МОНОЛИТНЫЙ ВКЛАДЫШ ОПОРЫ СКОЛЬЖЕНИЯ ПОВОРОТНОЙ ТЕЛЕЖКИ ПАССАЖИРСКИХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ И ЭЛЕКТРОПОЕЗДОВ Российский патент 2015 года по МПК F16C29/02 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к боковым опорам скольжения кузова рельсового, преимущественно пассажирского, транспортного средства. Конкретно относится к вкладышу, установленному в коробку на поворотной тележке пассажирских вагонов и вагонов электропоездов, и контактирующему со стальной плитой, установленной под вагоном. Поворотные тележки обеспечивают движение вагонов по искривлениям железнодорожных путей. На поворотной тележке установлена коробка, в которой монтируется на резиновой прокладке вкладыш. Рабочая поверхность вкладыша контактирует со стальной плитой, укрепленной под вагоном. На поворотной тележке установлены две коробки с вставленными в них вкладышами. В процессе эксплуатации вагона происходит истирание рабочих поверхностей вкладышей.

Вкладыш подвержен атмосферному воздействию (минусовые температуры, влажность, пыль), что приводит к его преждевременному выходу из строя.

Известна боковая опора скольжения кузова железнодорожного вагона, состоящая из контртела, смонтированного на раме вагона, и взаимодействующего с ним вкладыша, выполненного из скрепленных между собой планок из древесно-слоистого пластика и установленного в коробке на упругой подушке [1].

Из-за недостаточной износостойкости вкладыша, особенно при работе в загрязненной абразивами среде, из-за попадания твердых частиц на рабочей поверхности трения образуются задиры, вмятины; гигроскопичность брусков приводит при влажном климате к разбуханию брусков и расслоению вкладыша. Разбухание древесных брусков приводит к распиранию коробки, что является причиной образования в некоторых случаях трещин в коробке, кроме того, у болтов, скрепляющих бруски, происходит срез гайки. Все это вызывает преждевременный выход опоры скольжения из строя.

Известна опора скольжения кузова рельсового [2], преимущественно пассажирского, транспортного средства, содержащая смонтированное на раме вагона контртело и взаимодействующий с ним вкладыш. Вкладыш установлен в обойме и выполнен монолитным из наполненного термореактивного полимера. Вкладыш содержит рабочий слой, армированный измельченными углеродными волокнами. Соотношение высоты рабочего слоя и высоты вкладыша не менее 1:5, рабочий слой при этом может содержать элементарные углеродные волокна в количестве 30-55%. Вкладыш выполнен из наполненного полимера фенолоформальдегидной смолы. Вкладыш может также быть выполнен из термореактивного полимера, наполненного хлопковым волокном [2].

Недостатком данного решения является то, что рабочий слой термореактивного полимера, наполненного измельченными углеродными волокнами, и корпус вкладыша из термореактивного полимера, наполненного, например, хлопковыми волокнами, имеют разную усадку после прессования в разогретой пресс-форме и разный коэффициент термического линейного расширения. Это приводит к неравномерным усадкам в рабочем слое и корпусе вкладыша, что приводит к возникновению напряжений, которые вызывают искривление вкладыша в процессе хранения и эксплуатации, что может вызвать его разрушение.

Для исключения такого напряженного состояния вкладыша и с целью уменьшения разницы в усадках и коэффициента термического линейного расширения рабочего слоя и корпуса вкладыша, а, как следствие, увеличения их долговечности предлагается монолитный вкладыш, состоящий из корпуса вкладыша, выполненного из наполненного термореактивного полимера и рабочего слоя, выполненного из смеси двух термореактивных материалов: термореактивного, наполненного полимера корпуса и термореактивного наполненного измельченным углеродным наполнителем полимера, в качестве наполнителя которого, взяты углеродные волокна на основе вискозы или порошковые отходы искусственного графита, причем термореактивные наполненные полимеры взяты при следующем соотношении компонентов: термореактивный наполненный полимер корпуса - (1,0-99,0); термореактивный полимер, наполненный измельченным углеродным наполнителем - (99,0:1,0).

В процессе горячего прессования в обогреваемых пресс-формах получается монолитный антифрикционный вкладыш опоры скольжения с рабочим слоем, содержащим измельченный углеродный наполнитель, представляющий из себя углеродные волокна на основе вискозы или порошковые отходы искусственного графита любой марки, не подвергающийся короблению (искривлению) в процессе хранения и эксплуатации, что обеспечивает его надежность и долговечность в процессе эксплуатации.

При производстве данного монолитного вкладыша используется стандартное оборудование:

1. Для смешения компонентов рабочего слоя - смесильная машина типа СМ-100.

2. Для прессования монолитного вкладыша - гидравлический пресс усилием 400 т с установленной на нем пресс-формой горячего прессования.

Для испытания образцов используют стандартные методики определения физико-механических характеристик и стандартное испытательное оборудование.

Пример конкретного выполнения

В обогреваемую до 150±20°С пресс-форму засыпают наполненный древесной крошкой термореактивный полимер корпуса по ГОСТ 11368-89, затем засыпают предварительно смешанные в смесильной машине полимерный наполненный материал рабочего слоя, состоящий из наполненного древесной крошкой термореактивного полимера корпуса и термореактивного полимера, наполненного измельченным углеродным наполнителем по ГОСТ 27939-88 или ТУ 1916-054-54755093-2010. В качестве измельченного углеродного наполнителя используют волокна из вискозы или порошковые отходы искусственного графита любой марки с максимальным размером частиц 100 мкм. Засыпанную композицию монолитного вкладыша прессуют при удельном давлении от 300 до 700 кг/см². После выдержки монолитный вкладыш распрессовывают, пресс-форму обдувают сжатым воздухом - и она готова для следующей прессовки.

Остальные примеры выполнены аналогично с различным процентным соотношением основных компонентов.

В таблице 1 приведены физико-механические характеристики полученного монолитного вкладыша из полимерных наполненных материалов по примерам конкретного выполнения 1-7.

Таблица 1 №№ пп. Термореактивный полимер, наполненный древесной крошкой, мас.% Термореактивный полимер, наполненный измельченным углеродным наполнителем, мас.% Плотность, г/см³ Прочность при изгибе, МПа Прочность при сжатии, МПа Вид измельченного углеродного наполнителя 1 1,0 99,0 1,43 107,8 134,6 Волокно из вискозы 2 10,0 90,0 1,42 106,0 131,3 Порошковые отходы искусственного графита 3 30,0 70,0 1,40 102,0 124,0 Порошковые отходы искусственного графита 4 50,0 50,0 1,37 98,0 116,5 Волокно из вискозы 5 70,0 30,0 1,35 94,0 109,1 Порошковые отходы искусственного графита 6 90,0 10,0 1,34 94,0 109,0 Волокно из вискозы 7 99,0 1,0 1,32 89,5 99,8 Отходы искусственного графита

Источники информации

1. Авт.св. СССР №475302 от 03.01.1974 года, опубл. 30.06.1975 года.

2. Патент РФ 2010120 от 29.12.1989 года, опубл. 30.03.1994 года.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к монолитному вкладышу опоры скольжения поворотной тележки пассажирских железнодорожных вагонов и электропоездов. Монолитный вкладыш опоры скольжения поворотной тележки пассажирских железнодорожных вагонов и электропоездов установлен в коробке на упругой подкладке в контакте со стальной плитой, укрепленной под вагоном. Вкладыш выполнен из наполненного термореактивного полимера. Корпус вкладыша выполнен из наполненного термореактивного полимера. Рабочий слой состоит из смеси двух термореактивных материалов: термореактивного полимера, из которого выполнен корпус вкладыша, и термореактивного полимера, наполненного измельченным углеродным наполнителем. Достигается увеличение долговечности вкладыша опоры скольжения поворотной тележки пассажирских железнодорожных вагонов и электропоездов. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Монолитный вкладыш опоры скольжения поворотной тележки пассажирских железнодорожных вагонов и электропоездов, установленный в коробке на упругой подкладке в контакте со стальной плитой, укрепленной под вагоном, выполненный из наполненного термореактивного полимера, отличающийся тем, что корпус вкладыша выполнен из наполненного термореактивного полимера, а рабочий слой состоит из смеси двух термореактивных материалов: термореактивного полимера, из которого выполнен корпус вкладыша, и термореактивного полимера, наполненного измельченным углеродным наполнителем.

2. Монолитный вкладыш по п.1, отличающийся тем, что термореактивные наполненные полимеры рабочего слоя взяты при следующем соотношении компонентов, % мас.:
термореактивный полимер, наполненный древесной крошкой - 1,0-99,0;
термореактивный полимер, наполненный измельченным углеродным наполнителем - 99,0:1,0

3. Монолитный вкладыш по п.1, отличающийся тем, что углеродным наполнителем для наполнения термореактивного полимера смеси двух термореактивных материалов является измельченное углеродное волокно на основе вискозы или порошковые отходы искусственного графита.