Для чего служат буксовые поводки

Назначение и устройство поводков букс колесных пар

Буксовые поводки предназначены для передачи тяговых и тормозных сил от корпуса буксы на раму тележки.

Буксовые поводки представляют собой резинометаллические тяги, с помощью которых букса соединяется с рамой тележки. За счёт упругости резиновых элементов поводков букса может перемещаться относительно рамы тележки вверх и вниз.

Корпус поводка отлит из стали, и имеет два отверстия для установки резинометаллических блоков. В средней части корпуса поводка имеются усиливающие ребра. Резинометаллический блок, устанавливаемый в отверстие поводка, состоит из стальных втулки и валика, между которыми запрессована резиновая втулка. В торцовых частях этих блоков ставят амортизационные резинометаллические шайбы, которые штифтами прикреплены к поводкам. Концы валика резинометаллического блока трапецеидального сечения, устанавливаются с натягом в соответствующие вырезы в кронштейнах рамы тележки и приливах корпуса буксы и крепятся болтом. Натяг контролируется по зазору между дном паза и узкой частью валика. (Из ремонта не менее 1мм. Брак менее 0.2 мм.)

Диагональное расположение поводков уменьшает деформацию резины (она скручивается на меньший угол) при вертикальных перемещениях буксы, что увеличивает их срок службы.

Зазор между узкой клиновой частью валика поводка и дном паза… не менее1 брак менее 0,2

Вмятины на металлических частях торцовых шайб …………………. не более 3 мм

Прилегание клина валика в пазу кронштейна ……………………….. не менее 70%

Глубина захода щупа 0,1 мм между резиновой и металлической

частями торцовой шайбы поводка на 1/3 окружности ……… 0 – 5 брак более 10

Натяг торцовых шайб в проёмах кронштейнов на буксе

и раме тележки на обе стороны для «старых» шайб ………. 6 – 8 брак менее 3

Источник

Буксовые поводки

НАЗНАЧЕНИЕ:

ü Обеспечивают перемещения рамы тележки относительно буксы при работе рессорного подвешивания.

ü Служат для передачи продольных тяговых и тормозных усилий от буксы на раму тележки.

УСТРОЙСТВО ВЛ-80 с : состоит из корпуса и двух резинометаллических валиков с шайбами.

Корпус литой, имеет две круглые расточки для валиков. В средней части расположена перемычка с ребрами жесткости, на торцах штифты.

При работе рессорного подвешивания, когда рама тележки перемещается относительно буксы, поводки скручиваются за счет резиновых втулок. Кроме того, обеспечивается перемещение корпуса буксы относительно рамы тележки за счет деформации резиновых втулок и шайб. Скручивание резиновых втулок и деформация шайб не вызывает их повреждение, буксовые поводки не требуют смазки из-за отсутствия узлов трения.

УСТРОЙСТВО ЭП1М:поводок отличается только формой перемычки 5 корпуса поводка: она немного длиннее и уже, и в ней имеется отверстие.

Рессорное подвешивание

НАЗНАЧЕНИЕ:

УСТРОЙСТВО ВЛ-80 с :применяется индивидуальное комбинированное нижнее рессорное подвешивание. Вес на каждую колесную пару передается через отдельную точку рессорного подвешивания – нижнюю часть корпуса буксы. Состоит из:

Листовая рессора состоит из 10 листов; из них 3 коренных с отверстиями по концам для стоек и 7 листов разной длинны (ступенчатых) в средней части стянутых хомутом 4, который валиком соединяется с проушинами корпуса буксы. Валик от выпадения удерживается планкой, которая входит в паз валика и крепится двумя болтами к проушине и болты шплинтуются пластиной, два угла которой загибаются и прижимаются к граням болта.

Круглая пружина5 изготовлена из прутка d = 42 мм, имеет 2,5 рабочих витка.

Стойка10 имеет на верхнем конце проушину 6 для валика, прямоугольную резьбу для регулировочной гайки и хвостовик с резьбой на конце. На стойку наворачивается регулировочная гайка, затем одеваются верхняя опора для пружины 8, пружина, нижняя опора с полукруглыми выступами 9, которая через накладку 2 опирается на коренные листы рессоры. На хвостовик наворачивается гайка за одно целое с которой выполнена предохранительная шайба 11, диаметр которой больше диаметра отверстий коренных листов рессоры, она шплинтуется 12. Сверху стойки с помощью валиков 7 крепятся к кронштейну рамы тележки. Верхними гайками регулируют рессорное подвешивание и равномерно распределяют нагрузку между колесными парами. После регулировки гайки фиксируют вилкой, которая охватывает грани гайки и крепится болтами к кронштейну, приваренному к головке стойки.

Концы коренных листов должны быть на одной высоте от головки рельса. Предохранительная шайба на хвостовике не допускает падения деталей на путь при изломе всех коренных листов.

УСТРОЙСТВО ЭП1М:состоит из:

3. Регулировочных прокладок.

Пружины5 устанавливаются на при­ливы корпуса буксы. Верхняя часть крайней пружины через втулку 2 и, регулиро­вочные прокладки упирается в кронштейн 1, который в свою очередь крепится к раме тележки тремя болтами М20. Верхняя часть другой пружины опирается не­посредственно на опорную площадку прилива большого буксового кронштейна. На одном из торцов пружины купоросом нанесены ее параметры: высота в свободном состоянии и прогиб под статической нагрузкой.

Втулки 2 обеспечивают центрирование пружин при их вертикальной деформации.

Прокладки обеспечивают заданную высоту пакета пружины под статиче­ской нагрузкой 304-306 мм; прокладки применяются для развески электровоза, при этом количество прокладок под каждой пружиной на одной буксе должно быть одинаковым. Планки служат для страховки от выпадения прокладок.

Контрольные вопросы по теме: «Буксовый узел» и «Рессорное подвешивание»

Способы подвешивания ТЭД

Применяют 2 способа:

II. Опорно – осевое подвешивание. ТЭД с одной стороны через моторно – осевой подшипник (МОП) опирается на ось колесной пары, а с другой стороны, через маятниковую подвеску подвешивается к шкворневой балке рамы тележки. Половина веса ТЭД не подрессорена, из-за этого увеличиваются динамические воздействия электровоза на путь, но одновременно централь постоянна, возможно прямое зацепление шестерни и зубчатого колеса, значит упрощается конструкция тягового привода.

Моторно–осевой подшипник

НАЗНАЧЕНИЕ: является скользящей опорой для ТЭД на оси колесной пары.

УСТРОЙСТВО: состоит из корпуса 6 и вкладыша 2.

Вкладыш2 выполнен разрезным из 2-х полуцилиндров. На одном конце вкладышей имеется бурт, толщиной которого регулируют поперечный разбег ТЭД на оси колесной пары (перемещение между ступицами колесных центров). Один полуцилиндр– глухой, на другом имеется прямоугольное окно, через которое шерстяная подбивка касается шейки оси колесной пары и смазывает ее, в этом же полуцилиндре вкладыша, на линии разъема имеется вырез для шпонки 3, которая устанавливается в проточку остова ТЭД 1 и фиксируется винтом. Шпонка не допускает Проворотвкладышей относительно корпуса и остова ТЭД.

Корпус выполнен литым, имеет полукруглуюпроточку, которая охватывает вкладыши и стягивает их.

Корпус 6 приливами крепится к остову 4-я болтами 5. Внутри корпуса расположены 3 камеры:

1. Рабочая камера – закрыта крышкой и заполненашерстяными косами 4 сплетенных из отдельных нитей

длинной 900 мм., согнутых пополам и установленныхвертикально.

2. Камера постоянного уровня– разделена от рабочейкамеры перегородкой 7, в нижней части имеет сливное отверстие, закрытое пробкой на резьбе.

Заправка смазкой. Наконечник заправочного клапана через заправочную горловину 9 устанавливается в конусообразное отверстие запасной камеры и под давлением 2÷2,5 кгс/см² заполняют запасную камеру смазкой. Когда смазка поднимется выше ниппельной трубки 8, она начинает перетекать в камеру постоянного уровня и в нижнюю часть рабочей камеры 4. Когда смазка заполнит камеру постоянного уровня, то смазка через зазор между наконечником заправочного шланга и заправочной горловиной выплескивается наружу – подшипник заправлен.

РАБОТА: при касании шейки оси шерстяной подбивкой, шейка смазывается, смазка уносится, затем снова шерсть впитывает смазку. Таким образом, шейка оси постоянно смазывается. Высота смазки в камере постоянного уровня понижается, открывается нижний конец ниппельной трубки 8, давление воздуха над смазкой в обеих камерах выравнивается, но так как высота смазки в запасной камере выше, то по принципу сообщающихся сосудов смазка перетекает через конусное отверстие в камеру постоянного уровня (снизу вверх). Когда нижний конец ниппельной трубки перекроется смазкой, то воздушное сообщение прекратится, и перетекание смазки остановится.

Маятниковая подвеска ТЭД

НАЗНАЧЕНИЕ: служит для подвешивания ТЭД к шкворневой балке рамы тележки.

УСТРОЙСТВО: состоит из кронштейна 4 и стойки 2(подвески).

Кронштейн литой, имеет горизонтальную площадку и отверстие для стойки, а также углубления для резиновых шайб 3. Крепится к остову ТЭД шестью болтами 8, которые шплинтуются попарно стальными пластинами.

Стойка (подвеска) литая, имеет головку с отверстием 9 в которую запрессована втулка с выпуклой внутренней поверхностью. На стойке имеется упор для диска и резьба на конце для корончатой гайки 10. Стойка 2 подвешивается на валике к проушинам коробки шаровой связи. Валик стойки – плавающий, удерживается от выпадения двумя планками 6, одна из которых приварена к проушине, а другая крепится двумя болтами. На стойку до упора одевают верхний стальной тарельчатый диск 7, верхнюю резиновую шайбу 3. Стойка пропускают через отверстие кронштейна 4, затем одевается нижняя резиновая шайба и стальной диск, наворачивается корончатая гайка 10 ификсируется шплинтом 9. Резиновые шайбы, с помощью корончатой гайки, зажимают дисками до высоты 150 мм. Резиновые шайбы смягчают удары передаваемые между шкворневой балкой и остовом ТЭД.

Подвеска ТЭД на ЭП1М

Тяговый двигатель одним концом опирается через кронштейны 2 и валики 1 на средний брус, а вторым концом 3, через опору 4 на концевой брус рамы тележки. Подвеска тягового двигателя состоит из двух валиков 1, опоры 4, деталей крепежа и регулировочных прокладок. Каждый валик крепиться болтами М20 к кронштейну рамы тележки и двумя болтами к крон­штейну тягового двигателя. К концевому брусу рамы тележки тяговый двигатель крепиться через шай­бу 5 и опору 4 со сферическими поверхностями. Опора к концевому брусу рамы тележки крепится двумя болтами М30, а к кронштейну тягового двигателя 3 бол­том М36 поз.6.

Установкой регулировочных прокладок 7 между опорой и поверхностями кронштейна на концевом буке рамы тележки осуществляется регулировка соосно­сти торсионного вала передаточного механизма и расточки в полом якоре тягового дви­гателя.

Контрольные вопросы по теме: «Моторно – осевой подшипник» и «Маятниковая подвеска ТЭД»

Тяговый привод ВЛ-80 с

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Буксовые поводки

НАЗНАЧЕНИЕ:

ü Обеспечивают перемещения рамы тележки относительно буксы при работе рессорного подвешивания.

ü Служат для передачи продольных тяговых и тормозных усилий от буксы на раму тележки.

УСТРОЙСТВО: состоит из корпуса и двух резинометаллических валиков с шайбами.

Корпус литой, имеет две круглые расточки для валиков. В средней части расположена перемычка с ребрами жесткости, на торцах штифты.

При работе рессорного подвешивания, когда рама тележки перемещается относительно буксы, поводки скручиваются за счет резиновых втулок. Кроме того, обеспечивается перемещение корпуса буксы относительно рамы тележки за счет деформации резиновых втулок и шайб. Скручивание резиновых втулок и деформация шайб не вызывает их повреждение, буксовые поводки не требуют смазки из-за отсутствия узлов трения.

Источник

Буксы и буксовые узлы подвижного состава железных дорог

Колесные пары локомотивов и вагонов имеют одну и ту же общую часть – ось. На оси с обоих сторон имеются специальные шейки, на которые и устанавливаются буксы. Буксы, надеваемые на шейки колесной пары, в принципе одинаковы для локомотивов и вагонов, но, конечно, несколько отличаются конструктивно.

Так что такое буксы?

Итак, буксы представляют собой стальные корпуса, в которых размещаются подшипниковые вкладыши, смазочные и подбивочные материалы (на иллюстрации букса раскрашена красным цветом). Через буксы на колесные пары передается вертикальная нагрузка от веса локомотива, а от колесных пар на рамы тележек – усилия тяги, торможения и боковые горизонтальные силы, на вагонах буксы обеспечивают передачу нагрузки от кузова и находящегося в нем груза через подшипники на шейки оси колесной пары. Букса ограничивает перемещение рамы тележки локомотива или вагона относительно колесной пары, предотвращает попадание посторонних предметов в буксовые подшипники, ну и естественно обеспечивает соединение колесных пар с рамой тележки.

Буксы различают по типу осей, применяемых подшипников, а также по конструкции, размерам корпуса и по виду смазочных и подбивочных материалов. По типу применяемых подшипников буксы могут быть с подшипниками скольжения и с подшипниками качения (роликовыми).

Буксы с подшипниками скольжения

Букса с подшипниками скольжения (на рисунке выше) представляет из себя литой корпус в котором размещается подшипник скольжения, вкладыш и польстер, уплотняющая шайба, вся это закрывается крышкой. Подшипники скольжения изготавливаются, как правило, из антифрикционного сплава – баббита. В этих буксах с подшипниками скольжения для подачи масла к шейкам оси применяют польстеры и подбивочные валики. Польстер состоит из металлического каркаса и прикрепленной к нему подушки с шерстяными фитилями. Каркас имеет верхнюю пластину, подпружиненную снизу спиральными пружинами. Такие буксы требуют постоянной заправки маслом, чтобы фитили или валики постоянно были погружены в него и шейка оси постоянно смазывалась в движении.

Буксы с подшипниками скольжения уже практически не эксплуатируются на подвижном составе, их работа требовала постоянного контроля за уровнем смазки, ее доливки, что существенно снижало пропускную способность железных дорог, вес поезда, и очень сильно увеличивало сопротивление подвижного состава. Приходилось часто производить технические стоянки поездов для обслуживания букс. Данные буксы применялись не только на вагонах, но и на паровозных тендерах, электровозах (ВЛ19, 22 и 23), тепловозах (ТЭ1 и ТЭ2).

Назначение крышки подшипника
и устройство буксового узла

В настоящее время все локомотивы и вагоны оборудованы буксами с подшипниками качения, т.е. роликовыми. Роликовые подшипники резко сокращают сопротивление подвижного состава при движении, что позволяет увеличить его скорость и полезную массу. При роликовых подшипниках сокращается расход энергии локомотива на 4 – 11%, снижается расход осевого масла, не требуются подбивочные материалы и баббит. Значительно увеличиваются межремонтные сроки буксового узла и также не требуется такая профессия как смазчик, что существенно снижает расходы на обслуживающий персонал.

В роликовых буксах локомотивов и вагонов (на иллюстрации выше) применяются однорядные и двухрядные подшипники, а ролики изготавливают цилиндрической и сферической формы. Для исключения набегания роликов друг на друга они помещаются в беззаклепочые сепараторы. Основными узлами роликовой буксы являются корпус и роликовые подшипники. Корпус закрывается двумя крышками, задняя непосредственно соприкасается с вращающей осью, поэтому имеет специальное лабиринтное уплотнение (для исключения выдавливания смазки). Подшипники на шейке оси закрепляются гайкой, имеющей стопорную шайбу, а расстояние между подшипниками устанавливается двумя дистанционными кольцами. Радиальные подшипники не должны воспринимать осевые усилия, для устранения которых в передней крышке буксы локомотивов установлен осевой упор. Торцовая поверхность упора имеет бронзовую наплавку и смазывается маслом, которое подается фитилем из масляной ванны корпуса буксы. На некоторых тепловозах буксы оборудованы упругими осевыми упорами с пружинами (на фотографии ниже корпус упора буксы отмечен желтым цветом).

В буксах вагонов торцевой упор отсутствует, вся конструкция закреплена торцевой гайкой. Теперь буксы в сборе надеты на шейки оси, и мы подошли вплотную к буксовому узлу, именно он передает все усилия от колесной пары к раме тележки, а также боковые усилия, возникающие при вписывании экипажа в кривую и ударные нагрузки во время движения по неровностям пути, ну и конечно вес локомотива и вагона. На локомотивах применяют буксовые узлы двух типов: с буксовыми направляющими, расположенными на раме тележки (челюстные) и с резинометаллическими поводками (бесчелюстные).

Устройство буксового узла

На буксовых узлах челюстного типа передача всех усилий осуществляется непосредственно от корпуса буксы на направляющую рамы тележки (челюсти), поэтому к корпусу такой буксы приварены с боков наличники, которые смазываются маслом из ванн, с помощью фитилей. Поэтому локомотивная бригада всегда контролирует уровень масла в ваннах, и добавляет его из ручной масленки во время технического обслуживания локомотива. Ванны с фитилями закрываются сверху крышками на пружине, чтобы ее можно было легко поднять. В буксовом узле бесчелюстного типа передача всех усилий осуществляется через резинометаллические поводки, состоящие из стального корпуса и валиков. Перемещения буксы относительно рамы возможны вследствие упругой деформации резины, а передача тягового и тормозного усилий от корпуса буксы на раму тележки происходит через эти самые поводки, которые одним шарниром крепят к приливам корпуса буксы, а другим – к кронштейну рамы тележки. Литой корпус буксы имеет два боковых опорных кронштейна (крыла) для установки пружин рессорного подвешивания тележки и восприятия вертикальной нагрузки. Бесчелюстной буксовый узел во время эксплуатации не требуется смазывать, поэтому современные тепловозы и электровозы имеют только бесчелюстные буксы.

На пассажирских вагонах устанавливаются, так называемые, крыльчатые буксы (на первой иллюстрации выделены красным цветов), конструкция которых схожа с конструкцией бесчелюстных букс локомотива, только поводков на них конечно нет, ведь передавать тяговые усилия вагону не нужно, а все нагрузки передаются на буксу через пружины. В грузовых вагонах буксы находятся и перемещаются в направляющих рамы тележки (на иллюстрации выше буксовый узел окрашен красным, белым и желтым цветами), практически также, как на локомотивах с челюстными буксами, только смазки и наличников в буксах вагонов не требуется.

Источник

Буксовый поводок

Владельцы патента RU 2595729:

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и предназначено для использования в узлах связи букс колесной пары с бесчелюстной рамой тележки локомотива.

Общеизвестно, что передача силы тяги и тормозной силы от колесной пары на раму тележки у грузовых, пассажирских, маневровых тепловозов и электровозов осуществляется буксами. Для предотвращения контакта рабочей поверхности гребня колеса с внутренней поверхностью головки рельса между ними обеспечивается нормативный зазор δ=7 мм. При движении колесной пары локомотива по рельсам ее буксы совершают продольное и поперечное перемещения в направлении качения колесной пары, которые передаются через буксовые поводки на раму тележки локомотива, что приводит к износу элементов буксового поводка и, как следствие, к не перпендикулярному положению колесной пары относительно оси рельсовой колеи и уменьшение нормативного зазора δ, которое влияет на ресурс колесной пары. Увеличение ресурса колесной пары, в настоящее время, является актуальной проблемой.

Буксовый поводок содержит корпус с малой и большой головками, короткий и длинный валики, составные втулки, а также дистанционное кольцо.

Каждая головка выполнена с осевым цилиндрическим отверстием, при этом валики установлены в цилиндрические отверстия соответствующих головок корпуса. Каждая составная втулка представляет собой демпфирующую втулку из резины (коэффициент трения резины о сталь µ=0,8), запрессованную в металлическую втулку.

На коротком валике малой головки установлена одна составная втулка, запрессованная в малую головку. Причем длина составной втулки равняется длине цилиндрической части малого валика.

На длинном валике большой головки установлены на расстоянии друг от друга две составные втулки, запрессованные в большой головке. Причем общая длина обеих составных втулок составляет не менее 3 /₄ длины цилиндрической части длинного валика.

Между составными втулками установлено запрессованное в большой головке корпуса дистанционное кольцо. Причем длина дистанционного кольца составляет не более 1 /₄ длины цилиндрической части длинного валика. При этом дистанционное кольцо выполнено толщиной меньше, чем толщина каждой составной втулки большой головки, и образует с длинным валиком зазор, равный 2,5 мм.

Хвостовики короткого валика жестко закреплены на корпусе буксы локомотива. Хвостовики длинного валика жестко закреплены на раме тележки локомотива.

Устройство работает следующим образом.

При качении колесной пары локомотива по рельсам ее буксы совершают горизонтальное продольное перемещение относительно продольной оси рельсовой колеи. От буксы перемещение передается на малую головку поводка, а от нее на большую головку поводка и, далее на раму тележки локомотива, заставляя тележку локомотива перемещаться в продольном направлении по ходу движения колесной пары. При этом составные втулки и дистанционное кольцо буксового поводка каждой головки перемещаются в продольном направлении по ходу движения буксы. Такое перемещение приводит к возрастанию сил давления с валиков на каждую демпфирующую втулку, вызывая в них радиальные деформации.

После 445000 км пробега локомотива за счет высокого значения коэффициента трения материала происходит износ демпфирующей втулки в малой головки до полного ее истирания, приводящего к контакту короткого валика с металлической втулкой. В большой головке износ каждой демпфирующей втулки происходит до их истирания, приводящего к контакту длинного валика с дистанционным кольцом. Дистанционное кольцо начинает контактировать с длинным валиком большой головки, что приводит к снижению сил давления со стороны длинного валика на каждую демпфирующую втулку и замедлению износа демпфирующих втулок.

Кроме того, силы давления от составной втулки на малую головку и от каждой составной втулки и дистанционного на большую головку распределяются не равномерно по всей площади их контакта, что приводит к увеличению в малой и большой головках внутренних напряжений и к снижению их долговечности.

При дальнейшем увеличении пробега локомотива (после 445000 км пробега) начинается постепенное истирание поверхностей демпфирующих втулок и дистанционного кольца до контакта длинного валика с соответствующей металлической втулкой.

Уменьшение толщины демпфирующих втулок приводит к нарушению перпендикулярности колесной пары относительно рельсовой колеи и, как следствие, к движению колесной пары относительно рельсовой колеи с перекосом и увеличению износа колесной пары.

Кроме того, при качении колесной пары локомотива по рельсам ее буксы совершают горизонтальное поперечное перемещение относительно продольной оси рельсовой колеи, которое приводит к повороту корпуса поводка и образованию угла между продольной осью рельсовой колеи и продольной осью корпуса буксового поводка.

При поперечном перемещении буксы короткий валик буксового поводка также совершает поперечное перемещение, приводящее к повороту корпуса буксового поводка на угол .

При повороте корпуса буксового поводка на угол в демпфирующей втулке малой головки создается осевая переменная по величине и по знаку деформация. При этом в демпфирующей втулке величины сил сжатия возрастают, а величины сил растяжения уменьшаются в направлении поворота корпуса буксового поводка.

Поворот корпуса буксового поводка и поперечное перемещение короткого валика происходит до контакта короткого валика с металлической втулкой. При этом максимальный угол поворота корпуса буксового поводка после пробега локомотива свыше 445000 км составляет , который зависит от внутреннего диаметра малой головки.

Поворот корпуса на угол приводит к поперечному перемещению длинного валика большой головки буксового поводка, что создает также в каждой демпфирующей втулке большой головки осевую переменную по величине и по знаку деформацию. При этом в каждой демпфирующей втулке величины сил сжатия возрастают, а величины сил растяжения уменьшаются в направлении поворота корпуса буксового поводка.

От длинного валика перемещение передается на раму тележки, что приводит в процессе эксплуатации к поперечному перемещению колеса относительно продольной оси рельсовой колеи и уменьшению нормативного зазора между гребнем колесной пар и внутренней поверхностью головки рельса и, следовательно, к увеличению вероятности контактирования и износа колесной пары.

Площадь контакта длинного валика с каждой демпфирующей втулкой большой головки буксового поводка и площадь контакта короткого валика с демпфирующей втулкой малой головки буксового поводка обеспечивают нормативную передачу силы тяги и тормозной силы от колесной пары на раму тележки.

Известный буксовый поводок обеспечивает ресурс колесной пары до 445000 км, что позволяет в течение 1/2 части его жизненного цикла осуществлять качественную передачу силы тяги тормозной силы от букс на раму тележки локомотива, что является его достоинством.

Однако ресурс колесной пары, обеспечиваемый известным буксовым поводком, остается ниже нормативного ресурса колесной пары (1000000 км), что является недостатком известного буксового поводка.

— во-первых, износом колесной пары за счет неперпендикулярного ее положения относительно оси рельсовой колеи благодаря возникновению в демпфирующих втулках значительных радиальных деформаций, приводящих к их износу, при продольном перемещении валиков буксового поводка;

— во-вторых, износом колесной пары за счет уменьшения нормативного зазора между рабочей поверхностью гребня колеса и внутренней поверхность головки рельса благодаря возникновению в демпфирующих втулках значительных знакопеременных осевых деформаций при поперечном перемещении валиков буксового поводка.

Буксовый поводок содержит корпус с малой и большой головками, короткий и длинный валики, составные втулки, а также дистанционное кольцо.

Каждая головка выполнена с осевым цилиндрическим отверстием, при этом валики установлены в цилиндрические отверстия соответствующих головок корпуса. Каждая составная втулка представляет собой демпфирующую втулку из конструкционного материала (коэффициент трения конструкционного материала о сталь µ=0,01), запрессованную в металлическую втулку.

На коротком валике малой головки установлена одна составная втулка, запрессованная в малую головку. Причем длина составной втулки равняется длине цилиндрической части малого валика.

На длинном валике большой головки установлены на расстоянии друг от друга две составные втулки, запрессованные в большой головке. Причем общая длина обеих составных втулок составляет не менее 3 /₄ длины цилиндрической части длинного валика.

Между составными втулками установлено запрессованное в большой головке корпуса дистанционное кольцо. Причем длина дистанционного кольца составляет не более 1 /₄ длины цилиндрической части длинного валика. При этом дистанционное кольцо выполнено толщиной меньше, чем толщина каждой составной втулки большой головки, и образует с длинным валиком зазор, равный 2,5 мм.

Хвостовики короткого валика жестко закреплены на корпусе буксы локомотива. Хвостовики длинного валика жестко закреплены на раме тележки локомотива.

Устройство работает следующим образом.

При качении колесной пары локомотива по рельсам ее буксы совершают горизонтальное продольное перемещение относительно продольной оси рельсовой колеи. От буксы перемещение передается на малую головку поводка, а от нее на большую головку поводка и, далее на раму тележки локомотива, заставляя тележку локомотива перемещаться в продольном направлении по ходу движения колесной пары. При этом составные втулки и дистанционное кольцо буксового поводка каждой головки перемещаются в продольном направлении по ходу движения буксы. Такое перемещение приводит к возрастанию сил давления с валиков на каждую демпфирующую втулку, вызывая в них радиальные деформации.

За счет низкого значения коэффициента трения материала демпфирующей втулки происходит постепенный ее износ. После 700000 км пробега локомотива износ демпфирующей втулки в малой головки происходит до полного ее истирания, приводящего к контакту короткого валика с металлической втулкой. В большой головке износ каждой демпфирующей втулки происходит до их истирания, приводящего к контакту длинного валика с дистанционным кольцом. Дистанционное кольцо начинает контактировать с длинным валиком большой головки, что приводит к снижению сил давления со стороны длинного валика на каждую демпфирующую втулку и замедлению износа демпфирующих втулок.

Кроме того, силы давления от составной втулки на малую головку и от каждой составной втулки и дистанционного на большую головку распределяются не равномерно по всей площади их контакта, что приводит к увеличению в малой и большой головках внутренних напряжений и к снижению их долговечности.

При дальнейшем увеличении пробега локомотива (после 700000 км пробега) начинается постепенное истирание поверхностей демпфирующих втулок и дистанционного кольца до контакта длинного валика с соответствующей металлической втулкой.

Уменьшение толщины демпфирующих втулок приводит к нарушению перпендикулярности колесной пары относительно рельсовой колеи и, как следствие, к движению колесной пары относительно рельсовой колеи с перекосом и увеличению износа колесной пары.

Кроме того, при качении колесной пары локомотива по рельсам ее буксы совершают горизонтальное поперечное перемещение относительно продольной оси рельсовой колеи, которое приводит к повороту корпуса поводка и образованию угла между продольной осью рельсовой колеи и продольной осью корпуса буксового поводка.

При поперечном перемещении буксы короткий валик буксового поводка также совершает поперечное перемещение, приводящее к повороту корпуса буксового поводка на угол .

При повороте корпуса буксового поводка на угол в демпфирующей втулке малой головки создается осевая переменная по величине и по знаку деформация. При этом в демпфирующей втулке величины сил сжатия возрастают, а величины сил растяжения уменьшаются в направлении поворота корпуса буксового поводка.

Поворот корпуса буксового поводка и поперечное перемещение короткого валика происходит до контакта короткого валика с металлической втулкой. При этом максимальный угол поворота корпуса буксового поводка после пробега локомотива свыше 700000 км составляет , который зависит от внутреннего диаметра малой головки.

Поворот корпуса на угол приводит к поперечному перемещению длинного валика большой головки буксового поводка, что создает также в каждой демпфирующей втулке большой головки осевую переменную по величине и по знаку деформацию. При этом в каждой демпфирующей втулке величины сил сжатия возрастают, а величины сил растяжения уменьшаются в направлении поворота корпуса буксового поводка.

От длинного валика перемещение передается на раму тележки, что приводит в процессе эксплуатации к поперечному перемещению колеса относительно продольной оси рельсовой колеи и уменьшению нормативного зазора между гребнем колесной пар и внутренней поверхностью головки рельса и, следовательно, к увеличению вероятности контактирования и износа колесной пары.

Площадь контакта длинного валика с каждой демпфирующей втулкой большой головки буксового поводка и площадь контакта короткого валика с демпфирующей втулкой малой головки буксового поводка обеспечивают нормативную передачу силы тяги и тормозной силы от колесной пары на раму тележки.

Использование известного буксового поводка увеличивает ресурс колесной пары до 700000 км, что позволяет в течение 3/4 части его жизненного цикла осуществлять качественную передачу силы тяги тормозной силы от букс на раму тележки локомотива, что является его достоинством.

Это обусловлено уменьшением износа колесной пары за счет снижения продольного перемещения букс локомотива и сохранения перпендикулярности колесной пары относительно рельсовой колеи путем снижения коэффициента трения между каждой демпфирующей втулкой и соответствующим валиком благодаря использованию материала демпфирующих втулок с улучшенными антифрикционными свойствами.

Однако ресурс колесной пары, обеспечиваемый известным буксовым поводком, остается ниже нормативного ресурса колесной пары (1000000 км), что является недостатком известного буксового поводка.

Это обусловлено, в основном, износом колесной пары за счет уменьшения нормативного зазора между рабочей поверхностью гребня колеса и внутренней поверхность головки рельса благодаря возникновению в демпфирующих втулках знакопеременных осевых деформаций при поперечном перемещении валиков буксового поводка.

Другим недостатком известного буксового поводка является недостаточная долговечность малой и большой головках, обусловленная действующими в них высокими внутренними напряжениями.

Задача, решаемая изобретением, заключается в разработке буксового поводка, позволяющего повысить ресурс колесной пары до нормативного значения за счет снижения ее износа путем обеспечения нормативного зазора между гребнем и рельсом при сохранении нормативной передачи силы тяги и тормозной силы от колесной пары на раму тележки благодаря уменьшению поперечного перемещения валиков буксового поводка, а также повысить долговечность большой и малой головок до нормативного значения (1000000 км).

Совокупность существенных признаков заявляемого решения отличается от совокупности существенных признаков прототипа тем, что короткий валик буксового поводка снабжен дополнительной составной втулкой и дистанционным кольцом, запрессованным в малой головке и расположенным между двумя составными втулками малой головки, при этом общая длина обеих составных втулок малой головки составляет не менее 3 /₄ длины цилиндрической части короткого валика, а общая длина обеих составных втулок большой головки составляет не более 1 /₂ длины цилиндрической части длинного валика. Наличие существенных отличительных признаков в совокупности существенных признаков, характеризующих заявляемый буксовый поводок, свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности изобретения «новизна».

Благодаря выполнению короткого валика буксового поводка с дополнительной составной втулкой и дистанционным кольцом, запрессованным в малой головке и расположенным между двумя составными втулками малой головки, и выбору общей длины обеих составных втулок малой головки не менее 3 /₄ длины цилиндрической части короткого валика, и общей длины обеих составных втулок большой головки не более 1 /₂ длины цилиндрической части длинного валика повышается ресурс колесной пары до нормативного значения при сохранении нормативной передачи силы тяги и тормозной силы от колесной пары на раму тележки, а также увеличивается долговечность большой и малой головок.

Это обусловлено тем, что наличие дистанционного кольца в малой головке, длиной 1 /₄ длины цилиндрической части короткого валика, и увеличение длины дистанционного кольца в большой головке до 1 /₂ длины цилиндрической части длинного валика приводит к уменьшению осевых деформаций демпфирующих втулок при повороте корпуса буксового поводка на минимальный угол равный , что обеспечивает в процессе эксплуатации нормативную передачу силы тяги и тормозной силы от колесной пары на раму тележки и нормативный зазор между гребнем и рельсом, а также снижение внутренних напряжений в большой и малой головках буксового поводка. Как следствие ресурс колесной пары и долговечность большой и малой головок повышается до нормативного значения.

Причинно-следственная связь «Выполнение короткого валика буксового поводка с дополнительной составной втулкой и дистанционным кольцом, запрессованным в малой головке и расположенным между двумя составными втулками малой головки, и выбор общей длины обеих составных втулок малой головки не менее 3 /₄ длины цилиндрической части короткого валика, а общей длины обеих составных втулок большой головки не более 1 /₂ длины цилиндрической части длинного валика приводит к повышению ресурса колесной пары до нормативного значения при сохранении нормативной передачи силы тяги и тормозной силы от колесной пары на раму тележки и к повышению долговечности большой и малой головок до нормативного значения» не обнаружена в уровне техники и явным образом не следует из него. Наличие новой причинно-следственной связи между существенными отличительными признаками и полученным техническим результатом свидетельствует о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности изобретения «изобретательский уровень».

На фигуре представлено продольное сечение буксового поводка, позволяющее раскрыть сущность заявляемого решения и подтверждающее работоспособность и промышленную применимость буксового поводка.

Буксовый поводок, предназначенный для передачи силы тяги и тормозной силы от букс на раму тележки локомотива, содержит корпус 1 с большой 2 и малой 3 головками, короткий 4 и длинный 5 валики, составные втулки 6, дистанционные кольца 7 и 8.

Средняя часть корпуса 1 выполнена заодно целое с большой 2 и малой 3 головками. Каждая головка 2, 3 выполнена с осевым цилиндрическим отверстием.

Каждая составная втулка 6 представляет собой демпфирующую втулку 9 запрессованную в металлическую втулку 10. Каждая демпфирующая втулка 9 выполнена из композиционного материала, например капролона.

Каждый валик 4, 5, имеющий цилиндрическую часть и хвостовики, установлен в соответствующее цилиндрическое отверстие малой и большой головок 3, 2 корпуса 1.

На каждом валике 4, 5 установлены на расстоянии друг от друга две составные втулки 6, запрессованные в соответствующие головки 3, 2.

Причем общая длина обеих составных втулок 6 малой головки 3 составляет не менее 3 /₄ длины цилиндрической части короткого валика 4, а общая длина обеих составных втулок 6 большой головки 2 составляет не более 1 /₂ длины цилиндрической части длинного валика 5.

Каждое дистанционное кольцо 7 и 8 установлено между соответствующими составными втулками 6 и запрессовано в большой и малой головках 2, 3 корпуса 1.

Причем длина дистанционного кольца 7 составляет не более 1 /₂ длины цилиндрической части длинного валика 5, а длина дистанционного кольца 8 составляет не более 1 /₄ длины цилиндрической части короткого валика 4.

При этом каждое дистанционное кольцо 7 и 8 выполнено толщиной меньше, чем толщина каждой составной втулки 6 и образует с соответствующим валиком 5, 4 зазор равный 0,5 мм.

Общая длина обеих составных втулок 6 малой головки 3 составляет не менее 3 /₄ длины цилиндрической части короткого валика 4, а общая длина обеих составных втулок 6 большой головки 2 составляет не более 1 /₂ длины цилиндрической части длинного валика 5.

Хвостовики короткого валика 4 жестко закреплены на корпусе буксы локомотива (на чертеже не показана). Хвостовики длинного валика 5 жестко закреплены на раме тележки локомотива (на чертеже не показана).

Устройство работает следующим образом.

При качении колесной пары локомотива по рельсам ее буксы совершают горизонтальное продольное перемещение относительно продольной оси рельсовой колеи. От буксы перемещение передается на малую головку 3 поводка, а от нее на большую головку 2 поводка и, далее на раму тележки локомотива, заставляя тележку локомотива перемещаться в продольном направлении по ходу движения колесной пары. При этом составные втулки 6 и дистанционные кольца 7, 8 буксового поводка каждой головки 2, 3 перемещаются в продольном направлении по ходу движения буксы. Такое перемещение приводит к возрастанию сил давления с короткого 4 и длинного 5 валиков соответственно на демпфирующие втулки 9, вызывая в них радиальные деформации. При этом износ демпфирующих втулок 9 за счет низкого значения коэффициента трения материала замедляется.

К моменту 700000 км пробега локомотива толщина каждой составной втулки 6 становится сопоставимой с толщиной дистанционных колец 7, 8. Каждое дистанционное кольца 7, 8 начинает контактировать соответственно с длинным 5 и коротким 4 валиками, что приводит перераспределению сил давления со стороны валиков 5, 4 на каждую демпфирующую втулку 9. При этом силы давления на каждую демпфирующую втулку 9 со стороны валиков 5, 4 снижаются, что замедляет дальнейший износ каждой демпфирующей втулки 9.

Кроме того, силы давления от составных втулок 6 и дистанционных колец 7, 8 соответственно на большую 2 и малую 3 головки также распределяются равномерно по всей увеличенной площади их контакта, что приводит к снижению в головках 2, 3 внутренних напряжений и к повышению долговечности большой 2 и малой 3 головок.

При дальнейшем увеличении пробега локомотива происходит постепенное истирание поверхностей демпфирующих втулок 9 и дистанционных колец 7, 8 до контакта соответствующих валиков 5, 4 с соответствующей металлической втулкой 10.

Замедление истирания поверхностей демпфирующих втулок 9 и дистанционных колец 7, 8, приводит к длительному сохранению перпендикулярности колесной пары относительно продольной оси рельсовой колеи и, как следствие, к движению колесной пары относительно рельсовой колеи без перекоса, что снижает износ и повышает ресурс колесной пары и долговечность большой 2 и малой 3 головок до нормативного значения.

Кроме того, при качении колесной пары локомотива по рельсам ее буксы совершают горизонтальное поперечное перемещение относительно продольной оси рельсовой колеи, которое приводит к повороту корпуса 1 поводка и образованию угла между продольной осью рельсовой колеи и продольной осью корпуса 1 буксового поводка.

При поперечном перемещении буксы короткий валик 4 буксового поводка также совершает поперечное перемещение, приводящее к повороту корпуса 1 буксового поводка на угол .

При повороте корпуса 1 буксового поводка на угол в каждой демпфирующей втулке 9 малой головки 3 создается осевая деформация, переменная по величине и по знаку. При этом в каждой демпфирующей втулке 9 величины сил сжатия возрастают, а величины сил растяжения уменьшаются в направлении поворота корпуса 1 буксового поводка.

Поворот корпуса 1 буксового поводка и поперечное перемещение короткого валика 4 происходит до контакта короткого валика 4 с дистанционным кольцом 8, что проводит к ограничению дальнейшего поворота корпуса 1 буксового поводка и к поперечному перемещению длинного валика 5 большой головки 2 буксового поводка. В каждой демпфирующей втулке 9 большой головки 2 также создается осевая деформация, переменная по величине и по знаку. При этом в каждой демпфирующей втулке 9 величины сил сжатия возрастают, а величины сил растяжения уменьшаются в направлении поворота корпуса 1 буксового поводка.

Максимальный угол поворота корпуса 1 буксового поводка при обеспечении нормативной передача силы тяги и тормозной силы от колесной пары на раму тележки составляет .

Поворот корпуса 1 буксового поводка на ограничивает поперечное перемещение длинного валика 5. Ограничение поворота корпуса 1 буксового поводка препятствует поперечному перемещению колесной пары относительно продольной оси рельсовой колеи и способствует сохранению нормативного зазора между гребнем колесной пар и внутренней поверхностью головки рельса. Это приводит к снижению вероятности контактирования и износа колесной пары.

Выбор длины дистанционного кольца 8 не более 1 /₄ длины цилиндрической части короткого валика 4 и длины дистанционного кольца 7 не более 1 /₂ длины цилиндрической части длинного валика 5 уменьшает общую длину контакта обеих составных втулок 6 малой головки 3 с коротким валиком 4 до 3 /₄ длины его цилиндрической части, и общую длину обеих составных втулок 6 большой головки 2 с длинным валиком 5 до 1 /₂ длины его цилиндрической части.

Уменьшение общей длины составных втулок 6 приводит к уменьшению площади контакта составных втулок 6 с соответствующими валиками 4, 5. При этом уменьшенная площадь контакта составных втулок 6 с соответствующими валиками 4, 5 является достаточной для обеспечения нормативной передачи силы тяги и тормозной силы от колесной пары на раму тележки.

При длине дистанционного кольца 8 менее 1 /₄ цилиндрической части короткого валика 4 и длине дистанционного кольца 7 менее 1 /₂ длины цилиндрической части длинного валика 5 увеличивается площадь контакта составных втулок 6 с соответствующими валиками 4, 5, что обеспечивает нормативной передачи силы тяги и тормозной силы от колесной пары на раму тележки. Однако, при такой длине дистанционных колец 7, 8 увеличивается угол поворота корпуса 1 более , что приводит к увеличению осевых деформаций в каждой демпфирующей втулке и к увеличению поперечных перемещений короткого и длинного валиков.

При длине дистанционного кольца 8 более 1 /₄ цилиндрической части короткого валика 4 и длине дистанционного кольца 7 более 1 /₂ длины цилиндрической части длинного валика 5 уменьшается площадь контакта составных втулок 6 с соответствующими валиками 4, 5, что не обеспечивает нормативной передачи силы тяги и тормозной силы от колесной пары на раму тележки.

Использование заявляемого буксового поводка позволяет обеспечить ресурс колесной пары и долговечность большой и малой головок буксового поводка до нормативного значения (1000000 км).

Источник