Букса с цилиндрическим роликоподшипником
Владельцы патента RU 2564797:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный университет путей сообщения" (ОмГУПС (ОмИИТ)) (RU)
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к буксам железнодорожного транспорта, и может быть использовано в опорах качения с цилиндрическими роликами при повышенной осевой грузоподъемности. Букса с цилиндрическим роликоподшипником содержит кольца подшипника без бортов и сепаратор, составленный из сегментов X-образного сечения, корпус, прижимную крышку и крепительную шайбу. Торцовые поверхности роликов выполнены сферическими. Между внутренними кольцами и со стороны торцовых поверхностей наружного кольца размещены упорные шайбы, торцовые поверхности которых взаимодействуют со сферическими поверхностями роликов. Небольшая разница в размерах длин роликов (несколько микрометров) обеспечивает при осевом нагружении на ролики их одновременное взаимодействие с упорными шайбами. Это вместе с трением верчения торцовых сферических поверхностей роликов при контакте с упорными шайбами позволяет повысить работоспособность буксы. 2 ил.
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 [1, 2]. 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 [3]. 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 подшипника. Это приводит к деформации дорожек качения, появлению следов выкрашивания на телах качения и разрушению деталей опорного подшипника.
Вместе с вышеизложенным следует отметить, что воздействие осевой переменной нагрузки и особенно ударного импульса сопровождается скольжением и резким повышением сил трения в торцовых поверхностях сопряжения роликов и буртов подшипников. Это взаимодействие приводит к интенсивному изнашиванию контактирующих поверхностей вплоть до их схватывания и снижению работоспособности буксы с роликоподшипниками в целом.
Цель изобретения - повышение ресурса букс с цилиндрическими роликоподшипниками.
Поставленная цель достигается тем, что в буксе с цилиндрическими роликоподшипниками и сепаратором, составленным из сегментов X-образного сечения [4], торцовые поверхности роликов выполнены сферическими, внутренние кольца и наружное кольцо подшипников - без буртов, между внутренними кольцами и со стороны торцовых поверхностей наружного кольца размещены упорные шайбы, торцовые поверхности которых взаимодействуют со сферическими поверхностями роликов, при этом внутренние цилиндрические поверхности упорных шайб наружного кольца выполнены с небольшими зазорами относительно наружных поверхностей внутренних колец подшипников.
На фиг. 1 представлен продольный разрез буксового узла, на фиг. 2 - поперечный разрез сепаратора из сегментов X-образного сечения (кольца подшипника не показаны).
Букса содержит корпус 1, шейку 2 оси, на которую установлен роликоподшипник. Роликоподшипник включает в себя внутренние 3 и 4, наружное 5 кольца в виде втулок без бортов, сепаратор, составленный из сегментов 6 X-образного сечения, ролики 7. Торцовые поверхности роликов 7 выполнены сферическими. Между внутренними кольцами 3 и 4 размещена упорная шайба 8. Осевое положение внутренних колец и упорной шайбы 8 фиксируется крепительной шайбой 9. Со стороны торцовых поверхностей наружного кольца 5 размещены упорные шайбы 10 и 11. На их внутренние цилиндрические поверхности нанесено покрытие из антифрикционного материала. Осевое положение шайб 10 и 11 фиксируется прижимной крышкой 12.
Буксовый узел работает следующим образом. При вращении роликов, одновременно нагруженных радиальными и осевыми силами, сферические поверхности роликов взаимодействуют с торцовыми поверхностями упорных шайб 8, 9 и 10. Выполнение длины роликов с точностью в пределах нескольких микрометров обеспечивает их одновременное и равномерное нагружение с трением верчения при контакте с упорными шайбами. Это снижает нагрев роликов и буксы в целом.
Небольшой радиальный зазор между упорными шайбами 10 и 11 и наружными поверхностями внутренних колец 3 и 4 обеспечивает удовлетворительную герметизацию внутренней полости буксы, заполненной пластичной смазкой.
Слой антифрикционного покрытия на цилиндрических поверхностях упорных шайб позволяет сохранить герметичность полости буксы при повороте радиально-нагруженной шейки оси и касании этого слоя с кольцами 3 и 4. Деформация слоя покрытия и небольшое увеличение радиального зазора не нарушает его функции.
Одновременное осевое нагружение роликов подшипника, трение верчения роликов при этом нагружении, удовлетворительное уплотнение рабочей полости подшипника позволяет повысить долговечность подшипника и ресурс буксового узла в целом.
Список использованных источников
1. Цюренко В.Н. Надежность роликовых подшипников в буксах вагонов / В.Н. Цюренко, В.А. Петров. М.: Транспорт, 1982. 96 с.
2. Авторское свидетельство СССР №347228, кл. B61F 15/12, 1971 г.
3. Справочник по электроподвижному составу, тепловозам и дизельпоездам / Под общ. ред. А.И. Тищенко. М.: Транспорт, 1976. 158 с.
4. Пат. 2403464 РФ, МПК F16C 19/22, F16C 33/46, B61F 15/12. Сепаратор роликоподшипника буксы подвижного состава / А.В. Бородин; заявл. 15.06.2009; опубл. 10.11.2010. Бюл. №31. 7 с.
Букса с цилиндрическим роликоподшипником и сепаратором, составленным из сегментов X-образного сечения, содержащая корпус, прижимную крышку и крепительную шайбу, отличающаяся тем, что торцовые поверхности роликов выполнены сферическими, внутренние кольца и наружное кольцо подшипника - без бортов, между внутренними кольцами и со стороны торцовых поверхностей наружного кольца размещены упорные шайбы, торцовые поверхности которых взаимодействуют со сферическими поверхностями роликов, при этом внутренние цилиндрические поверхности упорных шайб наружного кольца выполнены с небольшими зазорами относительно наружных поверхностей внутренних колец подшипника и на их поверхности нанесены покрытия из антифрикционного материала.
