Колісний візок залізничних вагонів та фрикційний клиновий вузол і зношувальна накладка, що використовуються в ньому

1. Колісний візок залізничних вагонів, що має дві бічні рами, які рознесені поперечно та спираються на рознесені колісні пари, причому кожна бічна рама має проріз між колісними парами, в який виступає один з кінців надресорної балки вантажного вагона, яка з'єднує бічні рами, кожний проріз бічної рами містить рознесені в поздовжньому напрямку протилежні фрикційні поверхні, розташовані на протилежних сторонах виступаючих кінців надресорної балки, причому у виступаючих кінцях надресорної балки є два гнізда, кожне з яких звернене в сторону однієї з фрикційних поверхонь, а гнізда мають похилу частину задньої стінки, яка проходить вниз і усередину, і вертикальні плоскі бічні стінки, причому похила частина задньої стінки звужується від центральної піднесеної частини до бічних сторін гнізда, і два клини, які розміщені усередині кожного гнізда і мають похилі поверхні, розміщені усередині гнізд надресорної балки, причому клини розміщені окремо від похилих поверхонь на протилежних сторонах центральної піднесеної частини з похилими поверхнями та знаходяться у взаємодії з похилими поверхнями частини задньої поверхні, а вертикальна поверхня перебуває у взаємодії з однією з тих, що проходять у поздовжньому напрямку фрикційних поверхонь, а кожна поверхня, що звужується, взаємодіє з відповідною похилою поверхнею клина для зсуву клина для його взаємодії з відповідною бічною 2 (19) 1 3 88895 4 вона розміщалася врівень з поверхнею зношува14. Клиновий вузол за п. 13, у якому зношувальні льної накладки. накладки виготовлені з полімерного матеріалу, 10. Фрикційний клиновий вузол, що містить розрізвибраного із групи, що містить поліамідну смолу, ні фрикційні клини для використання в колісному смолу Delrin, ультрависокомолекулярний поліетивізку залізничного вагона, причому колісний візок лен і уретани. містить дві бічні рами, кожна з яких має розташо15. Клиновий вузол за п. 14, у якому зношувальні ваний в центрі проріз, надресорну балку, яка пронакладки виготовляють литтям. ходить через прорізи бічних рам, в надресорній 16. Зношувальна накладка з полімеру для клина, балці є гнізда, розміщені усередині прорізів бічних який використовується в колісному візку залізничрам і звернені в напрямку сторін прорізів бічних ного вагона, в якій клин пружно зміщається нагору рам, в кожному із вказаних гнізд задня стінка має усередині гнізда надресорної балки й має похилу похилу частину, причому похила частина задньої поверхню, що сполучається з відповідною похистінки звужується у напрямку від центральної зони лою поверхнею усередині гнізда надресорної балдо бічних кромок, які прилягають до бічних сторін ки, причому клин додатково містить бічну поверхгнізда надресорної балки, два розрізних клини ню, звернену у бік бічної поверхні гнізда, і в якій усередині кожного вказаного гнізда, причому кожклин зміщений до бічної стінки гнізда, і зношувальний клин має похилу поверхню, взаємодіючу з одна накладка прикріплена з можливістю знімання нією з частин стінки, що звужуються, зміщуючі задо бічної поверхні клина так, щоб вона була зверсоби для зміщення клинів догори в напрямку до нена у бік бічної поверхні гнізда, при цьому зношучастин, що звужуються, і убік від центральної зони вальна накладка охороняє клин від взаємодії з до бічних сторін гнізда, та зношувальні накладки з бічною стінкою гнізда і знаходиться у взаємодії із полімерного матеріалу, які мають зношувальні цією стінкою, причому накладку виготовлено з поповерхні між бічною стінкою гнізда і бічною сторолімерного матеріалу, що має порівняно низький ною клина для взаємодії з поверхнею бічної стінки коефіцієнт тертя. гнізда. 17. Зношувальна накладка за п. 16, яка додатково 11. Клиновий вузол за п. 10, що додатково містить містить отвір з різзю та кріпильний елемент з різзю засоби для кріплення зношувальних накладок до для кріплення зношувальної накладки до клина з бічних поверхонь клинів з можливістю знімання. можливістю знімання. 12. Клиновий вузол за п. 11, у якому засоби для 18. Зношувальна накладка за п. 17, що виготовлезнімного кріплення накладки до клина містять кріна литтям і має твердість у діапазоні від приблизпильний елемент із різзю, виготовлений з полімено 700 до приблизно 900 і коефіцієнт тертя коврного матеріалу, і зношувальна накладка має зання в діапазоні від приблизно 0,10 до приблизно отвір, просвердлений крізь накладку з наступною 0,30. роззенковкою для проходження в ньому кріпильно19. Зношувальна накладка за п. 16, що виготовлего елемента, причому головка кріпильного елемена з полімерного матеріалу, вибраного з групи, що нта заглиблена в роззенкованій частині отвору містить поліамідну смолу, смолу Delrin, ультравитаким чином, щоб зовнішня поверхня головки не сокомолекулярний поліетилен і уретани. виступала за зношувальну поверхню накладки. 20. Зношувальна накладка за п. 19, що виготовле13. Клиновий вузол за п. 11, у якому зношувальні на литтям. накладки мають твердість у діапазоні від приблизно 700 до приблизно 900. Даний винахід відноситься до колісних візків залізничних вагонів, що мають дві рознесені в поперечному напрямку бічні рами, які несуть дві рознесені колісні пари, причому в кожній бічній рамі є проріз між колісними парами, в який входить один з кінців поперечно проходячої надресорної балки. Кінці надресорної балки підтримуються комплектами пружин, встановленими усередині прорізів бічних рам. Більш конкретно винахід відноситься до вдосконалення клинових пристроїв, встановлених усередині прорізів бічних рам для гасіння переміщень надресорної балки відносно бічних рам, в результаті чого підтримується прямокутна форма візків і зменшуються коливання. У відомих конструкціях візків залізничних вагонів, до яких відноситься винахід, використовуються фрикційні клини, розміщені у двох гніздах надресорної балки, розташованих на протилежних сторонах балки, прилягаючи до її кінців. Фрикційні клини переважно використовуються парами, які зміщуються вгору пружинами, що притискають їх до похилої поверхні в гнізді надресорної балки вагона й до фрикційної поверхні, яка є стороною колонки бічної рами на кінці прорізу бічної рами. У колісному візку вагона того типу, який особливо підходить для застосування даного винаходу, гнізда в надресорній балці мають поверхні зі зворотним нахилом, і на цих похилих поверхнях використовуються фрикційні вставки. Така фрикційна вставка є окремою частиною, яка взаємодіє з відповідними похилими поверхнями пари розрізних клинів. У відомих конструкціях використовуються похилі поверхні гнізд із бічним звуженням чи скошенням так, що зміщуюча сила, яка діє на клин, змушує його притискатися до поверхні бічної стінки гнізда надресорної балки. Таким чином, робота клина всередині гнізда викликає спільну дію зміщуючих сил на похилу поверхню гнізда, бічну кромку прорізу бічної рами та на бічні стінки гнізда, в результаті чого виникають сили гасіння коливань, які забезпечують вирівнювання колісного візка, 5 88895 6 перешкоджають коливанням візка та зменшують що при використанні таких вставок термін служби зношування коліс. гнізд буде не меншим, ніж термін служби вагона. Патенти США №№4,244,298, опубл.13.01.81р. Використання таких вставок дозволяє вирішиі 5,943,961, опубл.31.08.99р., визначають поперети задачу істотного зниження витрат на технічне дній рівень, удосконаленням якого є даний винаобслуговування і подовження терміну служби комхід. У зазначених патентах показано клини, які понентів колісного візка, досягаючи при цьому вирозділені на дві розташовані поруч частини, розрівнювання візка і забезпечуючи в такий спосіб несені в просторі одна відносно одної. Відповідно зменшення зношування коліс. до обох цих патентів два клини зміщаються для Вищезазначені та інші об'єкти і переваги винавзаємодії по всій поверхні із частинами гнізда, які ходу стануть очевидними з нижченаведеного домають відповідний нахил. В обох патентах сторона кладного опису найбільш бажаного варіанту здійскожної частини клина також зміщується для взаєнення винаходу разом із кресленнями, що модії з бічною поверхнею бічної стінки гнізда наприкладаються. дресорної балки. Фіг.1 - вид у перспективі розібраної бажаної У патенті США №4,244,298 похилі поверхні конструкції вузла розрізного клина, в якому реалігнізда виконані як єдине ціле з надресорною балзовані принципи даного винаходу; та кою. На практиці це звичайно виконується або Фіг.2 - частковий вид збоку перетину, на якому приварюванням кутих вставок у гнізді, яке має непроілюстровано частину бічної рами колісного візобхідну форму, виготовленням гнізда, що має відка та гніздо надресорної балки зі встановленим повідну форму, шляхом лиття, або формуванням вузлом розрізного клина. гнізда за допомогою зварювання. У патенті США На Фіг.1 представлений вид відомого вузла №5,943,961 труднощі потрібної операції зварюклина, який розкрито в патенті США №5,943,961, зі вання й витрати на її виконання усуваються за змінами, внесеними відповідно до даного винахорахунок використання замінної вставки, яка має ду. Як показано на Фіг.1, вузол клина бажано міспотрібну форму, і яка утримується на місці всеретить пару розрізних клинів 10 і 12, кожний з яких дині гнізда без будь-якої потреби використання має звернену нагору похилу несучу поверхню 14. зварювання. Розрізні клини показані на Фіг.1 розділеними переУ процесі експлуатації сили, що притискають городкою 15 вставки 16, яка входить всередину сторони клинів до стінок гнізд для підвищення здаодного із двох гнізд 22а в надресорній балці 22, тності клинів вирівнювати колісний візок, призвопредставленій на Фіг.2. Як показано на Фіг.1 даної дять до зношування відповідної бічної стінки гніззаявки, вставка 16 містить дві похилі поверхні, да. В результаті нормальної експлуатації колісного позначені відповідно номерами 18 і 20, і звернену візка таке зношування може становити від 1/8 нагору похилу поверхню 21, що притискається до дюйма (3,2мм) до 3/16 дюйма (4,8мм) або навіть задньої похилої стінки гнізда 22а. Похилі поверхні більше, в результаті чого гнізда надресорної балки 18 і 20 додатково нахилені назовні у напрямку бічпотребують відновлення. них кромок вставки від розташованої всередині Відновлення зношеного гнізда є досить складперегородки 15 до бічних кромок гнізда і тягнуться ною і довготривалою операцією. Одним зі спосоусередину в простір у задній частині гнізда. У бів, що використовуються, є нарощування гнізда представленому вузлі вставка 16 повністю віддіза допомогою зварювання розплавленим матеріалена від гнізда 22а, але її верхня поверхня 21 прилом і подальшого доведення гнізда до потрібних значена для взаємодії з поверхнею задньої похирозмірів шліфуванням доданого зварюванням малої стінки гнізда. В інших вузлах таких, як, теріалу. Як альтернатива може використовуватися наприклад, вузол, описаний у патенті США '298, приварювання невеликих зношувальних накладок клини можуть притискатися прямо до похилої задна поверхні бічних стінок гнізда. Однак, нарощуньої стінки гнізда чи до вставки, яку приварено чи вання гнізда одним із зазначених способів є склаз'єднано якимось іншим чином з задньою стінкою. дним заходом, оскільки доступ до внутрішніх часЯк можна бачити на Фіг.1, вставка 16 скошена від тин гнізд утруднений через їхні невеликі розміри, її центральної частини в напрямку бічних кромок враховуючи, що ширина стандартних гнізд надревставки. сорної балки становить від 5-3/4 дюйми (136мм) На Фіг.2 представлений вид перетину кінця до приблизно 7-1/2 дюйми (191мм). надресорної балки 22 убік бічної рами 26 візка. У відповідності з винаходом задача, описана Надресорна балка 22 проходить поперечно між вище, вирішується за рахунок використання на двома бічними рамами, при цьому її кінці виходять бічній стороні клина неметалічної вставки, яка взау прорізи 24 бічних рам. На Фіг.2 представлено ємодіє з бічною стінкою гнізда надресорної балки. тільки одну таку бічну раму, проріз бічної рами та Неметалічна вставка виготовляється бажано з частину надресорної балки. На кожному кінці наполімерного матеріалу, що усуває зношування дресорної балки є пара гнізд 22а, звернених у нагнізда надресорної балки через те, що відсутній прямку протилежних сторін прорізу 24 бічної рами. контакт метал-метал, а присутній тільки контакт Далі, кожна бічна рама 26 додатково містить вставки з полімеру з бічною стінкою гнізда. Немерознесені колонки 28, одна з яких представлена на талічні вставки у відповідності до винаходу кріпФіг.2. Кожна з колонок 28 має фрикційну поверхню ляться з можливістю знімання на одній стороні 30, яка виступає усередину в проріз 24 і звернена кожного із двох клинів і можуть бути легко замінені убік гнізда 22а надресорної балки. Як було зазнапри потребі під час регулярних перевірок колісних чено вище, вставка 16 має роздільну перегородку візків. З достатньою підставою можна припускати, 15, розташовану по центру. На Фіг.2 представлений вид збоку розрізного клина 12, зверненого 7 88895 8 поверхнею назад відносно спостерігача, з його бути врівень з поверхнею клина або трохи втоплебічною стороною, яка знаходиться за перегородною. Бажано, щоб кріпильні елементи виготовлякою 15. Обидва клини спираються на зміщуючі лися з того ж матеріалу, що й накладки. Якщо випристрої, в якості яких використовується одна або користовується металевий кріпильний елемент, кілька циліндричних пружин 44. На Фіг.2 можна зенковка отвору 38 повинна бути значною для тобачити один клин з його протилежною стороною, го, щоб виключити контакт голівки кріпильного притиснутою до дальньої сторони гнізда 22а наелемента з бічною стінкою гнізда при нормальнодресорної балки. Як більш докладно пояснюється му рівні зношування накладки. В накладках також в патенті США №5,943,961, і як можна бачити на є отвори 46, суміщені з отворами 48 у розрізних Фіг.1, розрізні клини зміщені до відповідних поверклинах 10 і 12, а в перегородці вставки є виріз 36 хонь 18 і 20 вставки 16. Розрізні клини також змідля тимчасової установки фіксуючого пальця, який щені назовні до бічних стінок гнізда 22а надресорвикористовується в процесі установки, як показано ної балки. в Патенті США '961. На Фіг.1 навпроти заглиблення 36 у боковині У найбільш бажаному варіанті здійснення виклина 12 можна бачити одну із двох накладок 34, находу накладки виготовляють з поліамідної смояка може бути встановленою в цьому заглибленні, ли, хоча можуть використовуватися й інші зносопри цьому друга накладка 34, що має таку ж форстійкі матеріали, наприклад смола Delrin, уретани му, може бути встановлена в заглибленні боковиабо UHMW. UHMW слугує для позначення ультрани клина 10, яке, зрозуміло, має таку ж конфігурависокомолекулярного поліетилену, що бажано має цію, як і заглиблення в боковині клина 12. молекулярну вагу в діапазоні від приблизно 3 міНакладки 34 використовуються в якості зношувальйонів до приблизно 6 мільйонів. Накладки бажальних елементів, які взаємодіють із бічними повено мають твердість у діапазоні від приблизно 700 рхнями гнізда 22а надресорної балки. Накладки 34 до приблизно 900, а найбільш бажаною є твервиготовлені з неметалічного матеріалу, бажано з дість, рівна приблизно 800. полімеру, зазначеного нижче. Товщина накладок Накладки можуть бути виготовлені з таких мавибирається такою, щоб вони достатньо виступатеріалів литтям або пресуванням. ли за бічні поверхні клинів і забезпечували контакт В процесі експлуатації клини 10 і 12 під дією всієї поверхні клина з бічною стінкою гнізда надрезміщуючих засобів, наприклад, циліндричних прусорної балки. У бажаному варіанті здійснення вижин 44, зміщуються нагору до похилих поверхонь находу заглиблення в кожному клині мають глиби18 і 20 усередині гнізда 22а, до фрикційної поверну приблизно 0,25 дюйми (6,4мм), а товщина хні 30 і до бічних стінок гнізда, в результаті чого накладок становить 0,31 дюйми (7,9мм), тобто забезпечується опора для надресорної балки й зовнішні поверхні накладок виступають за бічні кузова вагона та гасіння сил, що сприяє вирівнюповерхні клинів приблизно на 0,06 дюйма (1,5мм). ванню колісного візка й зменшенню коливань. При Як тільки накладка стирається настільки, що незавикористанні зносостійких неметалічних накладок, баром може початися стирання бічної поверхні зношування бічних стінок гнізд істотно зменшуєтьклина, накладка повинна бути замінена. ся. Накладки 34 надзвичайно довговічні й характеДля кріплення накладок у заглибленнях клинів ризуються дуже малим зношуванням в процесі кожна накладка 34 забезпечується роззенкованим експлуатації, але тим не менш, їх можна легко отвором 38, розташованим в її центрі і сполученим замінити, якщо буде виявлено, що вони мають з отвором 40, який просвердлено у бічній стороні помітне зношування. Накладки порівняно недорогі, клина і який має різь. Для кріплення накладки до можуть бути швидко й легко замінені без викорисбічної сторони клина в отвір 40 з різзю крізь отвір тання зварювання, і слід очікувати, що, за умови 38 загвинчується кріпильний елемент 42 із плосперіодичних оглядів і своєчасних замін, вони мокою головкою, що має різьбу. Голівка кріпильного жуть необмежено подовжити термін служби гнізд елемента при його повному затягуванні повинна надресорних балок. 9 Комп’ютерна верстка В. Мацело 88895 Підписне 10 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601