Elastic-friction side bearer for freight car bogie

ISSN 2307–3489 (Print), ІSSN 2307–6666 (Online) Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту, 2014, № 3 (51) РУХОМИЙ СКЛАД ЗАЛІЗНИЦЬ І ТЯГА ПОЇЗДІВ РУХОМИЙ СКЛАД ЗАЛІЗНИЦЬ І ТЯГА ПОЇЗДІВ УДК 629.463.027.2 Г. ВАЙЧУНАС1, С. В. МЯМЛИН2, А. А. БОСОВ3, В. Я. ПАНАСЕНКО4, И. В. КЛИМЕНКО5*, Е. Ф. ФЕДОРОВ6 1 Фак. «Железнодорожный транспорт», Вильнюсский технический университет имени Гедиминаса, ул. Басанавичуса, 28, Вильнюс, Литва, LT-03224, тел. +37 (052) 74 48 05, эл. почта 2 Каф. «Вагоны и вагонное хозяйство», Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, Днепропетровск, Украина, 49010, тел./факс +38 (056) 793 19 03, эл. почта , ORCID 0000-0002-7383-9304 3 Каф. «Прикладная математика», Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, Днепропетровск, Украина, 49010, тел. +38 (056) 373 15 36, эл. почта , ORCID 0000-0002-5348-2205 4 Каф. «Безопасность жизнедеятельности», Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, Днепропетровск, Украина, 49010, тел. +38 (056) 373 15 81 5* Отраслевая научно-исследовательская лаборатория динамики и прочности подвижного состава железных дорог, Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, Днепропетровск, Украина, 49010, тел. +38 (056) 793 19 08, эл. почта , ORCID 0000-0001-8889-8713 6 Отраслевая научно-исследовательская лаборатория динамики и прочности подвижного состава железных дорог, Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В. Лазаряна, ул. Лазаряна, 2, Днепропетровск, Украина, 49010, тел. +38 (056) 793 19 08 УПРУГО-ФРИКЦИОННЫЙ СКОЛЬЗУН ДЛЯ ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА Цель. Необходимо выяснить вопросы относительно уменьшения износа деталей скользунов грузовых вагонов, уменьшения расходов на восстановление изношенных деталей, улучшения динамических качеств рельсовых экипажей и повышения безопасности их движения. Методика. Износоустойчивые элементы скользунов выполнены в виде сменных металлокерамических пластинок, жестко закрепленных на плоскостях трения. Результаты. В процессе эксплуатации из-за загрязнения, износов трущихся поверхностей и других причин силовые характеристики скользуна могут существенно меняться, что будет неблагоприятно сказываться на динамических качествах тележек и, как следствие, – на безопасности движения поездов. Поэтому предложенное авторами решение по улучшению работы упругих фрикционных скользунов путем их модернизации является актуальным. Научная новизна. Усовершенствована конструкция скользуна тележки грузового вагона. На пружине установлен фрикционный клин, наклонная поверхность которого взаимодействует с опорной наклонной площадкой плиты через пластинку с нанесенными на нее износоустойчивыми элементами в виде металлокерамических вставок. Практическая значимость. Использование износоустойчивых элементов в виде сменных металлокерамических вставок будет способствовать уменьшению износа элементов соединения тележки и рамы грузового вагона, улучшению его динамических качеств, а также уменьшению расходов на восстановление изношенных трением скользунов. Ключевые слова: тележки грузового вагона; упруго-фрикционные скользуны; динамические качества; износ © Г. Вайчунас, С. В. Мямлин, А. А. Босов, В. Я. Панасенко, И. В. Клименко, Е. Ф. Федоров, 2014 117 ISSN 2307–3489 (Print), ІSSN 2307–6666 (Online) Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту, 2014, № 3 (51) РУХОМИЙ СКЛАД ЗАЛІЗНИЦЬ І ТЯГА ПОЇЗДІВ Введение В настоящее время большинство магистральных грузовых вагонов колеи 1 520 мм оборудовано двухосными тележками модели 18-100 (ЦНИИ-ХЗ). Конструкция этой тележки была разработана еще в 30-е годы прошлого столетия, а серийный выпуск их начат в 1956 году [3, 6, 8]. В качестве прототипа серийной тележки была взята тележка с составной (трехэлементной) рамой, которая применялась как стандартная на Североамериканских железных дорогах. Данная тележка представляет собой инженерную конструкцию, которая выдержала испытания временем и нашла широкое применение благодаря ряду преимуществ в условиях массового производства вагонов, оказывающих решающее влияние на выбор конкретных технических решений. К основным преимуществам относятся: простота конструкции, что в свою очередь сказалось на относительно низкой стоимости их изготовления; взаимозаменяемость узлов в широком диапазоне, а также высокий уровень стандартизации. Однако максимальное упрощение конструкции тележки привело также и к недостаткам принципиального характера, выявленным в процессе эксплуатации, устранением которых занимались ученые и работники производственной сферы разных стран на протяжении многих лет и занимаются модернизацией конструкции тележек до сих пор [19, 20]. За последние 30 лет тележка грузового вагона ЦНИИ-Х3 (модель 18-100) претерпела значительную модернизацию. Так, заменены подшипники скольжения на подшипники качения [11]; вертикальные рычаги тормозной передачи, состоящие из двух пластин, объединены межу собой перемычками, закрепленными электросваркой. По нашему мнению, эти модернизации, наряду с другими причинами, могли привести к интенсивному износу гребней колесных пар [1, 2, 5–15, 18, 20]. Для технического перевооружения вагонного хозяйства необходим поиск новых конструктивных решений, направленных не только на улучшение технических характеристик ходовых частей грузовых вагонов, но и на качество их обслуживания и ремонта [4, 16, 17]. Для специализированных грузовых вагонов, которые эксплуатируются со скоростью до 140 км/ч, разработана двухосная тележка модели 18-115 с улучшенными динамическими качествами по сравнению с тележкой модели 18-100. Одной из конструктивных особенностей тележки модели 18-115 является использование более совершенной по сравнению с тележкой модели 18-100 схемы опирания кузова на тележку: часть нагрузки от кузова вагона передается на подпятник, а часть – через упругофрикционный скользун. Однако элементы фрикционной пары скользунов интенсивно изнашиваются, что приводит к увеличению расходов при их восстановлении. Цель Целью данной работы является уменьшение износа деталей скользунов грузовых вагонов, уменьшение расходов на восстановление изношенных деталей, улучшение динамических качеств рельсовых экипажей и повышение безопасности их движения за счет совершенствования конструкции скользунов тележек. Методика Конструкция тележки модели 18-115 имеет и еще ряд особенностей: повышенная гибкость рессорного подвешивания за счет новой схемы опирания кузова на тележку одновременно через подпятник и упругие фрикционные скользуны; упругое опирание боковых рам тележки на буксы через резиновые элементы; усеченный фрикционный клин в качестве гасителя колебаний, у которого наклонная площадка развернут (...truncated)