Букса с роликовыми подшипниками

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к буксам железнодорожного транспорта, и может быть использовано в опорах качения, периодически нагружаемых осевыми силами значительной величины. Букса с роликовыми подшипниками содержит шайбу с опорой, установленную без зазора в корпусе буксы концентрично оси буксовой шейки между наружным кольцом подшипника и прижимной крышкой. В буксовой шейке концентрично оси выполнено ступенчатое отверстие, в котором размещены с зазором по наружному диаметру опора в подпружиненный упор, между опорой шайбы и опорой буксовой шейки установлено тело вращения, например шар, контактирующее с опорой шайбы и торцевой поверхностью упора из самосмазывающего материала. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

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

Известны буксы с цилиндрическими подшипниками, установленными непосредственно на буксовую шейку оси или посредством конических втулок (авт. св. СССР, N 347228, 1971). Подшипники воспринимают радиальную и осевую нагрузку. Импульс силы осевой нагрузки в буксах железнодорожного транспорта не определен величиной силы и длительностью ее действия. Кратковременное действие, превышающее допустимое, осевых сил ограничивает работоспособность роликовых подшипников. Так, цилиндрические ролики прижимаются торцевыми поверхностями к бортам колец подшипников, что приводит к их торможению при вращении оси. Бочкообразные ролики в сферических подшипниках заклинивают кольца при сдвиге их сферических поверхностей относительно друг друга.

Аналогом изобретения является устройство буксы с роликовыми подшипниками и упорным шариковым подшипником, опирающимся на конический резиновый упор со стороны прижимной крышки буксы (Справочник по электроподвижному составу, тепловозам и дизель-поездам, т. 1. /Под ред. А.И.Тищенко. М. Транспорт, 1976, с. 158).

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 температуре окружающей среды ниже -20^oС, когда демпфирующие способности резинового упора резко снижаются.

Задача изобретения повышение ресурса букс с роликовыми подшипниками.

Задача решается путем установки в корпусе буксы концентрично оси буксы шейки шайбы с опорой между наружным кольцом подшипника и прижимной крышкой, выполнением в буксовой шейке концентрично оси ступенчатого отверстия, в котором размещены с зазором по внешнему диаметру опора и подпружиненный упор, а между опорой шайбы и опорой буксовой шейки установлено тело вращения, например, шар, контактирующее с опорой шайбы и торцевой поверхностью упора. Подпружиненный упор или его торцевая поверхность выполнены из самосмазывающегося материала.

На фиг. 1 изображен продольный разрез буксового узла; на фиг. 2 опора с двойной конической поверхностью, продольный разрез; на фиг. 3 опора со сферической рабочей поверхностью, продольный разрез.

Букса содержит ось 1, буксовую шейку 2, на которую непосредственно установлены подшипники 3 с телами качения цилиндрическими роликами. Внутренние кольца подшипников 3 выполнены с цилиндрическими рабочими поверхностями без бортов, наружные кольца подшипников с бортами. Внутренние кольца подшипников 3 установлены без зазора на буксовую шейку 2 и закреплены от осевого смещения стопорным кольцом 4 через упорно кольцо 5 с наружным диаметром, превышающим наружный диаметр внутреннего кольца подшипника. Наружные кольца подшипников 3 установлены в корпус 6 буксового узла и фиксируются прижимной крышкой 7 через шайбу 8. В шайбе 8 концентрично оси буксовой шейки размещена опора 9. Наружная поверхность опоры 9 установлена с натягом, торцевая поверхность опоры 9 соприкасается с упругой торцевой поверхностью 10 шайбы 8. Поверхности шайбы 8 допускают радиальные и угловые смещения. Опора 9 выполнена из шарикоподшипниковой стали с поверхностью трения конической, двойной конической поверхностью или сферической. В буксовой шейке 2 концентрично оси выполнено ступенчатое отверстие 18, в котором размещена опора 11 с поверхностью трения конической или двойной конической. Опора 11 установлена с радиальным зазором S1 и прижимается торцевой поверхностью к торцевой поверхности ступенчатого отверстия пружиной 12 через втулку 13. Пружина 12 сжатия взаимодействует другим торцом с упором 14, торцевая поверхность которого прижимается к телу вращения 15, например, шару, контактирующему с опорой 9. Торцевая поверхность упора 14 выполнена из самосмазывающегося материала с эксцентричной выточкой 19 на поверхности, контактирующей с телом вращения 15. При сборке буксового узла между рабочей поверхностью опоры 11 с телом качения 15 обеспечивается зазор S2. Радиальный зазор S1 больше радиального зазора в подшипниках буксы, а зазор S2 меньше возможного осевого перемещения S3 роликов по наружным поверхностям внутренних колец подшипников 3.

Внутренняя полость буксового узла заполняется пластичной смазкой и закрывается смотровой крышкой 16. В эксплуатационных условиях качество смазки и наличие в ней продуктов изнашивания от трущихся деталей узла проверяют отбором части смазки через отверстия 17 в шайбе 8. Поверхности трения опор 9 и 11 выполняются с двойным конусом для лучшего удержания пластичной смазки в зоне трения и снижения контактных нагрузок. Сферическая поверхность трения на опоре 9 обеспечивает работоспособность осевой опоры при наибольших изгибах оси.

Буксовый узел работает следующим образом. При радиальной нагрузке на подшипник качения 3 при вращении оси 1 торцевая поверхность упора 14 вращает шар, обеспечивая смазывание его поверхности пластичной смазкой, размещенной в полости узла. Эксцентричная выточка 19 на торце упора 14 обеспечивает изменение плоскостей вращения шара 15, а поджатие торца упора 14 пружиной 12 - ротопринтную смазку тела вращения. При осевой нагрузке опора 11 вступает в контакт с шаром 15. При изгибе оси или радиальном перемещении буксовой шейки опора 11 перемещается в радиальном зазоре S1, а опора 9 имеет смещения в области упругих деформаций контактирующих с ней поверхностей шайбы 8. Шарнирное устройство опора 9, тело вращения 15 и опора 11 воспринимает осевые нагрузки, что способствует резкому увеличению ресурса роликовых подшипников и буксового узла в целом. Этому способствует возможность выполнения тела вращения 15 с диаметральным размером, близким к диаметру оси буксовой шейки, что позволяет снизить удельные осевые нагрузки, возникающие в условиях эксплуатации подвижного состава железнодорожного транспорта.

Формула изобретения

1. Букса с роликовыми подшипниками, установленными на буксовую шейку оси, содержащая корпус буквы и прижымную крышку, отличающаяся тем, что она снабжена шайбой с опорой, установленной без зазора в корпусе буксы концентрично оси буксовой шейки между наружным кольцом подшипника и прижимной крышкой, в буксовой шейке концентрично оси выполнено ступенчатое отверстие, в котором размещены с зазором по наружному диаметру опора буксовой шейки и подпружиненный упор, а между опорой шайбы и опорой буксовой шейки установлено тело вращения, например шар, контактирующее с опорой шайбы и торцевой поверхностью упора.

2. Букса по п.1, отличающаяся тем, что торцевая поверхность подпружиненной опоры выполнена из самосмазывающего материала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3