Монолитный вкладыш опоры скольжения поворотной тележки пассажирских железнодорожных вагонов и электропоездов

Монолитный вкладыш опоры скольжения поворотной тележки пассажирских железнодорожных вагонов и электропоездов

Реферат

Изобретение относится к машиностроению, а именно к боковым опорам скольжения кузова рельсового, преимущественно пассажирского, транспортного средства. Конкретно относится к вкладышу, установленному в коробку на поворотной тележке пассажирских вагонов и вагонов электропоездов, и контактирующему со стальной плитой, установленной под вагоном. Поворотные тележки обеспечивают движение вагонов по искривлениям железнодорожных путей. На поворотной тележке установлена коробка, в которой монтируется на резиновой прокладке вкладыш. Рабочая поверхность вкладыша контактирует со стальной плитой, укрепленной под вагоном. На поворотной тележке установлены две коробки с вставленными в них вкладышами. В процессе эксплуатации вагона происходит истирание рабочих поверхностей вкладышей.

Вкладыш подвержен атмосферному воздействию (минусовые температуры, влажность, пыль), что приводит к его преждевременному выходу из строя.

Известна боковая опора скольжения кузова железнодорожного вагона, состоящая из контртела, смонтированного на раме вагона, и взаимодействующего с ним вкладыша, выполненного из скрепленных между собой планок из древесно-слоистого пластика и установленного в коробке на упругой подушке [1].

Из-за недостаточной износостойкости вкладыша, особенно при работе в загрязненной абразивами среде, из-за попадания твердых частиц на рабочей поверхности трения образуются задиры, вмятины; гигроскопичность брусков приводит при влажном климате к разбуханию брусков и расслоению вкладыша. Разбухание древесных брусков приводит к распиранию коробки, что является причиной образования в некоторых случаях трещин в коробке, кроме того, у болтов, скрепляющих бруски, происходит срез гайки. Все это вызывает преждевременный выход опоры скольжения из строя.

Известна опора скольжения кузова рельсового [2], преимущественно пассажирского, транспортного средства, содержащая смонтированное на раме вагона контртело и взаимодействующий с ним вкладыш. Вкладыш установлен в обойме и выполнен монолитным из наполненного термореактивного полимера. Вкладыш содержит рабочий слой, армированный измельченными углеродными волокнами. Соотношение высоты рабочего слоя и высоты вкладыша не менее 1:5, рабочий слой при этом может содержать элементарные углеродные волокна в количестве 30-55%. Вкладыш выполнен из наполненного полимера фенолоформальдегидной смолы. Вкладыш может также быть выполнен из термореактивного полимера, наполненного хлопковым волокном [2].

Недостатком данного решения является то, что рабочий слой термореактивного полимера, наполненного измельченными углеродными волокнами, и корпус вкладыша из термореактивного полимера, наполненного, например, хлопковыми волокнами, имеют разную усадку после прессования в разогретой пресс-форме и разный коэффициент термического линейного расширения. Это приводит к неравномерным усадкам в рабочем слое и корпусе вкладыша, что приводит к возникновению напряжений, которые вызывают искривление вкладыша в процессе хранения и эксплуатации, что может вызвать его разрушение.

Для исключения такого напряженного состояния вкладыша и с целью уменьшения разницы в усадках и коэффициента термического линейного расширения рабочего слоя и корпуса вкладыша, а, как следствие, увеличения их долговечности предлагается монолитный вкладыш, состоящий из корпуса вкладыша, выполненного из наполненного термореактивного полимера и рабочего слоя, выполненного из смеси двух термореактивных материалов: термореактивного, наполненного полимера корпуса и термореактивного наполненного измельченным углеродным наполнителем полимера, в качестве наполнителя которого, взяты углеродные волокна на основе вискозы или порошковые отходы искусственного графита, причем термореактивные наполненные полимеры взяты при следующем соотношении компонентов: термореактивный наполненный полимер корпуса - (1,0-99,0); термореактивный полимер, наполненный измельченным углеродным наполнителем - (99,0:1,0).

В процессе горячего прессования в обогреваемых пресс-формах получается монолитный антифрикционный вкладыш опоры скольжения с рабочим слоем, содержащим измельченный углеродный наполнитель, представляющий из себя углеродные волокна на основе вискозы или порошковые отходы искусственного графита любой марки, не подвергающийся короблению (искривлению) в процессе хранения и эксплуатации, что обеспечивает его надежность и долговечность в процессе эксплуатации.

При производстве данного монолитного вкладыша используется стандартное оборудование:

1. Для смешения компонентов рабочего слоя - смесильная машина типа СМ-100.

2. Для прессования монолитного вкладыша - гидравлический пресс усилием 400 т с установленной на нем пресс-формой горячего прессования.

Для испытания образцов используют стандартные методики определения физико-механических характеристик и стандартное испытательное оборудование.

Пример конкретного выполнения

В обогреваемую до 150±20°С пресс-форму засыпают наполненный древесной крошкой термореактивный полимер корпуса по ГОСТ 11368-89, затем засыпают предварительно смешанные в смесильной машине полимерный наполненный материал рабочего слоя, состоящий из наполненного древесной крошкой термореактивного полимера корпуса и термореактивного полимера, наполненного измельченным углеродным наполнителем по ГОСТ 27939-88 или ТУ 1916-054-54755093-2010. В качестве измельченного углеродного наполнителя используют волокна из вискозы или порошковые отходы искусственного графита любой марки с максимальным размером частиц 100 мкм. Засыпанную композицию монолитного вкладыша прессуют при удельном давлении от 300 до 700 кг/см². После выдержки монолитный вкладыш распрессовывают, пресс-форму обдувают сжатым воздухом - и она готова для следующей прессовки.

Остальные примеры выполнены аналогично с различным процентным соотношением основных компонентов.

В таблице 1 приведены физико-механические характеристики полученного монолитного вкладыша из полимерных наполненных материалов по примерам конкретного выполнения 1-7.

Таблица 1
№№ пп.	Термореактивный полимер, наполненный древесной крошкой, мас.%	Термореактивный полимер, наполненный измельченным углеродным наполнителем, мас.%	Плотность, г/см3	Прочность при изгибе, МПа	Прочность при сжатии, МПа	Вид измельченного углеродного наполнителя
1	1,0	99,0	1,43	107,8	134,6	Волокно из вискозы
2	10,0	90,0	1,42	106,0	131,3	Порошковые отходы искусственного графита
3	30,0	70,0	1,40	102,0	124,0	Порошковые отходы искусственного графита
4	50,0	50,0	1,37	98,0	116,5	Волокно из вискозы
5	70,0	30,0	1,35	94,0	109,1	Порошковые отходы искусственного графита
6	90,0	10,0	1,34	94,0	109,0	Волокно из вискозы
7	99,0	1,0	1,32	89,5	99,8	Отходы искусственного графита

Источники информации

1. Авт.св. СССР №475302 от 03.01.1974 года, опубл. 30.06.1975 года.

2. Патент РФ 2010120 от 29.12.1989 года, опубл. 30.03.1994 года.

1. Монолитный вкладыш опоры скольжения поворотной тележки пассажирских железнодорожных вагонов и электропоездов, установленный в коробке на упругой подкладке в контакте со стальной плитой, укрепленной под вагоном, выполненный из наполненного термореактивного полимера, отличающийся тем, что корпус вкладыша выполнен из наполненного термореактивного полимера, а рабочий слой состоит из смеси двух термореактивных материалов: термореактивного полимера, из которого выполнен корпус вкладыша, и термореактивного полимера, наполненного измельченным углеродным наполнителем.

2. Монолитный вкладыш по п.1, отличающийся тем, что термореактивные наполненные полимеры рабочего слоя взяты при следующем соотношении компонентов, % мас.:термореактивный полимер, наполненный древесной крошкой - 1,0-99,0;термореактивный полимер, наполненный измельченным углеродным наполнителем - 99,0:1,0

3. Монолитный вкладыш по п.1, отличающийся тем, что углеродным наполнителем для наполнения термореактивного полимера смеси двух термореактивных материалов является измельченное углеродное волокно на основе вискозы или порошковые отходы искусственного графита.