ШАРНИРНЫЙ НАКОНЕЧНИК ТЯГИ ТОРСИОННОГО СТАБИЛИЗАТОРА БОКОВОГО НАКЛОНА КУЗОВА ВАГОНА Российский патент 2023 года по МПК B61F5/24 F16C11/06 

Настоящее изобретение относится к области транспортного машиностроения (преимущественно к вагоностроению), конкретно - к тягам стабилизаторов бокового (поперечного) наклона железнодорожных, главным образом пассажирских, вагонов (в том числе двухэтажных, характеризующихся большей массой и более высоким расположением центра масс), а также безрельсовых транспортных средств.

Известны торсионные стабилизаторы (ТС) в составе колесных тележек трамваев и железнодорожных вагонов с одним торсионным устройством в системе вторичного подрессоривания, причем торсион располагается вдоль надрессорной балки, подвижно соединен с продольными балками рамы тележки, а с помощью двух рычажных систем - с надрессорной балкой, так что при наклоне надрессорной балки в боковом (поперечном) по отношению к направлению тележки направлении сила упругого противодействия, возникающая в торсионе, стремится вернуть надрессорную балку в исходное положение [1. RU 2220863 С2, B61F 5/00, публ. 10.01.2004, ОАО «Крюковский вагоностроительный завод» (UA)]. В этом ТС торсион, посредством подшипниковых (радиальные подшипники скольжения) опор, соединяется с продольными балками тележки. К торсиону прикреплены две рычажные системы. Шарнирно прикрепленные к рычагам тяги подвески связаны с надрессорной балкой.

Однако техника не стоит на месте. Устаревая не только физически, но и морально, она совершенствуется.

С некоторой модернизацией подобная система запатентована тем же предприятием позднее [2. RU 2376181 С2, B61F 5/00, публ. 10.08.2009, ОАО «Крюковский вагоностроительный завод» (UA)].

Мало чем отличается от таких ТС и зарубежный торсионный стабилизатор, описанный в источнике [3. Solutions. - URL: https://www.ferrabyrne.co.uk/solutions/ (дата выкладки: 25.02.2020)].

Эти устройства описаны здесь для краткого обзора конструкций ТС железнодорожных вагонов, поскольку заявляемое изобретение претендует на конструктивную и функциональную оригинальность лишь фрагментов ТС, для понимания «места и взаимосвязей». «Глобальная» их проблема связана со знакопеременностью нагрузок, передаваемых от надрессорной балки к концам торсиона, и «выворачивающим» тяги моментами сил, а значит - ограничения по повышению долговечности (срока службы, работоспособности, надежности) всех последовательно работающих звеньев и их взаимосвязей (особенно с учетом рабочих зазоров и люфтов между ними.

Известно также множество наконечников тяг в автомобилестроении (рулевые тяги, например). По набору деталей и их взаимосвязи близки к заявляемому устройству: наконечники, описанные в источниках информации [4. RU 190458 U1, B62D 7/20, F16C 11/06, 01.07.2019] и [5. RU 194133 U1, F16C 11/06, B62D 7/20, публ. 28.11.2019] (см. их критику ниже в отношении принятого за прототип).

Близким к заявляемому устройством-аналогом является наконечник тяги торсионного стабилизатора бокового наклона кузова транспортного средства, содержащий встроенные в корпус радиальный сферический подшипник с зафиксированным от осевого смещения в корпусе опорным вкладышем, выступающий палец крепления наконечника на кузове, а также распорный элемент в виде металлической распорной пружины сжатия со стороны торцов опорного вкладыша и пальца, опертой в корпус и отжимающей опорный вкладыш совместно с пальцем в порядке люфтовой выверки подшипника [6. RU 194133 U1, F16C 11/06, B62D 7/20, публ. 28.11.2019].

В нем распорная пружина подвижным своим концом уперта непосредственно в торец опорного вкладыша подшипника на пальце. Кроме того, она выполнена конической, что требует достаточно большого места для ее размещения в пространстве между крышкой корпуса наконечника и торцов пальца и подшипникового вкладыша.

При общности назначений всего наконечника и заявляемого изобретения, распорная пружина установлена традиционно для люфтовой выверки радиального сферического подшипника. Такое устройство не позволяет предотвратить перекосы тяги в поперечной плоскости в процессе работы устройства, связанные с неизбежной погрешностью изготовления вкладышей сферических подшипников и неточностей сборки, особенно при длительной работе с неизбежным износом пар трения (заявитель реально столкнулся с проблемой перекоса на ранних стадиях ресурсных испытаний опытного образца этого аналога, изначально без главного заявляемого признака).

В соответствии с обозначенными общими недостатками всех описанных выше аналогов, в условиях возрастания роли стабилизаторов бокового наклона («поперечной качки») в приложении к вагонам высокоскоростных подвижных составов (и др. наземным транспортным средствам), в том числе двухэтажным вагонам с более высоким расположением центра масс, становится особенно актуальной задача повышения технико-эксплуатационных возможностей и характеристик конструкции, а именно - существенного увеличения долговечности (работоспособности, срока службы до капремонта).

Более близким аналогом заявляемого устройства является наконечник тяги торсионного стабилизатора вагона, содержащий встроенные в корпус с осесимметричными фланцем и его торцевой крышкой, снабженной смазочной конической пробкой, радиальный сферический подшипник с его сферическим телом трения и выступающими из корпуса, консольно закрепляемыми на кузове вагона пальцем или осью, а также осесимметричный упругий ограничитель поворота корпуса наконечника, в виде проволочной пружины сжатия с кусочно-кольцевым основанием и горизонтально и оппозитно ориентированной парой петлеобразных упорных концевых ножек, установленный враспор в пространстве между крышкой корпуса, своим основанием, и периферией торца пальца или оси, своими ножками, с возможностью люфтовой выверки подшипника и компенсации перекоса тяги в поперечной вертикальной плоскости [7. RU 202677 U1, МПК (2006.01) B61F 5/24, F16C 11/06, B60G 21/04, публ. 02.03.2021].

В нем предусмотрено стопорное пружинное кольцо осевой фиксации опорного вкладыша подшипника на пальце, а распорная пружина оперта подвижным своим концом непосредственно в торец пальца, с дополнительной функцией компенсации перекоса тяги в поперечной вертикальной плоскости.

Благодаря введению пружинного кольца, сила передается им на опорный вкладыш, поджимая последний тыльным торцом в корпус наконечника, с соответствующей выборкой зазора в паре трения подшипникового узла. Соответственно, прототип решает задачу увеличения долговечности (срока службы) тяг за счет исключения их угловых перекосов при работе. А значит, улучшает технико-эксплуатационные характеристики (ТЭХ) торсионного стабилизатора в целом.

При этом упомянутая распорная пружина может быть выполнена симметричной в одной из центральных продольных плоскостей, из закаленной проволоки с парой упорных концов, разнесенных друг от друга с возможностью силового упора в торец пальца на его периферии. Что позволяет рациональнее решить проблему перекоса тяги в весьма ограниченном пространстве для размещения распорной пружины и необходимости при этом в большом усилии распора.

Однако, при общности назначений всего наконечника-прототипа и заявляемого изобретения, устройство наконечника тяги также еще не достаточно совершенно (подробнее критику см. в обзорной части нижеследующего аналога-прототипа [8]).

В качестве наиболее близкого к заявляемому устройства аналога (прототипа) по назначению и по совокупности существенных конструктивных признаков, может быть принят наконечник тяги торсионного стабилизатора бокового наклона кузова транспортного средства, содержащий встроенные в корпус с осесимметричными фланцем и его уплотненной прокладкой торцевой крышкой, снабженной смазочным отверстием с пробкой, радиальный сферический подшипник со сферическим телом трения, сферическим вкладышем, снабженным, в числе средств смазки, наружной маслоудерживающей и маслораспределительной кольцевой канавкой минимум с одним сквозным отверстием и установленным в упомянутом корпусе наконечника с радиальной и осевой фиксацией, и цилиндрически-коническим пальцем, выполненным с участками нисходящей конусности и цилиндрическим резьбовым, выступающими из корпуса с возможностью консольного закрепления пальца на кузове вагона, эластичный пыльник с пружинными фиксирующими кольцами, изолирующую полость под корпусом от внешней среды, а также осесимметричный упругий ограничитель поворота корпуса относительно пальца, в виде пружины сжатия с основанием и упорной вершиной, горизонтально и оппозитно ориентированный и установленный враспор в пространстве между крышкой корпуса и торцом пальца соответственно, с возможностью люфтовой выверки подшипника и компенсации перекоса тяги [8. RU 2777561 С1, МПК (2006.01) B61F 5/24, F16C 11/06, B60G 21/04, публ. 08.08.2022].

В нем сферическое тело трения и палец или ось выполнены как отдельные детали (что правильнее говорить об оси). Палец (ось) выполнен(а) с цилиндрическим участком под насаженным на него(нее) упомянутым сферическим телом и последующими участком нисходящей конусности и цилиндрическим резьбовым участком, уже за пределами закрытой пыльником внутренней полости. Один из осевых фиксаторов вкладыша подшипника выполнен, со стороны пыльника, в виде пружинного стопорного кольца прямоугольного сечения в кольцевой канавке на внутренней цилиндрической стенке корпуса наконечника. Торцевая крышка корпуса выполнена классического фланцевого типа, с торцевым расположением фланцевым ободом. Тело крышки не охвачено корпусом наконечника. Функцию второго фиксирующего элемента для вставыша подшипника выполняет второе пружинное стопорное кольцо - в кольцевой канавке, предусмотренной на пальце (оси). Основное и единственное уплотнение крышки выполнено в виде плоской прокладки под фланцевой частью крышки или дополнительное уплотнение крышки.

Однако, при общности назначений всего наконечника-прототипа и заявляемого изобретения, устройство наконечника тяги еще не достаточно совершенно:

во-первых, при плоской крышке затруднен монтаж-демонтаж ограничителя как тела с выраженной упругостью сжатия;

во-вторых, заданное положение ограничителя в динамике несколько неустойчиво, проявляя зачастую склонность к «сползанию» в радиальном направлении, при несимметричной радиальной деформации уплотнительного кольца под фланцевой частью крышки корпуса (иначе говоря, корпус с крышкой совместно не обеспечивают надежную центровку не только крышки относительно корпуса, но и функции направляющей для ограничителя в виде пружины по всей его длине);

в-третьих, не исключены фрагментарные повреждения указанного уплотнения крышки основанием ограничителя;

в-четвертых, осевая фиксация вкладыша подшипника с обеих его сторон пружинными стопорными кольцами недостаточно надежна, сложна в сборке-разборке узла и затрудняет регулировку (т.е. недостаточно технологична);

в-пятых, «трехслойность» (в радиальном направлении) подшипникового узла (цилиндрический участок оси подшипника - сферическое тело трения - сферический вставыш) также несовершенен с технологической точки зрения;

в-шестых, последующий за указанным цилиндрическим участком оси фигурный участок нисходящего диаметра затрудняет (ограничивает) взаимный угловой рабочий поворот (хода) пары «корпус - ось» и выворачивает эластичный пыльник короткой длины;

в-седьмых, недостаточны качество фиксации и работоспособность упругого пыльника;

в-восьмых, уплотнение крышки в виде диска как единственное ее уплотнение, несколько увеличивает осевой габарит узла при наличии «лишнего» пространства в радиальном направлении в полости узла;

в-девятых, входящие в систему смазки подшипникового узла маслоудерживающая и маслораспределительная канавка с радиальными отверстиями в сферических элементах недостаточно развита и согласована.

Итак, задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение (устройство), - разработать (предложить дальнейшее техническое решение проблемы динамического перекоса тяги, сконструировать, спроектировать) наконечник для торсионного стабилизатора бокового наклона, преимущественно железнодорожного вагона, с улучшенными технико-эксплуатационными характеристиками (ТЭХ) в части работоспособности и срока службы (длительной работоспособности).

Планируемый технический результат использования - улучшение ТЭХ подшипникового узла наконечника тяги торсионного стабилизатора бокового наклона (на примере железнодорожного вагона) за счет:

- облегчения монтажа-демонтажа ограничителя как тела с выраженной упругостью сжатия;

- повышения устойчивости заданного положения ограничителя в динамике, устранения склонности к «сползанию» в радиальном направлении, обеспечения надежной центровки не только крышки в корпусе, но и функции направляющей для ограничителя в виде пружины по всей его длине;

- исключения фрагментарных повреждений уплотнения крышки основанием ограничителя;

- повышения надежности осевой фиксации вкладыша подшипника с обеих его сторон (отказа от пружинных стопорных колец для этого), упрощения сборки-разборки узла и облегчения регулировки (т.е. повышения технологичности);

- замены «трехслойности» более технологичной «двухслойностью» (в радиальном направлении) подшипникового узла (выполнения сферического тела заодно с пальцем);

- снятия ограничения взаимного углового рабочего поворота (хода) пары «корпус - ось» и исключения выворачивания эластичного пыльника;

- улучшения качества фиксации и повышения работоспособности упругого пыльника;

- возможности сокращения осевого габарита наконечника заменой уплотнительного устройства крышки;

- развития и согласованности входящих в систему смазки подшипникового узла маслоудерживающих и маслораспределительных средств.

Решение обозначенной проблемы (задачи) достигается тем, что в шарнирном наконечнике тяги торсионного стабилизатора бокового наклона кузова вагона, содержащем встроенные в корпус с осесимметричными фланцем и его уплотненной прокладкой торцевой крышкой, снабженной смазочным отверстием с пробкой, радиальный сферический подшипник со сферическим телом трения, сферическим вкладышем, снабженным, в числе средств смазки, наружной маслоудерживающей и маслораспределительной кольцевой канавкой минимум с одним сквозным отверстием и установленным в упомянутом корпусе наконечника с радиальной и осевой фиксацией, и цилиндрически-коническим пальцем, выполненным с участками нисходящей конусности и цилиндрическим резьбовым, выступающими из корпуса с возможностью консольного закрепления пальца на кузове вагона, эластичный пыльник с пружинными фиксирующими кольцами, изолирующий полость (воздушное пространство) под корпусом от внешней среды, а также осесимметричный упругий ограничитель поворота корпуса относительно пальца, в виде пружины сжатия с основанием и упорной вершиной, горизонтально и оппозитно ориентированный и установленный враспор в пространстве между крышкой корпуса и торцом пальца соответственно, с возможностью люфтовой выверки подшипника и компенсации перекоса тяги, согласно заявляемому изобретению, сферическое тело трения выполнено заодно целое с пальцем с образованием сферического участка пальца, кроме того, палец выполнен с участком восходящей конусности, последовательно после указанного сферического участка и до упомянутых участков нисходящей конусности и цилиндрического резьбового, в пределах закрытой рукавом внутренней полости, один из осевых фиксаторов вкладыша подшипника выполнен, со стороны пыльника, в виде упорного буртика на внутренней цилиндрической стенке корпуса наконечника, торцевая крышка корпуса выполнена с втулочным консольным участком и со смещенным к центру втулочного участка фланцевым ободом, при этом внутренний торец крышки поджимает вставыш подшипника к упомянутому упорному буртику, с функцией второго фиксирующего, в осевом направлении, его элемента, а на наружной поверхности втулочного ее участка предусмотрена кольцевая канавка под кольцевое основное или дополнительное уплотнение крышки, при этом крышка своим втулочным участком охватывает упомянутый упругий ограничитель полностью и сферический участок пальца частично.

На решение поставленной задачи направлена и частная совокупность существенных признаков устройства в рамках основной совокупности его признаков, сформулированной в предыдущем абзаце и далее в формуле изобретения, а именно: в числе упомянутых средств смазки может быть дополнительно предусмотрена наружная маслоудерживающая и маслораспределительная кольцевая канавка, экваториально расположенная на сферической части пальца подшипника, напротив упомянутой кольцевой канавки вкладыша подшипника (это дополнительно способствует как удерживанию смазки в пределах пятна контакта выпуклой и вогнутой сферических поверхностей подшипника, так и распределению смазки по этому пятну).

Среди массива известных устройств не обнаружены такие, совокупность существенных признаков которых совпадала бы с заявленной совокупностью признаков. В то же время, именно за счет последней достигается новый технический результат, что обусловливает наличие у заявляемого устройства первого квалификационного признака изобретения - «мировой уровень новизны».

Поскольку на современном уровне развития техники (подвижного состава) для специалиста явным образом не следует заявляемое комплексное решение обозначенной технической проблемы, и достигаемый технический результат не является суммой известных причинно-следственных связей «конструктивный признак - технический результат», но может быть квалифицирован как «сверхэффект» (или «эмерджентность», в патентоведческой терминологии), то есть все основания говорить о наличии второго квалификационного признака изобретения, - изобретательского уровня.

Третий квалификационный признак изобретения, - промышленная применимость, - также неоспорим и вытекает из огромного мирового опыта вагоностроения, наличия успешно испытываемого (при авторском надзоре) экспериментального образца устройства, а также приведенного далее по тексту фрагмента перечня покупных основных комплектующих устройства, производство которых промышленно освоено.

Подробнее сущность изобретения (на примере железнодорожного вагона как приоритетного объекта внедрения, со ссылкой на проект ПРС.106.10. торсионного стабилизатора для скоростного электропоезда повышенной комфортности с двухэтажными вагонами) раскрывается в приведенных ниже примерах, иллюстрируемых фигурами 1-6:

на фиг. 1 представлен фрагмент тяги торсионного стабилизатора с верхним ее наконечником, общий вид в условно повернутом на 180° по вертикали положении;

на фиг. 2 - собственно наконечник, общий вид;

на фиг. 3 - то же (по фиг. 2), вид А (на фиг. 4) на крышку корпуса тяги;

на фиг. 4 - наконечник, вид спереди (сзади) в разрезе;

на фиг. 5 - крышка корпуса наконечника, продольный разрез, где R - радиус скругления под основание упругого ограничителя (по фиг. 6),

на фиг. 6 - упругий ограничитель, общий вид со стороны его вершины - сбоку.

На фигурах 1-6 позициями обозначены следующие элементы: 1 - корпус наконечника тяги; 1ф - фланец корпуса; 2 - торцевая крышка корпуса; 2а - втулочный консольный участок крышки; 2б - фланцевый обод крышки; 3 - смазочное отверстие с пробкой в крышке; 4 - сферическое тело трения подшипника; 5 - сферический вкладыш подшипника; 6 - маслоудерживающая и маслораспределительная канавка в сферическом вкладыше; 7 - сквозное радиальное отверстие в канавке вкладыша; 8 -конически-цилиндрический палец в составе сферического подшипника; 8а, 8б и 8в - участки пальца с различными профилями (два конусных и цилиндрический резьбовой соответственно); 9 - эластичный пыльник; 10 - верхнее пружинное кольцо фиксации пыльника; 11 - нижнее пружинное кольцо фиксации пыльника. 12 - полость (воздушное пространство) наконечника под его корпусом; 13 - упругий ограничитель (пружина сжатия), 13а и 13б - соответственно, основание и вершина ограничителя; 14 - гайка (законтренная) крепления пальца на кузове вагона; 15 - упорный буртик в корпусе для осевой фиксации вкладыша подшипника; 16 - кольцевая канавка под уплотнение крышки; 17 - кольцевое уплотнение крышки; 18 - винты крепления крышки к корпусу; 19 - маслоудерживающая и маслораспределительная экваториальная канавка на сферическом теле подшипника.

Шарнирный наконечник тяги (верхний по расположению на вагоне, но условно повернутый на фиг. 1 по вертикали на 180°) торсионного стабилизатора бокового наклона кузова вагона содержит встроенный в корпус 1 с осесимметричными фланцем 1ф и его уплотнительной прокладкой (см. далее) торцевой крышкой 2, снабженной смазочным отверстием с пробкой 3 (например, пробкой конической резьбовой М8х1 Zn OCT 2С98-3-73 (DIN 906)), радиальный сферический подшипник (см. подробно далее), с возможностью подачи консистентной смазки на месте временно вывинченной пробки (см. фиг. 1-4).

Последний имеет сферическое тело трения 4 и сферический вкладыш 5. Вкладыш 5 снабжен, в числе средств смазки, наружной маслоудерживающей и маслораспределительной кольцевой канавкой 6 минимум с одним сквозным радиальным отверстием 7. Вкладыш 5 установлен в корпусе 1 наконечника с радиальной и осевой фиксацией (подробнее см. далее). Подшипник имеет также цилиндрически-конический палец 8, выполненный с участками нисходящей конусности 8а, восходящей конусности 8б и цилиндрическим резьбовым 8в (подробнее см. далее), выступающими из корпуса 1 (наружу) с возможностью консольного закрепления пальца 8 на вагоне (не показано),

В состав наконечника входит эластичный (например, из резиновой смеси НО-68-1НТА ТУ 2500-295-00152106-93 при возможном заменителе Силфор 705/С1/6117, цвет черный) пыльник 9 с пружинными фиксирующими кольцами 10 и 11 (подробнее см. далее), который изолирует полость 12 под корпусом 1 от внешней (по отношению к наконечнику) среды.

Имеется осесимметричный упругий ограничитель 13 поворота корпуса 1 относительно пальца 8. Он выполнен в виде пружины сжатия (13) с основанием 13а и упорной вершиной 13б (см. фиг. 4, 6), горизонтально и оппозитно ориентирован и установлен враспор в пространстве между крышкой 2 и торцом пальца 8 соответственно, с возможностью люфтовой выверки подшипника и компенсации перекоса тяги в процессе работы, т.е. в статике и динамике (см. фиг. 4).

Сферическое тело трения 4 выполнено заодно целое с пальцем 8, с образованием сферического участка последнего. Как уже отмечалось, палец 8 имеет участок 8а восходящей конусности (например, с конусностью 17°), последовательно после указанного сферического участка (4) и до упомянутых участков 8б нисходящей конусности (например, с конусностью 5°) и 8в цилиндрического резьбового (под гайку 14 - см. фиг. 1 на переднем плане), в пределах закрытой пыльником 9 внутренней полости. Один (правый на фиг. 4) из осевых фиксаторов вкладыша 5 подшипника выполнен, со стороны пыльника 9, в виде упорного буртика 15 на внутренней цилиндрической стенке корпуса 1. Торцевая крышка 2 выполнена с втулочным консольным участком 2а и со смещенным к центру участка 2а фланцевым ободом 2б. Внутренний торец крышки 2 (конкретно - ее втулочного участка 2а) поджимает вставыш 5 подшипника к упорному буртику 15 (при гарантированном зазоре между ободом 2б и фланцевой частью 1ф корпуса 1), с функцией второго фиксирующего его (5) элемента.

На наружной поверхности втулочного участка 2а крышки 2 предусмотрена кольцевая канавка 16 (см. фиг. 5) под кольцевое основное или дополнительное (на фиг. 4 показа пример основного) уплотнение 17 крышки 5 (например, кольцо 070-075-30-1-0 ГОСТ 18829-73). Крышка 5 своей втулочным участком 2а охватывает упругий ограничитель 13 полностью и сферический участок пальца 8 (сферическое тело 4 подшипника) частично.

Ограничитель (распорная пружина) 13 может быть выполнен (см. фиг. 6), аналогично прототипу, как оригинальная деталь - симметричным, из закаленной проволоки (преимущественно из проволоки 65С2ВА-В-П-ХН-3 ГОСТ 14963-78) навивкой по отработанным технологиям.

Крышка 2 установлена в корпусе 1 с центровкой по наружному диаметру втулочного участка 2а и прикреплена к корпусу 1 посредством фланцевого обода 2б винтами 18.

Дальнейшее описание распространяется на дополнительные технические предложения в части устройства, то есть не обязательные, но рекомендуемые как рациональные, усиливающие (развивающие) технический результат заявляемого изобретения.

Конкретно, в числе упомянутых средств смазки (отверстие с пробкой 3 в крышке 2, канавка 6 с отверстием 7 во вкладыше 5) дополнительно предусмотрена наружная маслоудерживающая и маслораспределительная кольцевая канавка 19, экваториально расположенная на сферической части пальца подшипника (на сферическом теле 4), напротив упомянутой кольцевой канавки 19 вкладыша подшипника (см. фиг. 4, например, сегментного сечения 3,2 х R3 мм).

Возможны другие частные исполнения устройства в рамках заявляемой совокупности существенных признаков.

Заявляемое устройство собирают (фрагменты под углом зрения предмета(ов) изобретения) и оно работает следующим образом (разумеется, в контексте работы всего транспортного средства).

Крышку 2 совместно с вложенным в нее пружинным ограничителем 13 и с установленным в канавке 16 уплотнительным кольцом 17 заводят в корпус 1 втулочным ее участком вперед до упора торцом (правым на фиг. 4) в торец (левый на фиг. 4) пальца 8, тем самым поджимая сферический вкладыш 5 к жесткому торцевому упору в упорный буртик 15, в соответствии с назначением последнего (15). При необходимости, в гарантированный зазор между фланцевым ободом 2б крышки 2 и торцом фланца 1ф корпуса 1 устанавливают (в порядке регулировки подшипника 4+5) набор прокладок или одну прокладку соответствующей толщины (пример с основным и дополнительным уплотнительными элементами крышки 2). После чего фиксируют крышку 2 в этом положении винтами 18. Тем самым обеспечивается четкая, надежная фиксация вкладыша 5 как необходимое условие качественной работы сферического подшипника 4+5.

Изолируют полость корпуса 1 (а значит, и подшипника 4+5) от внешней среды упругим пыльником 9, зафиксировав последний на корпусе 1 (посредством предусмотренных для этого «верхней» кольцевой канавки и «верхнего» пружинного кольца) и на конической нисходящей поверхности участка 8в пальца 8 (посредством предусмотренного для этого «нижнего» пружинного кольца). Оба кольца выполнены из проволоки круглого сечения.

При вывинченной пробке через смазочное отверстие устройства 3 вводят консистентную смазку (масло), необходимую для работы сферического подшипника 4+5, после чего пробку ввинчивают в резьбу упомянутого отверстия. Возможно дополнительное досборочное смазывание, например, в канавки и отверстия 6, 7, 19 деталей 4 и 5 подшипника и/или перед постановкой пыльника 9 в правую часть (на фиг. 4) полости 12.

При работе торсионного стабилизатора поперечной устойчивости кузова вагона, «выворачивающий» момент силы на тяге, стремящийся вызвать перекос тяги в поперечной вертикальной плоскости, и, следовательно, перекос в подшипнике 4+5, уравновешивается автоматически силами упругости пружинного ограничителя 13 (аналогично прототипу [8]).

При заявленной здесь конструкции, крышка надежно центрирована, а его втулочный участок 2а выполняет сразу шесть функций, обеспечивая:

- качественную центровку крышки 2 в корпусе 1;

- надежную осевую фиксацию вкладыша 5;

- компактное уплотнение полости 15 со смазкой;

- небольшой осевой габарит наконечника по головкам болтов 18;

- направляющую для работы упругого ограничителя 13 при перекосах тяги;

- полноценные упор и фиксацию ограничителя 13 его основанием 13а в образованную этим телом «гильзу» (дно);

Наличие участка 8а пальца 8 с восходящей конусностью увеличивает возможные рабочие углы поворота (т.е. свободу поворота) в обе стороны (плюс/минус) от оси устройства (см ось пальца 8 на фиг. 4), без упора в корпус 1.

При этом и относительно длинный пыльник 9 в сочетании с пружинными кольцами 10, 11 и изображенным на фиг. 4 его «волнистым» профилем, не ограничивают такой расширенный диапазон углов «качания» пальца 8. А «встречный подъем» диаметра пальца 8 на стыке его участков 8а и 8б практически исключает уход «нижней» части пыльника 9 с кольцом 11 запредельно влево, т.е. предотвращает выворачивание пыльника 9 на больших углах (амплитудах) качания тяги с наконечником относительно пальца 8.

Наличие дополнительной, «экваториальной» маслоудерживающей и маслораспределительной канавки 19 на поверхности рабочего трения сферического тела 4, в дополнение к канавке 16 и отверстию(ям) 17 во вкладыше 5, способствует качеству и количеству смазки сферической пары 4+5, в полном соответствии с данным двойным названием этих смазочных средств.

Пример реализации ТС использует конкретные, освоенные промышленностью современные комплектующие (что дополнительно убеждает в выполнении патентоведческого критерия изобретения «промышленная применимость»), в частности стандартные изделия: болты, гайки, шайбы, пробки конические (по соответствующим ГОСТам), Оригинальные детали в производстве не требуют каких-либо несуществующих технологий.

Заявляемое изобретение включено в техническую документацию, разрабатываемую по инициативе заявителя для создания двухэтажного(ых) пассажирского(их) вагона(ов) электропоездов повышенной комфортности (проект ПРС.106.10.), опытный образец одного из которых уже изготовлен и успешно испытан.

Таким образом, предложено техническое новшество, решающее поставленную задачу. Использование таких наконечников тяг позволит увеличить их работоспособность и долговечность (срок службы) за счет:

- облегчения монтажа-демонтажа ограничителя как тела с выраженной упругостью сжатия;

- повышения устойчивости заданного положения ограничителя в динамике, устранения склонности к «сползанию» в радиальном направлении, обеспечения надежной центровки не только крышки в корпусе, но и функции направляющей для ограничителя в виде пружины по всей его длине;

- исключения фрагментарных повреждений уплотнения крышки основанием ограничителя;

- повышения надежности осевой фиксации вкладыша подшипника с обеих его сторон (отказа от пружинных стопорных колец для этого), упрощения сборки-разборки узла и облегчения регулировки (т.е. повышения технологичности);

- замены «трехслойности» более технологичной «двухслойностью» (в радиальном направлении) подшипникового узла (выполнения сферического тела заодно с пальцем);

- снятия ограничения взаимного углового рабочего поворота (хода) пары «корпус - ось» и исключения выворачивания эластичного пыльника;

- улучшения качества фиксации и повышения работоспособности упругого пыльника;

- возможности сокращения осевого габарита наконечника заменой уплотнительного устройства крышки;

- развития и согласованности входящих в систему смазки подшипникового узла маслоудерживающих и маслораспределительных средств.

В итоге, улучшаются ТЭХ торсионного стабилизатора и вагона в целом.

Изобретение относится к области железнодорожного подвижного состава, в частности, к шарнирным наконечникам тяги торсионного стабилизатора бокового наклона кузова вагона. Наконечник содержит корпус, торцевую крышку, пыльник и радиальный сферический подшипник со сферическим телом качения и вкладышем. Вкладыш снабжен маслоудерживающей и маслораспределительной канавками. Ограничитель поворота корпуса относительно пальца выполнен в виде пружины сжатия и установлен враспор между крышкой корпуса и торцом пальца. Сферическое тело пальца выполнено заодно с пальцем. Палец выполнен с участком восходящей конусности, последовательно после сферического участка и до участков нисходящей конусности и цилиндрического резьбового, в пределах закрытой пыльником внутренней полости. Со стороны пыльника на внутренней цилиндрической части корпуса выполнен буртик для фиксации вкладыша подшипника. Торцевая крышка корпуса выполнена с втулочным консольным участком и смещенным к центру втулочного участка фланцевым ободом. Внутренний торец крышки поджимает вкладыш подшипника к упорному буртику. На наружной поверхности втулочного участка предусмотрена кольцевая канавка под уплотнение крышки. Крышка полностью охватывает упругий ограничитель и частично сферический участок пальца. Повышается надежность осевой фиксации вкладыша подшипника. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Шарнирный наконечник тяги торсионного стабилизатора бокового наклона кузова вагона, содержащий встроенные в корпус с осесимметричными фланцем и его уплотненной прокладкой торцевой крышкой, снабженной смазочным отверстием с пробкой, радиальный сферический подшипник со сферическим телом трения, сферическим вкладышем, снабженным, в числе средств смазки, наружной маслоудерживающей и маслораспределительной канавкой минимум с одним сквозным отверстием и установленным в упомянутом корпусе наконечника с радиальной и осевой фиксацией, и цилиндрически-коническим пальцем, выполненным с участками нисходящей конусности и цилиндрическим резьбовым, выступающими из корпуса с возможностью консольного закрепления пальца на кузове вагона, эластичный пыльник с пружинными фиксирующими кольцами, изолирующий полость под корпусом от внешней среды, а также осесимметричный упругий ограничитель поворота корпуса относительно пальца, в виде пружины сжатия с основанием и упорной вершиной, горизонтально и оппозитно ориентированный и установленный враспор в пространстве между крышкой корпуса и торцом пальца соответственно, с возможностью люфтовой выверки подшипника и компенсации перекоса тяги, отличающийся тем, что в нем сферическое тело трения выполнено за одно целое с пальцем с образованием сферического участка пальца, кроме того, палец выполнен с участком восходящей конусности, последовательно после указанного сферического участка и до упомянутых участков нисходящей конусности и цилиндрического резьбового, в пределах закрытой пыльником внутренней полости, один из осевых фиксаторов вкладыша подшипника выполнен, со стороны пыльника, в виде упорного буртика на внутренней цилиндрической стенке корпуса наконечника, торцевая крышка корпуса выполнена с втулочным консольным участком и со смещенным к центру втулочного участка фланцевым ободом, при этом внутренний торец крышки поджимает вставыш подшипника к упомянутому упорному буртику, с функцией второго фиксирующего, в осевом направлении, его элемента, а на наружной поверхности втулочного ее участка предусмотрена кольцевая канавка под кольцевое основное или дополнительное уплотнение крышки, при этом крышка своим втулочным участком охватывает упомянутый упругий ограничитель полностью и сферический участок пальца частично.

2. Наконечник по п. 1, отличающийся тем, что в числе упомянутых средств смазки дополнительно предусмотрена наружная маслоудерживающая и маслораспределительная кольцевая канавка, экваториально расположенная на сферической части пальца подшипника, напротив упомянутой кольцевой канавки вкладыша подшипника.