букса с цилиндрическими роликоподшипниками

Формула изобретения

Букса с цилиндрическими роликоподшипниками, установленными на буксовой шейке оси, содержащая корпус, прижимную крышку, осевую опору и опору (пяту) с подпружиненным упором в буксовой шейке оси, шар (подпятник) между осевой опорой и опорой (пятой) в буксовой шейке оси, отличающаяся тем, что снабжена телами вращения, например сферами (шариками), размещенными в сепараторе в виде сферического сектора и контактирующими с коническими поверхностями осевой опоры и поверхностью шара (подпятника), при этом сепаратор снабжен упорами, торцовые поверхности которых взаимодействуют с торцовой поверхностью осевой опоры и поверхностью шара (подпятника).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к буксам железнодорожного транспорта, и может быть использовано в опорах качения с цилиндрическими роликами, периодически нагружаемых осевыми силами значительной величины.

Известны буксы с цилиндрическими роликоподшипниками, установленными непосредственно на буксовую шейку оси или посредством конических втулок (авторское свидетельство СССР №347228, кл. В61F 15/12, 1971 г.). Подшипники воспринимают радиальную и осевую нагрузку. Импульс силы осевой нагрузки в буксах железнодорожного транспорта не определен величиной силы и длительностью ее действия. Даже кратковременное действие осевых сил, превышающее их допустимую величину, резко ограничивает работоспособность роликовых подшипников. Под действием осевых сил цилиндрические ролики прижимаются торцовыми поверхностями к бортам колец подшипников, что приводит к их торможению при вращении оси, к снижению долговечности подшипников.

Известно устройство буксы с роликоподшипниками и упорным шариковым подшипником, опирающимся на конический резиновый упор со стороны прижимной крышки буксы [1]. Изгиб осей под радиальной нагрузкой, переменная осевая нагрузка, сопровождаемая ударами вдоль изогнутой оси, перегружают группу тел качения опорного подшипника из-за поворота колец в плоскости, проходящей через ось шейки буксы. Под нагрузкой оказываются два-три тела качения упорного подшипника. Это приводит к деформации дорожек качения, появлению следов выкрашивания на телах качения и разрушению деталей упорных подшипников. Этот процесс ускоряется при низкой температуре окружающей среды, когда демпфирующие способности резинового упора снижаются.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является букса с цилиндрическими роликоподшипниками, установленными на буксовой шейке оси, содержащая корпус, прижимную крышку, осевую опору и опору с подпружиненным упором в буксовой шейке оси, шар (подпятник) между осевой опорой и опорой (пятой) в буксовой шейке оси (патент РФ №2094274, кл. В61F 15/12, 1997 г.). Внутренние кольца подшипников выполнены без бортов и закреплены от осевого смещения стопорными кольцами. При нагрузке вдоль оси опора (пята) в буксовой шейке вступает в контакт с шаром (подпятником). Далее нагрузка воспринимается осевой опорой и прижимной крышкой, т.е. цилиндрические подшипники воспринимают только радиальную нагрузку, а осевую нагрузку - опора с шаром-подпятником. Это способствует повышению долговечности роликовых подшипников и улучшению условий работы буксового узла в целом.

Вместе с вышеизложенным следует отметить, что воздействие осевой переменной нагрузки и особенно ударного импульса сопровождается скольжением и резким повышением сил трения в поверхностях сопряжения пята - подпятник - осевая опора. Это взаимодействие приводит к интенсивному изнашиванию контактирующих поверхностей вплоть до их схватывания. Кроме этого сцепление поверхностей трения подпятника и осевой опоры сопровождается проворотом опоры, изнашиванием торцовых поверхностей опоры и прижимной крышки, что приводит к нарушению работы резьбовых соединений прижимной крышки и, соответственно, осевого опорного узла. Это снижает достоинства устройства буксы с роликовыми подшипниками и осевой шаровой опорой.

Цель изобретения - повышение ресурса букс с цилиндрическими роликоподшипниками и осевой шаровой опорой.

Задача решается путем размещения тел вращения, например сфер (шариков), между осевой опорой и шаром (подпятником), при этом тела вращения (шарики), установленные в сепараторе в виде сферического сектора, контактируют с коническими поверхностями осевой опоры и поверхностью шара (подпятника), а сепаратор снабжен упорами, торцовые поверхности которых взаимодействуют с торцовой поверхностью осевой опоры и поверхностью шара (подпятника).

На чертеже изображен продольный разрез буксового узла.

Букса содержит ось 1, шейку оси 2, на которую установлены подшипники 3 с цилиндрическими роликами. Внутренние кольца подшипников выполнены без бортов, наружные кольца - с двумя бортами. Внутренние кольца подшипников закреплены от осевого смещения на шейке оси стопорным кольцом 4 через опорное кольцо 5. Наружные кольца подшипников установлены в корпус 6 буксы и фиксируются прижимной крышкой 7 через осевую опору 8. Конические поверхности 9 и 10 опоры 8 выполнены из шарикоподшипниковой стали. В отверстии шейки оси 2 размещена опора 11 (пята), торцовая поверхность опоры 11 прижимается к торцовой поверхности отверстия в шейке оси пружиной сжатия 12 через втулку 13. Пружина 12 другим торцом взаимодействует с упором 14, а упор 14 - с шаром 15 (подпятником). Между подпятником и коническими поверхностями опоры 8 размещены тела вращения 16, например сферы (шарики). Шарики установлены в сепараторе 17 в виде сферического сектора с упорами 18 и 19.

Внутренняя полость буксы заполняется смазочным материалом и закрывается смотровой крышкой 20. В эксплуатационных условиях качество смазки проверяется отбором части смазочного материала через отверстие 21.

Буксовый узел работает следующим образом. При движении железнодорожного состава и радиальной нагрузке на цилиндрические ролики подшипников буксы ось 1 вращается вместе с упором 14, торцовая поверхность которого передает вращательное движение подпятнику 15 и шарикам 16 в сепараторе 17, при этом осевое расположение сепаратора определяется его упорами 18 и 19, взаимодействующими с торцовой поверхностью осевой опоры и сферической поверхностью подпятника.

При осевой нагрузке опора 11 (пята) вступает в контакт с подпятником 15, который при вращении оси 1 передает нагрузку шарикам 16 и коническим поверхностям 9 и 10 осевой опоры.

Трение качения в опорном устройстве, включающем пяту с конической поверхностью и подпятник со сферической поверхностью, контактирующей с шариками, взаимодействующими с коническими поверхностями осевой опоры, обеспечивает снижение вращающего момента, действующего на осевую опору, улучшение триботехнических параметров осевой опоры, воспринимающей динамические воздействия при движении состава. Это позволяет повысить долговечность подшипников с цилиндрическими роликами и ресурс буксового узла в целом.

Источники информации

1. Справочник по электроподвижному составу, тепловозам и дизельпоездам, т.1 / Под. Ред. А.И.Тищенко. М.: Транспорт, 1976. 158 с.