шкворневая система устройства, перемещающегося по рельсам

Формула изобретения

1. Шкворневая система устройства, перемещающегося по рельсам и соединяющая ходовую тележку с несущей рамой, содержащая пятник и подпятник, контактирующие по опорной и упорной поверхностям, отличающаяся тем, что на упорной и опорной поверхностях пятника и подпятника предусмотрены выемки, заполненные смазочным материалом, глубиной не менее величины допустимого износа по нормали, при этом угол, образованный краями двух рядом расположенных выемок в радиальном направлении, не превышает угла поворота тележки в кривых участках пути, а соотношение площадей опорной или упорной поверхностей к соответствующей суммарной площади расположенных на них выемок удовлетворяет условию

,

где , [ ] - соответственно номинальные и допустимые напряжения;

F - нормальная сила;

А, A₁ - соответственно площадь поверхности и суммарная площадь выемок на ней.

2. Шкворневая система по п.1, отличающаяся тем, что указанные выемки заполняются твердым смазочным материалом.

3. Шкворневая система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что указанные выемки заполняются консистентным смазочным материалом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к узлам трения, работающим в условиях ограниченной смазки, и может использоваться в узлах трения подвижного состава на железнодорожном транспорте.

Известны упорные подшипники, устанавливаемые на вертикальных валах (см. напр. П.И.Орлов "Основы конструирования: Справочно-методическое пособие". В 2-х кн. Кн.2. - М.: Машиностроение, 1988. С 381), состоящие из глухой втулки, в которую входит цапфа на конце вала (пята), воспринимающая осевую нагрузку. Такие подшипники стараются использовать в режиме жидкостной смазки. Однако если пята выполнена плоской, то смазка поступает на трущиеся поверхности с трудом, так как здесь нет заволакивающего клинового слоя масла. В этом случае возникает полужидкостное трение, приводящее к быстрому износу опоры (см. напр. Добровольский В.А. Детали машин. - Киев: Государственное издательство Технического университета УССР, 1954, с.472).

Известна шкворневая система железнодорожного вагона, (см. напр. В.В.Лукин, Л.А.Шадур и др. Конструирование и расчет вагонов: Учебник для вузов ж.-д. трансп. - М.: Изд-во УМК МПС России, 2000, с.327), соединяющая тележку вагона с рамой кузова, которая содержит пятник и подпятник, контактирующие по опорной и упорной поверхностям, расположенным под углом. При этом опорная поверхность обеспечивает фрикционный контакт в вертикальном направлении, а упорная обеспечивает фрикционный контакт в горизонтальном направлении. Смазка указанных поверхностей обеспечивается путем введения разовой консистентной смазки во время деповского ремонта, при котором осуществляется разборка шкворневого узла.

Недостатком известной конструкции шкворневого узла является низкая долговечность пятника и подпятника, что объясняется выдавливанием разовой консистентной смазки из зоны трения. Как следствие большую часть времени межремонтного цикла фрикционный контакт пятника и подпятника осуществляется в условиях недостатка смазочного материала или даже в условиях его отсутствия.

Изобретением решается задача повышения долговечности шкворневого узла путем снижения интенсивности износа упорной и опорной поверхностей пятника и подпятника.

Это достигается тем, что в шкворневой системе устройства, перемещающегося по рельсам, соединяющей ходовую тележку с несущей рамой, содержащей пятник и подпятник, контактирующие по упорной и опорной поверхностям, согласно изобретению, на упорной и опорной поверхностях пятника и подпятника, предусмотрены выемки, заполненные смазочным материалом, глубиной не менее величины допустимого износа по нормали, при этом угол, образованный краями двух рядом расположенных выемок в радиальном направлении не превышает угла поворота тележки в кривых участках пути, а соотношение площадей опорной или упорной поверхностей к соответствующей суммарной площади расположенных на них выемок удовлетворяет условию:

где , [ ] - соответственно номинальные и допустимые напряжения,

F - нормальная сила,

A, A₁ - соответственно площадь поверхности и суммарная площадь выемок на ней.

Указанные выемки заполняются твердым смазочным материалом.

Указанные выемки заполняются консистентным смазочным материалом

Сущность изобретения поясняется фиг.1-4.

На фиг.1, 2 показан пример конструктивного исполнения подпятника, состоящего из отверстия 1 под шкворень, упорной 2 и опорной 3 поверхностей, на которых расположены выемки 4 овальной формы (фиг.1) или в виде канавок (фиг.2), у которых угол , образованный краями двух рядом распложенных выемок в радиальном направлении, не превышает угла поворота тележки в кривых участках пути, т.е. .

На фиг.3, 4 показан пример конструктивного исполнения пятника, состоящего из шкворня 5, упорной 2 и опорной 3 поверхностей, на которых расположены выемки 4 овальной формы (фиг.3) или выемки в виде канавок (фиг.4), у которых угол , образованный краями двух рядом распложенных выемок в радиальном направлении, не превышает угла поворота тележки в кривых участках пути, т.е. .

При скольжении пятника относительно подпятника по мере изнашивания опорной и упорной поверхностей в зону контакта вместе с продуктами износа попадает смазка, которая покрывает поверхности трения и снижает интенсивность износа этих элементов.