CC BY
43
9. Феодосьев. В.И. Сопротивление материалов / В.И. Фролосьон. - М : Наука, 1979. - 560 с.
ПЕНЬКОВ Иван Александрович, студент гр. ДП-415, лаборант кафедры «Сопротивление материалов».
КОРНЕЕВ Сергей Александрович, доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Сопротивление материалов».
Статья поступила и редакцию 29.12.08 г. © И. Л. Пгньков, С. Л. Корнсев
УДК 629.4.027.115 Д.В.БОРОДИН
Ю. Л. ИВАНОВА Т. В. ВЕЛЬГОДСКАЯ
Омский государственный университет путей сообщения
БУКСА ГРУЗОВОГО ВАГОНА С ОСЕВОЙ ОПОРОЙ_
Показано, что эксплуатационные неисправности буксы грузового вагона с коническими подшипниками аналогичны неисправностям типовой буксы с цилиндрическими подшипниками. Предложена конструкция буксы с осевой опорой, обеспечивающая повышение долговечности подшипников типовой буксы грузового вагона. Ключевые слова: букса, подшипник, ролик, долговечность, грузоподъемность.
В условиях роста скоростей движения поездов и нагрузок на их ходовые части букса, включающая два роликовых подшипника с короткими цилиндрическими роликами, но обеспечивает удовлетворительную работоспособность опорного узла, снижает безопап юсть дни жен и я. Акту алы юй ста| ювится задача усовершенствования конструкции буксы с целью устранения факторов, сокращающих долговечность буксовых подшипников и узла в целом 111.
В типовой буксе грузового вагона восприятие осевых нагрузок происходит при контакте небольшой площади горцо» роликов с бортами колец. Порождаемый опрокидывающий момент изменяет давление подлине образующей ролика, разрушает масляную пленку и приводит к соприкосновению металлических поверхностей. Использование в буксе двух однорядных роликовых подшипников определяет неравномерную нагрузку на кольца подшипников из-за разноразмерное™ их рабочих поверхностей. Эти и другие конструктивные особенности вызывают повышенное нагревание букс, необходимость от цепки колесной пары.
В настоящее время перед специалис тами железнодорожного транспорта пост авлена задача создания конструкции буксового узла с гарантированной надежностью и долговечностью при более жестких условиях эксплуатации. Повышение работоспособности буксового узла грузовых вагонов связывается с внедрением двухрядного конического подшипника, применяемого в ряде стран с развитой железнодорожной сетыо. На основании указаний МПС в 2003 г. организованы пробеговые испытания колесных пар с коническими подшипниками кассетного типа, при которых выявлены особенности их эксплуатации |2|.
Конструкция кассетного подшипника сохраняет две внутренние обоймы с посадочными натягами, а введение конических роликов с небольшой конус-
ностью не исключает причины отказов вследствие горизонтальной поперечной нагрузки. При холодной посадке колец подшипника на шейку оси для переднего кольца после посадки заднего формируется посадка с меньшим натягом, что снижает нагрузочную способность переднего подшипника. Установлено, что под нагрузкой разница температур между коническими роликами и наружными кольцами достигает 120*С. Из-за температурного удлинения роликов возможна ликвидация осевого зазора, заклинивание роликов. Испытания вагонов с кассетными подшипниками показали, что средний уровень нагрева букс с коническими подшипниками в 1,6 — 2,0 раза выше, чем и типовых буксах, а основные неисправности, приводящие к отцепкам вагонов в текущий ремонт, аналогичны неисправностям букс с цилиндрическими подшипниками |2].
Предлагаемое авторами решение проблемы основано на устранении в типовой буксе одновременного восприятия роликами подшипников радиальной и горизонтальной поперечной нагрузок (рис. 1). Выполнение осевой опоры с шаровым подпя тником исключает основной недостаток типовой конструкции буксы — восприятие горизонтальной поперечной нагрузки бортами колец цилиндрических подшипников |3, 4|. Конструкция буксы с осевой опорой вписывается в габариты типового корпуса буксы без изменения конструкции оси (рис. 2). Долговечность подшипников такой буксы не определяется величиной горизонтальной поперечной нагрузки, а зависит только от радиальной нагрузки, для восприя тия которой и предназначен этот тип подшипников. Новое структурное построение буксы позволяет использовать в конструкции опоры двухрядный цилиндрический подшипник более высокого класса точности, ввести герметизацию рабочей полости этого подшипника и ряд других технических новшеств |5-7|,
Рис. 2. Конструкции буксы с осевой опорой
Рис. 1. Схема опоры для восприятия комбинированной нагрузки: I - корпус, 2 - цилиндрический роликовый подшипник, 3 - ось, 4 - шаровый подпятник, 5 - прижимной упор; Р^ - радиальная нагрузка, К. - горизонтальная поперечная нагрузка
способствующих улучшению работоспособности буксы грузового вагона.
Таким образом, введение в типовую конструкцию буксы грузового вагона осевой опоры обеспечило нагружение подшипников буксы только радиальной нагрузкой, что увеличило расчетную долговечность цилиндрических подшипников не менее чем на 15 %. Новые решения защищены блоком изобретений и проходят стендовые испытания.
Библиографический список
I Цюронко. 11 II Надежность роликовых подшипников в буксах вагонов / В. Н. Цюронко, В. А. Петров. - М.: Транспорт, 1982. - 96 с.
2. Сергеев К. А. Повышение работоспособности буксового узла с кассетным подшипником / К. Л. Сергеев, А. Н. Францев // Железнодорожный транспорт. - 2008. — No 7. - С. 58-62.
3. Пат. 209427 Российская Федерация, МКИ 1)61 Р15/12. Букса с роликовыми подшипниками. / A.B. Бородин, A.C. Лисовский, Н.В. Ковалева: заявитель и патентообладатель Омская гос. академии путей сообщении • N»95105198/11: заяв. 03.04.95; опубл. 27 10 97, Бюл. N»1.
4. Бородин А В. Модернизированная букса грузового вагона / А. В. Бородин, IO.A. Иванова // Ремонт. Восстановление. Модернизация. - 2008 - N»4 - С. 7-II.
5. Пат. 2309865 Российская Федерация. МПК В61 Р15/12. Букса с цилиндрическими роликоподшипниками. / A.B. Бородин: заявитель и патентообладатель Омский гос. университет путей сообщения. - N«2006114319/11: заяв.26.04.06; опубл. 10.11.07, Бюл №31.
6. Пат. 65008 Российская Федерации. МПК В61 р 15/12 Букса с цилиндрическими роликоподшипниками. / A.B. Бородин, Иванова Ю.А.: заявитель и патентообладатель Омский гос. университет путей сообщения. - N« 2007112328/11: мяв. 02.04.07; опубл. 27.07.07, Бюл. N»21. •
7. Пат.62568 Российская Федерации,МПКВ61 Р 15/12. Букса с роликовыми подшипниками и осевой шаровой опорой / AB. Бородин. Иванова Ю.А.: заявитель и патентообладатель Омский гос. университет путей сообщении. - N» 20061 143938/11: заяв 11.12.06; опубл. 27.04.07, Бюл. N« 12.
БОРОДИН Анатолий Васильевич, док тор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Теория механизмов и детали машин». ИВАНОВА Юлия Алексеевна, аспирант кафедры «Теория механизмов и детали машин». ВЕЛЬГОДСКАЯ Татьяна Владимировна, кандидат технических наук, доцент кафедры «Теория механизмов идетали машин».
Статья поступила в редакцию 20.12.08 г. © А. В. Бородин, Ю. А. Иванова, Т. В. Вельгодская
Книжная полка
Розенберг, Ю. А. Резание материалов [Текст]: учеб. для вузов по направлению подгот. «Конст-рукторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» / IO. А. Розенберг; Курган, гос. ун-т, Тюмен. гос. нефтегазовый ун-т. - Курган : Зауралье, 2007. - 292 с.: рис., табл. -Библиогр.: с. 283-288. - ISBN 5-86328.
Излагаются основные положения теории резания металлов. Используется системный подход Рассмотрены: механика процесса резания; износ, стойкость режущих инструментов и обрабатываемость металлов резанием, определение оптимальных режимов резания; особенности процесса резания при работе многолезвийных и абразивных инструментов. Каждый раздел содержит историю развития, результаты различных исследований и использование методов решения задач: экспериментального, эмпирического и с помощью теоретических моделей процесса резания. Показано применение теории к решению практических задач и, в частности, при расчете режимов резания, работе на станках с ЧПУ, применение адаптивных систем управления и др.
