1, отличающийся тем, что ролик изготовлен из износостойких марок стали.