БУКСОВЫЙ УЗЕЛ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2009 года по МПК B61F15/00 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к буксовым узлам с подшипниками качения колесных пар подвижного состава.

В существующих буксовых узлах с шайбовым торцовым креплением подшипников имеет место ослабление затяжки болтов, крепящих шайбу.

Известна конструкция буксового узла (см. А.с. №1451060), в которой в качестве ограничителя колебаний тарельчатой шайбы в вертикальной плоскости используется упругий элемент (кольцо), монтируемый в проточку шайбы.

Недостатком данной конструкции является то, что наличие упругого элемента усложняет конструкцию детали и обуславливает снижение надежности в связи с возможной потерей упругих свойств или разрушением упругого элемента.

Известна также конструкция буксового узла, в которой на шейку оси посажены задний и передний роликовые подшипники, причем передний имеет приставное кольцо. От осевых перемещений подшипники удерживаются тем, что в приставное кольцо упирается тарельчатая шайба, закрепленная на торце шейки оси болтами. Тарельчатая шайба устанавливается на ось с зазором. Вся конструкция размещена в корпусе с крышкой (прототип, см. «Инструктивные указания по эксплуатации и ремонту вагонных букс с роликовыми подшипниками». МПС РФ, 2001 г., стр. 16; Е.А.Мазуров, И.П.Позняков «Пособие слесарю по техническому обслуживанию вагонов». Изд. Транспорт, 1990 г., стр.121).

Данная конструкция наиболее близкая к предлагаемой и выбрана в качестве прототипа.

Недостатком данной конструкции, как и аналога, является то, что в условиях эксплуатации на болты торцевого крепления помимо постоянного усилия, возникающего от затяжки нормированным моментом, действуют переменные осевые усилия, которые при наложении могут превысить предел текучести материала болтов, что приводит к ослаблению усилия их затяжки и торцевого крепления в целом. При этом снижается надежность и долговечность буксового узла.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения эксплуатационной надежности и долговечности буксового узла, что способствует повышению безопасности движения поездов.

При этом достигается следующий технический результат: обеспечивается неподвижность соединения «тарельчатая шайба - шейка оси», равномерное распределение напряжений, снижение напряжений в крепительных болтах.

Для достижения этого технического результата в буксовом узле, содержащем корпус с крышкой, лабиринтное уплотнение, установленные на шейке оси подшипники качения, приставное кольцо, к которому прилегает тарельчатая шайба, закрепленная на шейке оси болтами, соединение «тарельчатая шайба - шейка оси» имеет натяг, причем величина натяга выбрана так, что усилие сдвига тарельчатой шайбы с оси не менее суммарного усилия затяжки болтов.

Во втором варианте указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном буксовом узле, содержащем корпус с крышкой, лабиринтное уплотнение, установленные на шейке оси подшипники качения, приставное кольцо и тарельчатая шайба выполнены за одно целое в виде общей детали - тарельчатой шайбы с кольцевым выступом, торец которого упирается в передний подшипник.

С целью удобства монтажа, демонтажа тарельчатая шайба может быть снабжена технологическим буртом.

Признаки, отличающие предлагаемый буксовый узел от наиболее близкого к нему известного - наличие натяга в соединении «тарельчатая шайба - шейка оси», обеспечиваемого разностью диаметров посадочных мест соединения.

Признаки, отличающие второй вариант - тарельчатая шайба имеет кольцевой выступ, торец которого упирается в передний подшипник, устанавливается на шейку оси с натягом, причем величина натяга в этом варианте будет меньше за счет увеличения площади прессового соединения «тарельчатая шайба - шейка оси». В этом случае упрощается конструкция, уменьшается количество деталей и стыков между стягиваемыми элементами, повышается точность сборки, а также обеспечивается вышеописанный технический результат.

Совокупность существенных признаков позволяет снизить напряжение в болтах, крепящих тарельчатую шайбу, путем исключения воздействия на них вертикальных и переменных осевых сил, уравновесить весь спектр переменных осевых нагрузок, что приведет к повышению эксплуатационной надежности и долговечности торцевого крепления подшипников буксового узла, а значит к существенному повышению безопасности движения поездов.

Отличительные признаки являются новыми и соответствуют критерию «новизна». При изучении других известных решений в этой области признаки, отличающие заявляемое решение, не были выявлены, что обеспечивает изобретению соответствие критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 и фиг.2 изображены два варианта исполнения буксового узла.

Буксовый узел для оснащения колесных пар подвижного состава (фиг.1) состоит из корпуса 1 с крышкой 2, лабиринтного уплотнения 3, установленных на шейку оси 5 подшипников качения 4, приставного кольца 6, к которому прилегает тарельчатая шайба 7, закрепленная на шейке оси 5 болтами 8.

В буксовом узле возможна установка тарельчатой шайбы 7 и приставного кольца 6 в объединенном варианте (фиг.2), где тарельчатая шайба 7 и приставное кольцо 6 выполнены за одно целое в виде общей детали - тарельчатой шайбы 7, имеющей кольцевой выступ, торец которого упирается в передний подшипник. Тарельчатая шайба может быть изготовлена с буртом 9 для удобства монтажа и демонтажа с шейки оси при ремонтах буксового узла.

В обоих вариантах величина натяга выбрана таким образом, чтобы сила сдвига тарельчатой шайбы 7 с оси 5 была не менее суммарного усилия затяжки болтов.

Во время работы буксового узла весь спектр переменных осевых нагрузок будет уравновешиваться силой трения прессового соединения тарельчатой шайбы 7 и шейки оси 5, а болты 8 будут нагружены только постоянным усилием, возникающим от их затяжки нормированным моментом. Исключается также действие на болты 8 каких-либо вертикальных сил.

Совокупность существенных признаков не известна из уровня техники, что соответствует критерию «новизна», а также для специалистов явным образом не следует из уровня техники, что говорит о соответствии предлагаемого изобретения критерию «изобретательский уровень.

В настоящее время на заявляемое изобретение разработана конструкторская документация.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к буксовым узлам с подшипниками качения колесных пар подвижного состава. Буксовый узел по первому варианту содержит корпус с крышкой, лабиринтное уплотнение, установленные на шейке оси подшипники качения, приставное кольцо, к которому прилегает тарельчатая шайба, закрепленная на шейке оси болтами. Соединение «тарельчатая шайба-шейка оси» имеет натяг. Величина натяга выбрана таким образом, что усилие сдвига тарельчатой шайбы с оси не менее суммарного усилия затяжки болтов. Согласно второму варианту тарельчатая шайба установлена на шейку оси с натягом и имеет кольцевой выступ, торец которого упирается в передний подшипник. Обеспечивается неподвижность соединения «тарельчатая шайба-шейка оси», равномерное распределение напряжений, снижение напряжений в крепительных болтах. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Буксовый узел, содержащий корпус с крышкой, лабиринтное уплотнение, установленные на шейке оси подшипники качения, приставное кольцо, к которому прилегает тарельчатая шайба, закрепленная на шейке оси болтами, отличающийся тем, что соединение «тарельчатая шайба - шейка оси» имеет натяг, причем величина натяга выбрана так, что усилие сдвига тарельчатой шайбы с оси не менее суммарного усилия затяжки болтов.

2. Буксовый узел по п.1, отличающийся тем, что тарельчатая шайба снабжена технологическим буртом.

3. Буксовый узел, содержащий корпус с крышкой, лабиринтное уплотнение, установленные на шейке оси подшипники качения, тарельчатую шайбу, закрепленную на шейке оси болтами, отличающийся тем, что тарельчатая шайба установлена на шейку оси с натягом и имеет кольцевой выступ, торец которого упирается в передний подшипник.

4. Буксовый узел по п.2, отличающийся тем, что тарельчатая шайба снабжена технологическим буртом.