RU2353534C1 - Axle box assembly (versions) - Google Patents

Abstract

FIELD: engineering industry.

SUBSTANCE: invention refers to railroad transport, and namely to axle box assemblies with ball bearings of rolling-stock wheel pairs. According to the first version, axle box assembly consists of a casing with a cover plate, and labyrinth sealing, which are installed on ball bearing axle journal, and an attachable ring whereto adjoined is a plate washer fixed on the axle journal with bolts. Connection "plate washer-axle journal" is preloaded. Preload value is chosen so that shear force of plate washer from the axis is not less than total bolt tightening force. According to the second version, plate washer is installed on axle journal with preload, and has annular projection the end surface of which bears against the front bearing.

EFFECT: providing fixed connection "plate washer-axle journal", uniform distribution of stresses, and decreasing attachment bolts stresses.

4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к буксовым узлам с подшипниками качения колесных пар подвижного состава.The invention relates to railway transport, in particular to axle boxes with rolling bearings of wheel pairs of rolling stock.

В существующих буксовых узлах с шайбовым торцовым креплением подшипников имеет место ослабление затяжки болтов, крепящих шайбу.In existing axle boxes with washer end bearings, loosening of the bolts holding the washer takes place.

Известна конструкция буксового узла (см. А.с. №1451060), в которой в качестве ограничителя колебаний тарельчатой шайбы в вертикальной плоскости используется упругий элемент (кольцо), монтируемый в проточку шайбы.The axle box assembly is known (see A.S. No. 1451060), in which an elastic element (ring) mounted in the groove of the washer is used as a limiter of vibrations of a disk washer in the vertical plane.

Недостатком данной конструкции является то, что наличие упругого элемента усложняет конструкцию детали и обуславливает снижение надежности в связи с возможной потерей упругих свойств или разрушением упругого элемента.The disadvantage of this design is that the presence of an elastic element complicates the design of the part and causes a decrease in reliability due to the possible loss of elastic properties or destruction of the elastic element.

Известна также конструкция буксового узла, в которой на шейку оси посажены задний и передний роликовые подшипники, причем передний имеет приставное кольцо. От осевых перемещений подшипники удерживаются тем, что в приставное кольцо упирается тарельчатая шайба, закрепленная на торце шейки оси болтами. Тарельчатая шайба устанавливается на ось с зазором. Вся конструкция размещена в корпусе с крышкой (прототип, см. «Инструктивные указания по эксплуатации и ремонту вагонных букс с роликовыми подшипниками». МПС РФ, 2001 г., стр. 16; Е.А.Мазуров, И.П.Позняков «Пособие слесарю по техническому обслуживанию вагонов». Изд. Транспорт, 1990 г., стр.121).Also known is the design of the axle box assembly in which the rear and front roller bearings are mounted on the neck of the axis, the front one having an attached ring. Bearings are prevented from axial movements by the fact that a disk washer rests on the end ring, bolted to the end of the axle neck. The disk washer is mounted on the axis with a clearance. The entire structure is housed in a housing with a cover (prototype, see "Instructions for the operation and repair of carriage axle boxes with roller bearings." Ministry of Railways of the Russian Federation, 2001, p. 16; E.A. Mazurov, I.P. Poznyakov "Manual a wagon maintenance technician. ”Transport Publishing House, 1990, p. 121).

Данная конструкция наиболее близкая к предлагаемой и выбрана в качестве прототипа.This design is the closest to the proposed and selected as a prototype.

Недостатком данной конструкции, как и аналога, является то, что в условиях эксплуатации на болты торцевого крепления помимо постоянного усилия, возникающего от затяжки нормированным моментом, действуют переменные осевые усилия, которые при наложении могут превысить предел текучести материала болтов, что приводит к ослаблению усилия их затяжки и торцевого крепления в целом. При этом снижается надежность и долговечность буксового узла.The disadvantage of this design, as well as the analogue, is that in operating conditions, in addition to the constant force arising from tightening by the normalized moment, the axial forces act on the bolts of the end fastening, which, when applied, can exceed the yield strength of the material of the bolts, which leads to a weakening of their force tightening and end fixing in general. This reduces the reliability and durability of the axle box assembly.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения эксплуатационной надежности и долговечности буксового узла, что способствует повышению безопасности движения поездов.The present invention solves the problem of increasing the operational reliability and durability of the axle box assembly, which helps to improve the safety of train traffic.

При этом достигается следующий технический результат: обеспечивается неподвижность соединения «тарельчатая шайба - шейка оси», равномерное распределение напряжений, снижение напряжений в крепительных болтах.At the same time, the following technical result is achieved: the immobility of the “disk washer - axis neck” connection is ensured, the stress distribution is uniform, the stresses in the fixing bolts are reduced.

Для достижения этого технического результата в буксовом узле, содержащем корпус с крышкой, лабиринтное уплотнение, установленные на шейке оси подшипники качения, приставное кольцо, к которому прилегает тарельчатая шайба, закрепленная на шейке оси болтами, соединение «тарельчатая шайба - шейка оси» имеет натяг, причем величина натяга выбрана так, что усилие сдвига тарельчатой шайбы с оси не менее суммарного усилия затяжки болтов.To achieve this technical result, in the axle box assembly containing a housing with a cover, a labyrinth seal, rolling bearings mounted on the neck of the axis, an attachment ring to which the disk washer is attached, bolted to the axis of the axle, the connection “disk washer - axis neck” has an interference fit, moreover, the magnitude of the interference fit is selected so that the shear force of the disk washer from the axis is not less than the total bolt tightening force.

Во втором варианте указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном буксовом узле, содержащем корпус с крышкой, лабиринтное уплотнение, установленные на шейке оси подшипники качения, приставное кольцо и тарельчатая шайба выполнены за одно целое в виде общей детали - тарельчатой шайбы с кольцевым выступом, торец которого упирается в передний подшипник.In the second embodiment, the specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the well-known axle box comprising a housing with a cover, a labyrinth seal, rolling bearings mounted on the neck of the axis, an attachment ring and a disk washer are made in one piece in the form of a common part - a disk washer with an annular protrusion, the end of which abuts against the front bearing.

С целью удобства монтажа, демонтажа тарельчатая шайба может быть снабжена технологическим буртом.For the convenience of installation, dismantling, the disk washer can be equipped with a technological collar.

Признаки, отличающие предлагаемый буксовый узел от наиболее близкого к нему известного - наличие натяга в соединении «тарельчатая шайба - шейка оси», обеспечиваемого разностью диаметров посадочных мест соединения.Signs that distinguish the proposed axle box assembly from the closest known to it are the presence of interference in the "disk washer - axis neck" connection provided by the difference in the diameters of the connection seats.

Признаки, отличающие второй вариант - тарельчатая шайба имеет кольцевой выступ, торец которого упирается в передний подшипник, устанавливается на шейку оси с натягом, причем величина натяга в этом варианте будет меньше за счет увеличения площади прессового соединения «тарельчатая шайба - шейка оси». В этом случае упрощается конструкция, уменьшается количество деталей и стыков между стягиваемыми элементами, повышается точность сборки, а также обеспечивается вышеописанный технический результат.Signs that distinguish the second option - the disk washer has an annular protrusion, the end of which abuts against the front bearing, is installed on the journal of the axis with interference, and the magnitude of the interference in this embodiment will be less due to the increase in the area of the press connection “disk washer - journal of the axis”. In this case, the structure is simplified, the number of parts and joints between the elements to be contracted is reduced, the assembly accuracy is increased, and the technical result described above is also ensured.

Совокупность существенных признаков позволяет снизить напряжение в болтах, крепящих тарельчатую шайбу, путем исключения воздействия на них вертикальных и переменных осевых сил, уравновесить весь спектр переменных осевых нагрузок, что приведет к повышению эксплуатационной надежности и долговечности торцевого крепления подшипников буксового узла, а значит к существенному повышению безопасности движения поездов.The set of essential features allows to reduce the voltage in the bolts securing the disk washer by eliminating the impact of vertical and variable axial forces on them, to balance the entire spectrum of variable axial loads, which will increase the operational reliability and durability of the mechanical end bearing of the axle box bearings, which means a significant increase train traffic safety.

Отличительные признаки являются новыми и соответствуют критерию «новизна». При изучении других известных решений в этой области признаки, отличающие заявляемое решение, не были выявлены, что обеспечивает изобретению соответствие критерию «изобретательский уровень».Distinctive features are new and meet the criterion of "novelty." In the study of other known solutions in this area, the features that distinguish the claimed solution were not identified, which ensures the invention meets the criterion of "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 и фиг.2 изображены два варианта исполнения буксового узла.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 and figure 2 shows two options for the execution of the axle box.

Буксовый узел для оснащения колесных пар подвижного состава (фиг.1) состоит из корпуса 1 с крышкой 2, лабиринтного уплотнения 3, установленных на шейку оси 5 подшипников качения 4, приставного кольца 6, к которому прилегает тарельчатая шайба 7, закрепленная на шейке оси 5 болтами 8.The axle box assembly for equipping the wheelsets of the rolling stock (Fig. 1) consists of a housing 1 with a cover 2, a labyrinth seal 3 mounted on the neck of the axis 5 of the rolling bearings 4, an attachment ring 6 to which the disk washer 7 is attached, mounted on the neck of the axis 5 bolts 8.

В буксовом узле возможна установка тарельчатой шайбы 7 и приставного кольца 6 в объединенном варианте (фиг.2), где тарельчатая шайба 7 и приставное кольцо 6 выполнены за одно целое в виде общей детали - тарельчатой шайбы 7, имеющей кольцевой выступ, торец которого упирается в передний подшипник. Тарельчатая шайба может быть изготовлена с буртом 9 для удобства монтажа и демонтажа с шейки оси при ремонтах буксового узла.In the axle box assembly, it is possible to install a disk washer 7 and an attachment ring 6 in the combined version (Fig. 2), where the disk washer 7 and the attachment ring 6 are made in one piece in the form of a common part - a disk washer 7, having an annular protrusion, the end of which abuts against front bearing The dish washer can be made with a shoulder 9 for ease of mounting and dismounting from the axle neck during axle box repairs.

В обоих вариантах величина натяга выбрана таким образом, чтобы сила сдвига тарельчатой шайбы 7 с оси 5 была не менее суммарного усилия затяжки болтов.In both cases, the preload value is selected so that the shear force of the disk washer 7 from axis 5 is not less than the total bolt tightening force.

Во время работы буксового узла весь спектр переменных осевых нагрузок будет уравновешиваться силой трения прессового соединения тарельчатой шайбы 7 и шейки оси 5, а болты 8 будут нагружены только постоянным усилием, возникающим от их затяжки нормированным моментом. Исключается также действие на болты 8 каких-либо вертикальных сил.During operation of the axle box assembly, the entire spectrum of variable axial loads will be balanced by the friction force of the press connection of the disk washer 7 and the neck of the axis 5, and the bolts 8 will be loaded only with a constant force arising from their tightening with a normalized moment. The action on the bolts 8 of any vertical forces is also excluded.

Совокупность существенных признаков не известна из уровня техники, что соответствует критерию «новизна», а также для специалистов явным образом не следует из уровня техники, что говорит о соответствии предлагаемого изобретения критерию «изобретательский уровень.The set of essential features is not known from the prior art, which meets the criterion of "novelty", and for specialists it does not explicitly follow from the prior art, which indicates the compliance of the invention with the criterion of "inventive step."

В настоящее время на заявляемое изобретение разработана конструкторская документация.Currently, the claimed invention has developed design documentation.

Claims (4)

1. Буксовый узел, содержащий корпус с крышкой, лабиринтное уплотнение, установленные на шейке оси подшипники качения, приставное кольцо, к которому прилегает тарельчатая шайба, закрепленная на шейке оси болтами, отличающийся тем, что соединение «тарельчатая шайба - шейка оси» имеет натяг, причем величина натяга выбрана так, что усилие сдвига тарельчатой шайбы с оси не менее суммарного усилия затяжки болтов.1. An axle box assembly comprising a housing with a cover, a labyrinth seal, rolling bearings mounted on the neck of the axis, an attachment ring to which the disk washer is attached, bolted to the axis of the axle, characterized in that the "disk washer - axis neck" connection has an interference fit, moreover, the magnitude of the interference fit is selected so that the shear force of the disk washer from the axis is not less than the total bolt tightening force. 2. Буксовый узел по п.1, отличающийся тем, что тарельчатая шайба снабжена технологическим буртом.2. The axle box assembly according to claim 1, characterized in that the disk washer is equipped with a technological shoulder. 3. Буксовый узел, содержащий корпус с крышкой, лабиринтное уплотнение, установленные на шейке оси подшипники качения, тарельчатую шайбу, закрепленную на шейке оси болтами, отличающийся тем, что тарельчатая шайба установлена на шейку оси с натягом и имеет кольцевой выступ, торец которого упирается в передний подшипник.3. An axle box assembly comprising a housing with a cover, a labyrinth seal, rolling bearings mounted on the axis of the axis, a disk washer bolted to the axis of the axis, characterized in that the disk washer is mounted on the axis neck with an interference fit and has an annular protrusion, the end of which abuts against front bearing 4. Буксовый узел по п.2, отличающийся тем, что тарельчатая шайба снабжена технологическим буртом. 4. The axle box assembly according to claim 2, characterized in that the disk washer is equipped with a technological shoulder.

Images