Способ и устройство для подачи смазочного вещества для системы смазочного фитиля опорного подшипника тягового двигателя железнодорожного локомотива (варианты), разбрызгивающая втулка для установки на смазочный фитиль опорного подшипника тягового двигателя - RU2454598C2
Код документа: RU2454598C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Предметом настоящего изобретения является усовершенствованный держатель фитиля для системы смазки поверхности шейки оси опорного подшипника тягового двигателя локомотива. Держатель фитиля предназначен для установки и крепления центрального смазочного фитиля, нижний конец (либо нижний участок) которого погружен в масляный резервуар. Другой, верхний, конец фитиля помещен в отверстие в корпусе подшипника и соприкасается с поверхностью шейки оси, тем самым обеспечивая необходимую смазку поверхности. Благодаря капиллярному действию смазочное вещество (напрмер, масло) поступает по фитилю вверх и через отверстие в корпусе опорного подшипника тягового двигателя локомотива попадает на поверхность шейки оси.
Примеры таких уже известных систем смазки описаны в патентах США №№ 2980472, 3827769, 3905659, 4229056 и 5082089. Примерное изображение подобной уже известной системы показано на Фиг.1. На чертеже обозначена система в целом 10, а также ее составные компоненты: масляный резервуар 12 для смазочного вещества и несущее устройство 14, соединенное с шапкой 16 осевого подшипника скольжения 18, предназначенного для установки тягового двигателя локомотива на колесную ось. В несущем устройстве 14 имеется пружина 22 (например, цилиндрическая или торсионная), предназначенная для воздействия на блок держателя фитиля 34 и его перемещения к отверстию 24, расположенному в опорном подшипнике скольжения 18. Через это отверстие масло поступает на поверхность 37 шейки оси опорного подшипника скольжения.
Блок держателя фитиля состоит из 1) подвижного кронштейна крепления (деталь или элемент 32), благодаря которому обеспечивается скольжение внутри несущего устройства в сборе (14), 2) дугообразного держателя фитиля (деталь 34), который соединен с подвижным кронштейном 32, а также 3) фетрового фитиля 36, верхняя часть которого имеет такую же дугообразную форму и который крепится в держателе фитиля 34.
Вместе с тем, следует отметить, что эта уже известная конструкция такой фитильной масленки, описание которой приведено выше, имеет существенные недостатки. В частности, такие системы подачи смазки не могут обеспечить постоянный приток необходимого количества смазочного вещества к поверхности шейки оси: количество подаваемой смазки будет постепенно уменьшаться по мере расхода масла в осевой буксе и, соответственно, по мере понижения уровня масла в масляном резервуаре даже в том случае, когда фитиль был предварительно хорошо пропитан маслом.
При установке на локомотив нового тягового двигателя/колесной пары в масляный резервуар подшипника заливается 6 л масла. Капиллярный подъем масла обычно составляет не более 5 см. В процессе эксплуатации масло расходуется, уровень масла в резервуаре постепенно понижается, что приводит к снижению насыщенности фетрового фитиля маслом. В результате интенсивность подачи масла снижается обратно пропорционально увеличению необходимой высоты смазочного фитиля. Уменьшение количества подаваемой смазки может привести к значительному снижению несущей способности осевой шейки и повышению рабочей температуры подшипника, при этом снижение рабочих характеристик будет происходить периодически по мере увеличения расстояния, пройденного локомотивом за период между проведением периодического технического обслуживания. В конечном итоге вследствие ухудшения смазки несущая способность шейки может снизиться ниже допустимого уровня, что может привести к выходу из строя подшипника или оси.
Применение системы смазочного фитиля с усовершенствованной подачей смазки на поверхность шейки оси в подшипнике скольжения тягового двигателя локомотива позволяет нейтрализовать воздействие негативных факторов, связанных с уменьшением количества смазочного вещества в осевой буксе и в масляном резервуаре, и обеспечивает подачу необходимого количества смазки к шейке оси. В результате, благодаря повышению надежности и увеличению срока эксплуатации тягового двигателя в комплекте с колесной парой снижаются эксплуатационные расходы.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель данного изобретения состоит в улучшении смазки поверхности шейки оси опорного подшипника посредством увеличения количества масла, подаваемого к головке смазочного фитиля и далее на поверхность шейки оси за счет вспомогательной системы подачи масла.
Поставленная цель достигается настоящим изобретением.
В устройстве для подачи масла для системы смазочного фитиля опорного подшипника тягового двигателя железнодорожного локомотива, содержащем дугообразный держатель фитиля, содержащий верхнюю и нижнюю поверхности, предназначенный для установки смазочного фитиля таким образом, что нижняя часть смазочного фитиля погружена в емкость со смазочным веществом, а верхняя часть фитиля расположена в отверстии опорного подшипника таким образом, чтобы обеспечить возможность поступления смазки на поверхность шейки опорного подшипника тягового двигателя локомотива, согласно изобретению, по крайней мере, одна из поверхностей держателя фитиля содержит, по крайней мере, один резервуар, приспособленный для сбора разбрызгиваемого и расплескиваемого смазочного вещества, временного хранения смазочного вещества и подачи смазочного вещества на смазочный фитиль, при этом, по крайней мере, один резервуар находится вне плоскости, по крайней мере, одной из поверхностей держателя фитиля и содержит впускное отверстие, выполненное таким образом, чтобы обеспечивать попадание смазочного вещества в резервуар, и, по крайней мере, одна из поверхностей держателя фитиля содержит, по крайней мере, одно отверстие, расположенное таким образом, чтобы обеспечивать возможность поступления смазочного вещества от, по крайней мере, одного резервуара к смазочному фитилю.
При этом в предпочтителном варианте осуществления изобретения держатель фитиля содержит, по крайней мере, два резервуара, при этом, по крайней мере, один резервуар расположен на верхней поверхности держателя фитиля и, по крайней мере, один резервуар расположен на нижней поверхности держателя фитиля.
Впускное отверстие, по крайней мере, одного резервуара предпочтительно расположено горизонтально таким образом, чтобы обеспечить возможность проникновения смазочного вещества, разбрызгиваемого в процессе нормальной эксплуатации локомотива, внутрь резервуара.
По крайней мере один резервуар может быть выполнен в форме жалюзи и содержит стенку, которая выступает наружу и расположена под острым углом, по крайней мере, к одной из поверхностей держателя фитиля, при этом впускное отверстие расположено горизонтально.
Каждый резервуар может быть выполнен в форме жалюзи и содержит стенку, которая выступает наружу и расположена под острым углом, по крайней мере, к одной из поверхностей, при этом впускное отверстие расположено горизонтально.
Каждый резервуар может быть выполнен в форме чаши и содержит переднюю стенку, выступающую из держателя фитиля, и боковые стенки, соединяющие переднюю стенку с держателем фитиля, при этом впускное отверстие резервуара расположено горизонтально.
По крайней мере один резервуар может быть изготовлен методом выбивания из, по крайней мере, одной из поверхностей держателя фитиля.
По крайней мере один резервуар может быть изготовлен методом выбивания из, по крайней мере, одной из поверхностей держателя фитиля.
Держатель фитиля предпочтительно содержит разбрызгивающую втулку, выполненную с возможностью скольжения над нижним концом смазочного фитиля, содержащую, по крайней мере, один резервуар, приспособленный для временного хранения смазочного вещества и подачи смазочного вещества к смазочному фитилю, при этом разбрызгивающая втулка расположена ниже держателя фитиля, и форма поперечного сечения разбрызгивающей втулки соответствует форме поперечного сечения смазочного фитиля.
Устройство для подачи смазочного вещества для системы смазочного фитиля опорного подшипника тягового двигателя локомотива предпочтительно содержит смазочный фитиль, держатель фитиля содержит разбрызгивающую втулку, выполненную с возможностью скольжения над нижним концом смазочного фитиля, содержащую, по крайней мере, один резервуар, приспособленный для временного хранения смазочного вещества и подачи смазочного вещества к смазочному фитилю, при этом разбрызгивающая втулка расположена ниже держателя фитиля, и форма поперечного сечения разбрызгивающей втулки соответствует форме поперечного сечения смазочного фитиля.
По крайней мере один резервуар, расположенный на верхней поверхности держателя фитиля, предпочтительно расположен выше, чем, по крайней мере, один резервуар, расположенный на нижней поверхности держателя фитиля.
По крайней мере одна из поверхностей держателя фитиля может иметь удлинение, на котором расположен, по крайней мере, один резервуар, приспособленный для временного хранения смазочного вещества и подачи смазочного вещества к смазочному фитилю.
Поставленная цель также достигается другим изобретением - способом подачи смазочного вещества для системы смазочного фитиля опорного подшипника тягового двигателя железнодорожного локомотива.
В способе подачи смазочного вещества для системы смазочного фитиля опорного подшипника тягового двигателя железнодорожного локомотива, в котором устанавливают смазочный фитиль в дугообразном держателе фитиля, при этом нижнюю часть смазочного фитиля погружают в емкость со смазочным веществом, а верхнюю часть смазочного фитиля располагают в отверстии опорного подшипника, согласно изобретению, используют, по крайней мере, один резервуар, приспособленный для сбора разбрызгиваемого и расплескиваемого смазочного вещества, временного хранения смазочного вещества и подачи смазочного вещества к смазочному фитилю.
При этом подачу смазочного вещества для смазочного фитиля осуществляют через, по крайней мере, одно отверстие, выполненное в, по крайней мере, одной из поверхностей держателя фитиля и соединенное каналом с внутренней емкостью, по крайней мере, одного резервуара.
Предпочтительно используют разбрызгивающую втулку, содержащую, по крайней мере, один резервуар, приспособленный для временного хранения смазочного вещества и подачи смазочного вещества к смазочному фитилю, при этом разбрызгивающую втулку телескопически устанавливают над нижним участком смазочного фитиля.
Разбрызгивающая втулка, предназначенная для установки на смазочный фитиль опорного подшипника тягового двигателя железнодорожного локомотива, удерживаемый дугообразным держателем фитиля таким образом, что нижняя часть смазочного фитиля погружена в емкость со смазочным веществом, а верхняя часть смазочного фитиля расположена в отверстии опорного подшипника, включает несколько стенок, при этом разбрызгивающая втулка предназначена для телескопической установки над нижним участком смазочного фитиля, по крайней мере в одной из стенок разбрызгивающей втулки выполнено отверстие для поступления смазки из емкости со смазочным веществом на смазочный фитиль, по крайней мере на одной из стенок разбрызгивающей втулки расположен, по крайней мере, один резервуар, приспособленный для временного хранения смазочного вещества и подачи смазочного вещества к смазочному фитилю, при этом, по крайней мере, один резервуар находится вне плоскости, по крайней мере, одной из стенок разбрызгивающей втулки и содержит впускное отверстие, выполненное таким образом, чтобы обеспечивать попадание смазочного вещества в резервуар, и, по крайней мере, одна из стенок разбрызгивающей втулки содержит, по крайней мере, одно отверстие, соединенное посредством канала с, по крайней мере, одним резервуаром таким образом, чтобы обеспечивать возможность поступления смазочного вещества от, по крайней мере, одного резервуара к смазочному фитилю.
В разбрызгивающей втулке впускное отверстие, по крайней мере, одного резервуара расположено предпочтительно горизонтально таким образом, чтобы обеспечить возможность проникновения смазочного вещества, разбрызгиваемого в процессе нормальной эксплуатации локомотива, внутрь резервуара.
В разбрызгивающей втулке, по крайней мере, одна из поверхностей держателя фитиля предпочтительно содержит, по крайней мере, один резервуар, приспособленный для временного хранения смазочного вещества и подачи смазочного вещества на смазочный фитиль, при этом, по крайней мере, один резервуар выполнен в форме жалюзи и содержит стенку, которая выступает наружу и расположена под острым углом по крайней мере к одной из поверхностей держателя фитиля, при этом, по крайней мере, один резервуар содержит впускное отверстие, выполненное таким образом, чтобы обеспечивать попадание смазочного вещества в резервуар, при этом впускное отверстие расположено горизонтально.
В разбрызгивающей втулке предпочтительно содержится приспособление для крепления к смазочному фитилю, при этом разбрызгивающая втулка выполнена с возможностью телескопической установки над, по крайней мере, одним участком нижней части смазочного фитиля.
В разбрызгивающей втулке предпочтительно содержится фиксирующий штифт, предназначенный для крепления разбрызгивающей втулки к смазочному фитилю, при этом разбрызгивающая втулка содержит две параллельные удлиненные стенки, при этом в каждой из удлиненных стенок на одинаковой высоте выполнены два отверстия, приспособленные для установки фиксирующего штифта таким образом, что фиксирующий штифт проходит через смазочный фитиль в месте стыка слоев фетра смазочного фитиля, при этом один из концов фиксирующего штифта имеет конусообразную форму.
Поставленная задача решается также другим изобретением - другим вариантом устройства для подачи смазочного вещества для для системы смазочного фитиля опорного подшипника тягового двигателя железнодорожного локомотива.
Устройство для подачи смазочного вещества для системы смазочного фитиля опорного подшипника тягового двигателя железнодорожного локомотива, содержащее резервуар для смазочного вещества, а также держатель фитиля, предназначенный для установки смазочного фитиля таким образом, что нижняя часть смазочного фитиля погружена в емкость со смазочным веществом, а верхняя часть смазочного фитиля расположена в отверстии опорного подшипника таким образом, чтобы обеспечить возможность поступления смазки на поверхность шейки опорного подшипника тягового двигателя локомотива, согласно изобретению, содержит пассивный инерционный насос, предназначенный для дополнительной подачи смазочного вещества к верхней части смазочного фитиля, содержащий полость, предназначенную для временного хранения смазочного вещества, входной и выходной каналы, при этом входной канал пассивного инерционного насоса погружен в емкость со смазочным веществом, инерционную массу, выполненную с возможностью перемещения при воздействии нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации тягового двигателя локомотива таким образом, что перемещение инерционной массы приводит к всасыванию смазочного вещества через входной канал из емкости со смазочным веществом и поступлению смазочного вещества к верхней части смазочного фитиля, при этом выходной канал пассивного инерционного насоса проходит через, по крайней мере, часть смазочного фитиля.
При этом выходной канал пассивного инерционного насоса содержит выпускной клапан и отводящую трубку, один конец отводящей трубки соединен с выпускным клапаном, а другой конец отводящей трубки расположен в непосредственной близости от верхней части смазочного фитиля.
При этом устройство для подачи смазочного вещества для системы смазочного фитиля опорного подшипника тягового двигателя железнодорожного локомотива содержит держатель фитиля, предназначенный для установки смазочного фитиля таким образом, что нижняя часть смазочного фитиля погружена в емкость со смазочным веществом, а верхняя часть смазочного фитиля расположена в отверстии опорного подшипника, при этом пассивный инерционный насос содержит приспособление для крепления пассивного инерционного насоса к устройству для подачи смазочного вещества для системы смазочного фитиля опорного подшипника тягового двигателя локомотива к нижней части смазочного фитиля.
Приспособление для крепления пассивного инерционного насоса предпочтительно рсодержит разбрызгивающую втулку, при этом, по крайней мере, на одной из стенок разбрызгивающей втулки расположен, по крайней мере, один резервуар, приспособленный для временного хранения смазочного вещества и подачи смазочного вещества к смазочному фитилю, при этом разбрызгивающая втулка предназначена для телескопической установки над нижним участком смазочного фитиля.
Входной канал предпочтительно располагается с внутренней или внешней стороны разбрызгивающей втулки, при этом выходной канал пассивного инерционного насоса соединен с внутренней полостью разбрызгивающей втулки, при этом отводящая трубка выходного канала проходит внутри разбрызгивающей втулки и внутри, по крайней мере, части смазочного фитиля, при этом конец отводящей трубки расположен в непосредственной близости от верхней части смазочного фитиля.
Смазочный фитиль может быть выполнен из фетра, при этом отводящая трубка выходного канала пассивного инерционного насоса проходит через смазочный фитиль.
Пассивный инерционный насос предпочтительно содержит приспособление для крепления пассивного инерционного насоса к держателю фитиля таким образом, что пассивный инерционный насос расположен ниже держателя фитиля и, по крайней мере, частично погружен в емкость со смазочным веществом.
При этом пассивный инерционный насос предпочтительно представляет собой насос поршневого типа, и инерционная масса пассивного инерционного насоса представляет собой поршень насоса поршневого типа.
Пассивный инерционный насос может представлять собой насос диафрагменного типа, при этом инерционная масса пассивного инерционного насоса представляет собой груз, соединенный с диафрагмой насоса диафрагменного типа.
Груз может быть соединен с диафрагмой насоса диафрагменного типа посредством гибких соединителей, при этом соединение груза с диафрагмой насоса диафрагменного типа выполнено таким образом, что обеспечена маятниковая подвеска груза.
Поставленная цель достигается также другим изобретением - способом подачи смазочного вещества для системы смазочного фитиля опорного подшипника тягового двигателя железнодорожного локомотива
В способе подачи смазочного вещества для системы смазочного фитиля опорного подшипника тягового двигателя железнодорожного локомотива, в котором используют емкость со смазочным веществом, для удерживания смазочного фитиля используют держатель фитиля, при этом нижнюю часть смазочного фитиля погружают в емкость со смазочным веществом, а верхнюю часть смазочного фитиля располагают в отверстии опорного подшипника таким образом, чтобы обеспечивать подачу смазочного вещества к поверхности шейки опорного подшипника тягового двигателя локомотива, согласно изобретению, для доставки смазочного вещества к верхней части смазочного фитиля используют пассивный инерционный насос, содержащий полость, предназначенную для временного хранения смазочного вещества, используют приспособление для погружения входного канала пассивного инерционного насоса в емкость со смазочным веществом, при этом инерционную массу пассивного инерционного насоса выполняют с возможностью перемещения при воздействии нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации тягового двигателя железнодорожного локомотива, таким образом, что при перемещении инерционной массы смазочное вещество поступает из емкости со смазочным веществом через входной канал насоса и подается к верхней части смазочного фитиля, при этом подачу смазочного вещества от пассивного инерционного насоса к верхней части смазочного фитиля осуществляют по выходному каналу пассивного инерционного насоса, при этом выходной канал пассивного инерционного насоса располагают внутри, по крайней мере, части смазочного фитиля.
В качестве пассивного инерционного насоса можно использовать насос поршневого типа или насос диафрагменного типа.
В верхней части смазочного фитиля в непосредственной близости от верхнего конца смазочного фитиля предпочтительно выполняют внутренний карман, предназначенный для сбора и накопления смазочного вещества, при этом смазочное вещество, подаваемое пассивным инерционным насосом, подают во внутренний карман смазочного фитиля.
Поставленная задача решается также устройством для подачи смазочного вещества для системы смазочного фитиля опорного подшипника скольжения тягового двигателя железнодорожного локомотива
Устройство для подачи смазочного вещества для системы смазочного фитиля опорного подшипника скольжения тягового двигателя железнодорожного локомотива, содержащее опорный подшипник скольжения, выполненный таким образом, что по крайней мере часть опорного подшипника скольжения соприкасается с шейкой оси тягового двигателя железнодорожного локомотива, содержащее емкость со смазочным веществом и приспособление, предназначенное для подачи смазочного вещества из емкости со смазочным веществом в область между опорным подшипником скольжения и размещенной внутри подшипника шейкой оси тягового двигателя железнодорожного локомотива, согласно изобретению содержит пассивный инерционный насос, содержащий полость, предназначенную для временного хранения смазочного вещества, содержащий входной канал, при этом входной канал погружен в емкость со смазочным веществом, содержащий выходной канал и инерционную массу, выполненную с возможностью перемещения при воздействии нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации тягового двигателя локомотива, таким образом, что при перемещении инерционной массы смазочное вещество поступает из емкости со смазочным веществом через входной канал насоса и подается в область между опорным подшипником скольжения и размещенной внутри подшипника шейкой оси тягового двигателя железнодорожного локомотива, при этом пассивный инерционный насос закреплен на опорном подшипнике скольжения.
При этом выходной канал пассивного инерционного насоса предпочтительно содержит выпускной клапан и отводящую трубку, один конец отводящей трубки соединен с выпускным клапаном, и в опорном подшипнике скольжения выполнено смазочное отверстие, при этом второй конец отводящей трубки расположен в отверстии опорного подшипника скольжения таким образом, чтобы обеспечить возможность поступления смазки в область между опорным подшипником скольжения и размещенной внутри подшипника шейкой оси тягового двигателя железнодорожного локомотива.
Таким образом, с целью обеспечения подачи большего количества смазки даже при условии снижения уровня масла в резервуаре используют усовершенствованный держатель для системы фитильной смазки поверхности шейки оси опорного подшипника скольжения тягового двигателя локомотива.
Настоящим изобретением предусматривается наличие в держателе фетрового смазочного фитиля большого количества масляных карманов или чашеобразных масляных карманов, которые отливаются либо штампуются в держателе фитиля. Эти масляные карманы и чашеобразные масляные карманы заполняются смазкой при полной (либо практически до максимального уровня) заливке масляного резервуара. Масляные карманы позволяют улавливать и собирать масло, разбрызгиваемое внутри масляного резервуара в процессе эксплуатации локомотива, что, таким образом, способствует снижению потерь масла и повышению насыщенности маслом смазочного фитиля, устанавливаемого в держателе. Эти масляные карманы расположены выше предусмотренного минимального уровня масла в резервуаре и предназначены для улучшения насыщенности маслом смазочного фитиля. Повышение насыщенности фитиля способствует увеличению количества смазки, поступающей на поверхность шейки оси. Большее количество смазки позволяет сохранить несущую способность шейки оси и защитить опорный подшипник от преждевременного выхода из строя в процессе эксплуатации локомотива при пониженном либо недостаточном уровне масла в масляном резервуаре. Помимо этого, обеспечивается возможность использовать смазочные фитили с меньшей высотой капиллярности. Фетровые фитили характеризуются способностью впитывать жидкости и обеспечивать их подъем выше уровня жидкости в резервуаре. Такая способность характеризуется "высотой капиллярности", которую измеряют после определенного периода времени при условии, что вязкость жидкости остается постоянной. Чем выше фитиль расположен над резервуаром, тем меньше будет процент его насыщенности. При использовании усовершенствованного держателя фитиля, описываемого в настоящем изобретении, искусственное заполнение масляных карманов в процессе разбрызгивания масла в масляном резервуаре приводит к повышению процента насыщенности в точках, расположенных выше масляных карманов, и, в свою очередь, к увеличению количества смазочного вещества, поступающего через фитиль. Повышение насыщенности маслом в точке, расположенной на промежуточной высоте фитиля, приводит к снижению необходимой высоты капиллярности фитиля, при этом обеспечивается поступление большего количества смазки на шейку оси. Улучшение насыщенности фитиля и повышение интенсивности подачи масла способствует понижению температуры головки фитиля и позволяет продлить срок его службы. Повышение процента насыщенности и уменьшение необходимой высоты капиллярности обеспечивает улучшенную защиту опорного подшипника тягового двигателя от выхода из строя или разрушения в условиях эксплуатации локомотива при уровнях масла, используемого для смазки шейки оси, близких к минимально допустимому уровню. Кроме того, повышение процента насыщенности позволяет увеличить промежутки времени между проведением плановой замены смазочного фитиля.
Желательно, чтобы карманы масляного резервуара были выполнены в форме жалюзи, так как во время движения локомотива тяговый двигатель подвергается значительным нагрузкам, что приводит к расплескиванию и разбрызгиванию масла в масляном резервуаре корпуса подшипника; масляные карманы или чашеобразные масляные карманы в форме жалюзи, расположенные в держателе фитиля предлагаемой конструкции, улавливают и собирают брызги и капли смазки. Собранное масло сразу же впитывается фетром, из которого изготовлен смазочный фитиль, после чего в результате капиллярного действия поступает на поверхность шейки оси.
Другой вариант конструктивного исполнения предусматривает наличие подвижной разбрызгивающей втулки, изготовленной из металла или пластмассы, которая выполнена с возможностью скольжения над нижним концом либо нижним отрезком смазочного фитиля. Нижний конец фитиля вставляется в разбрызгивающую втулку, так чтобы находиться ниже держателя фитиля. Благодаря наличию с обеих сторон масленки жалюзийных отверстий разбрызгивающая втулка обеспечивает максимально возможный контакт фетрового фитиля со смазкой. Для того чтобы установить и закрепить разбрызгивающую пластину на месте, можно использовать фиксирующий штифт, который проходит через втулку и между двумя слоями фетрового фитиля и опирается на корпуса двух заклепок, скрепляющих между собой два слоя фетра, упомянутые выше.
В соответствии с другим вариантом выполнения, предлагаемым в рамках данного изобретения, усовершенствованная система смазки с использованием фетрового фитиля, установленного в держателе, включает пассивный инерционный насос, который должен быть хотя бы частично погружен в масляный резервуар шапки опорного подшипника, то есть, по крайней мере, входной канал насоса должен быть погружен в смазку, хранящуюся в резервуаре. Возможно использование пассивного инерционного насоса одного из двух типов - поршневого насоса или диафрагменного насоса. Вне зависимости от выбранного типа входной канал пассивного инерционного насоса должен быть погружен в масляный резервуар, а выходной канал должен быть направлен на область между фетровым фитилем и поверхностью шейки оси, что позволяет благодаря капиллярному подъему смазки по фетровому фитилю, обеспечить более качественную смазку как самой поверхности шейки оси, так и области, расположенной над ней. Согласно одному из предлагаемых вариантов конструкции, пассивный инерционный насос поршневого типа устанавливается на разбрызгивающую втулку и фактически становится составным элементом держателя фитиля, при этом выходной канал насоса расположен над свободным концом фетрового фитиля, при этом через выходной канал насоса осуществляется подача смазки в область между фетровым фитилем и поверхностью шейки оси изнутри, то есть через отверстия и пустоты, предусмотренные в разбрызгивающей втулке и держателе фитиля.
Согласно другому варианту конструктивного исполнения, пассивный инерционный насос полностью заменяет систему смазочного фитиля и является единственным источником подачи смазки на поверхности, а также в область между опорным подшипником и шейкой оси.
Согласно изобретению используют способ подачи масла для системы смазочного фитиля опорного подшипника тягового двигателя железнодорожного локомотива, в котором устанавливают смазочный фитиль в дугообразном держателе фитиля, при этом нижнюю часть смазочного фитиля погружают в емкость со смазочным веществом, а верхнюю часть смазочного фитиля располагают в отверстии опорного подшипника, отличающийся тем, что используют, по крайней мере, один резервуар, приспособленный для сбора разбрызгиваемого и расплескиваемого смазочного вещества, временного хранения смазочного вещества и подачи масла к смазочному фитилю.
В альтернативном варианте выполнения изобретения подачу масла для смазочного фитиля осуществляют через, по крайней мере, одно отверстие, выполненное в, по крайней мере, одной из поверхностей держателя фитиля и соединенное каналом с внутренней емкостью, по крайней мере, одного резервуара.
В альтернативном варианте выполнения изобретения используют разбрызгивающую втулку, содержащую, по крайней мере, один резервуар, приспособленный для временного хранения смазочного вещества и подачи масла к смазочному фитилю, при этом разбрызгивающую втулку телескопически устанавливают над нижним участком смазочного фитиля.
Согласно изобретению используют способ подачи масла для системы смазочного фитиля опорного подшипника тягового двигателя железнодорожного локомотива, в котором используют емкость со смазочным веществом, для удерживания смазочного фитиля используют держатель фитиля, при этом нижнюю часть смазочного фитиля погружают в емкость со смазочным веществом, а верхнюю часть смазочного фитиля располагают в отверстии опорного подшипника таким образом, чтобы обеспечивать подачу смазочного вещества к поверхности шейки опорного подшипника тягового двигателя локомотива, отличающийся тем, что для доставки смазочного вещества к верхней части смазочного фитиля используют пассивный инерционный насос, содержащий полость, предназначенную для временного хранения смазочного вещества, используют приспособление для погружения входного канала пассивного инерционного насоса в емкость со смазочным веществом, при этом инерционную массу пассивного инерционного насоса выполняют с возможностью перемещения при воздействии нагрузок, возникающих в процессе эксплуатации тягового двигателя железнодорожного локомотива, таким образом, что при перемещении инерционной массы смазочное вещество поступает из емкости со смазочным веществом через входной канал насоса и подается к верхней части смазочного фитиля, при этом подачу смазочного вещества от пассивного инерционного насоса к верхней части смазочного фитиля осуществляют по выходному каналу пассивного инерционного насоса, при этом выходной канал пассивного инерционного насоса располагают внутри, по крайней мере, части смазочного фитиля.
В альтернативном варианте выполнения изобретения в качестве пассивного инерционного насоса используют насос поршневого типа.
В альтернативном варианте выполнения изобретения в качестве пассивного инерционного насоса используют насос диафрагменного типа.
В альтернативном варианте выполнения изобретения в верхней части смазочного фитиля в непосредственной близости от верхнего конца смазочного фитиля выполняют внутренний карман, предназначенный для сбора и накопления смазочного вещества, при этом смазочное вещество, подаваемое пассивным инерционным насосом, подают во внутренний карман смазочного фитиля.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На Фиг.1 показаны части вертикального поперечного разреза опорного подшипника и шапки опорного подшипника тягового двигателя локомотива прежней конструкции, а также показана прежняя уже известная система смазки.
На Фиг.2 показаны части опорного подшипника и шапки опорного подшипника тягового двигателя локомотива в вертикальном поперечном разрезе, а также показана описанная в настоящем изобретении усовершенствованная система смазки в первом варианте выполнения.
На Фиг.3 показана вертикальная боковая проекция опорного подшипника по первому варианту выполнения, изображенному на фиг.2, отдельно показан держатель фитиля с жалюзийными масляными карманами.
На Фиг.4 показан частичный вид сзади в поперечном разрезе держателя фитиля, представленного на фиг.3, с жалюзийными масляными карманами, выполненными путем частичного удаления или выбивания материала, из которого изготовлен держатель фитиля.
На Фиг.5 показана изометрическая проекция второго варианта выполнения изобретения, включающего разбрызгивающую втулку, предназначенную для крепления над верхним или нижним участком смазочного фитиля и включающую жалюзи, которые в сочетании с фитилем образуют масляные карманы.
На Фиг.6 показана еще одна изометрическая проекция второго варианта выполнения изобретения, показанного на фиг.5.
На Фиг.7 показан вид сверху на металлическую заготовку для разбрызгивающей втулки, представленной на фиг.5, до обработки сторон втулки.
На Фиг.8 показан вид сзади для второго варианта выполнения изобретения.
На Фиг.9 показан частичный вертикальный поперечный разрез опорного подшипника и шапки опорного подшипника тягового двигателя локомотива, показана разбрызгивающая втулка во втором варианте выполнения изобретения, когда она устанавливается над смазочным фитилем.
На Фиг.10 показана вертикальная боковая проекция второго варианта выполнения, представленного на фиг.5; показан держатель фитиля, объединенный с разбрызгивающей втулкой во втором варианте выполнения.
На Фиг.11 показан вид сверху на фиксирующий штифт, с помощью которого разбрызгивающая втулка, предусмотренная во втором варианте выполнения, крепится к фетровому фитилю.
На Фиг.12 показана вертикальная боковая проекция, аналогичная изображенным на фиг.3 и 10, для третьего варианта выполнения изобретения, представляющего комбинацию первого и второго вариантов выполнения, представленных на фиг.2 и фиг.6 соответственно.
На Фиг.13 показан вид сверху и сзади на четвертый вариант выполнения изобретения, аналогичный первому варианту, изображенному на фиг.2, но только с одним масляным карманом, расположенным на внутренней, обращенной к подшипнику, поверхности держателя фитиля.
На Фиг.14 показано частичное изображение вертикальной боковой проекции четвертого варианта выполнения, показанного на фиг.13.
На Фиг.15 показан вид сверху и сзади на пятый вариант выполнения изобретения. Аналогично первому варианту выполнения, показанному на фиг.2, держатель фитиля удлинен вниз по внутренней, то есть обращенной к подшипнику поверхности, что обеспечивает возможность создания дополнительных масляных карманов или ячеек, обращенных к рабочей поверхности подшипника.
На Фиг.16 показано частичное изображение вертикальной боковой проекции пятого варианта выполнения, представленного на фиг.15.
На Фиг.17 показан вид спереди и сверху на шестой вариант выполнения изобретения. Аналогично пятому варианту выполнения, показанному на фиг.15, при этом держатель фитиля удлинен вниз по внешней, то есть обращенной наружу поверхности, что обеспечивает возможность создания дополнительных масляных карманов или ячеек, обращенных наружу, то есть от рабочей поверхности.
На Фиг.18 показан частичный вид сбоку шестого варианта выполнения, представленного на фиг.17.
На Фиг.19 показана изометрическая проекция, аналогичная представленной на фиг.6, при этом фиксирующий штифт используется для крепления разбрызгивающей втулки (фиг.6) на нижнем конце смазочного фитиля.
На Фиг.20 показан вид сзади для варианта выполнения, показанного на фиг.19.
На Фиг.21 показан вид сбоку для варианта выполнения, показанного на фиг.19.
На Фиг.22 показан график, демонстрирующий увеличение интенсивности подачи масла с помощью смазочного фитиля в системах, описываемых в рамках данного изобретения, в сравнении с системами смазки прежней конструкции.
На Фиг.23 показан частичный вертикальный поперечный разрез опорного подшипника и шапки опорного подшипника тягового двигателя локомотива с изображением системы смазки в седьмом варианте выполнения, а именно с использованием пассивного инерционного смазочного насоса, описываемого в изобретении и предназначенного для улучшения притока масла к головке центрального смазочного фитиля.
На Фиг.24 показан вид сбоку с частичным сечением смазочного насоса, показанного на фиг.23.
На Фиг.25 показан вид сзади.
На Фиг.26 показан вид с вертикальным поперечным разрезом входного канала смазочного насоса, изображенного на фиг.24.
На Фиг.27 показан вид с вертикальным поперечным разрезом выходного канала смазочного насоса, изображенного на фиг.24.
На Фиг.28 показан вид спереди выходного канала смазочного насоса, изображенного на фиг.24.
На Фиг.29 показан частичный вид с вертикальным поперечным разрезом опорного подшипника и шапки опорного подшипника тягового двигателя локомотива аналогично системе смазки в седьмом варианте выполнения, однако смазочный насос
(см. фиг.24) является составным компонентом разбрызгивающей втулки с масляными карманами, изображенной на фиг.5.
На Фиг.30 показана вертикальная боковая проекция держателя фитиля с прикрепленной разбрызгивающей втулкой (фиг.29), на которой установлен смазочный насос (фиг.24).
На Фиг.31 показан тот же вариант выполнения (фиг.30), вид спереди.
На Фиг.32 показан частичный вид с вертикальным поперечным разрезом опорного подшипника и шапки опорного подшипника тягового двигателя локомотива аналогично изображению на фиг.29, но с системой смазки в другом выполнении, в соответствии с которым входной канал смазочного насоса (фиг.29) расположен внутри смазочного фитиля.
На Фиг.33 показан частичный вид с вертикальным поперечным разрезом опорного подшипника и шапки опорного подшипника тягового двигателя локомотива с системой смазки в другом варианте выполнения, при этом в качестве смазочного насоса используется диафрагменный насос, показанный на фиг.23.
На Фиг.34 показан подробный вид диафрагменного насоса, изображенного на фиг.33.
На Фиг.35 показан частичный вид с вертикальным поперечным разрезом опорного подшипника и оси тягового двигателя локомотива; показана система смазки еще в одном варианте выполнения, когда для смазки используется только смазочный насос.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Рассмотрим чертежи более подробно. На фиг.2-4 показан первый вариант выполнения держателя фитиля. Держатель фитиля 40, используемый в первом варианте выполнения изобретения, практически аналогичен обычному держателю фитиля, который был описан выше и показан на фиг.1, с той разницей, что на детали 44 держателя фитиля, которая имеет такую же дугообразную форму, что и деталь 34 держателя фитиля прежней конструкции, имеются два жалюзийных кармана или маслосборника 46 и 48, которые расположены на детали 44 держателя фитиля таким образом, что находятся выше минимального уровня масла в резервуаре 12. Два жалюзийных кармана 46, 48 расположены на двух удлиненных поверхностях (лицевой и тыльной) детали 44 держателя фитиля, при этом желательно, чтобы высота расположения карманов соответствовала высоте, на которой изогнутость держателя фитиля является наиболее выраженной, хотя, в принципе, карманы могут быть расположены и на другой высоте. Первый, обращенный внутрь жалюзийный карман 46 находится на нижней или тыльной, то есть обращенной внутрь, стенке или поверхности 42' держателя фитиля, а второй карман 48 расположен на верхней или лицевой поверхности или стенке 42", обращенной в сторону, противоположную рабочей поверхности подшипника. Вследствие изогнутости держателя фитиля 40 передний (расположенный на лицевой стороне) жалюзийный карман 48 будет расположен на большей высоте, чем нижний жалюзийный карман 46. Поскольку, как показано на фиг.2-4, нижний жалюзийный карман расположен ближе к минимальному уровню масла в резервуаре 12, он, в отличие от верхнего кармана, будет служить для сбора масла и подачи смазки на фитиль в тех случаях, когда уровень масла в резервуаре находится около минимально допустимого уровня.
Благодаря такому расположению жалюзийных карманов 46 и 48, когда уровень масла в резервуаре окажется ниже высоты, на которой находятся жалюзийные карманы 46 и 48, эти жалюзийные карманы будут улавливать масло, разбрызгиваемое в процессе работы двигателя, тем самым предотвращая потерю масла и повышая насыщенность фитиля, размещенного в держателе. Таким образом, на фитиль будет обеспечиваться подача дополнительного количества масла за счет улавливания и сбора масла, разбрызгиваемого или расплескиваемого в резервуаре 12 в процессе эксплуатации двигателя и движения локомотива даже в тех случаях, когда уровень масла в резервуаре снизится до минимально допустимого уровня и будет находиться ниже высоты, на которой расположены жалюзийные карманы 46 и 48. Разбрызгиваемое масло попадает в каждый из карманов через отверстия 46' и 48' соответственно, после чего поступает на фетровый фитиль через отверстие 46" в детали держателя фитиля, расположенное напротив карманов 46 и 48 (см. фиг.4). Как можно увидеть на фиг.4, каждый из жалюзийных карманов образован путем удаления или выбивания некоторой части материала, из которого изготовлен держатель фитиля, таким образом, получаются два обращенных вверх отверстия 46' и 48' соответственно, а также передняя стенка 50. В предпочтительном варианте выполнения изобретения, нижний, расположенный с тыльной стороны, жалюзийный карман 46 расположен на расстоянии не более 5 см от питающей головки фитиля, хотя это расстояние может быть и другим.
Сразу после начала эксплуатации нового двигателя жалюзийные карманы 46 и 48 погружены в масло, то есть расположены ниже уровня масла в резервуаре. В дальнейшем, по мере расхода масла, его уровень в резервуаре понижается и оказывается ниже высоты, на которой расположены жалюзийные карманы 46, 48. При этом для восстановления необходимой насыщенности фетра в промежуточной точке фитиля используется масло, собираемое в жалюзийных карманах и подаваемое из карманов к фитилю. Пока жалюзийные карманы 46 и 48 остаются погруженными в смазку, они будут продолжать подавать масло на фетр и поддерживать максимальную насыщенность фитиля. Это будет происходить параллельно с традиционным процессом подачи смазки через фитиль, нижняя часть которого остается погруженной в смазку. В процессе работы двигателя локомотива масло, содержащееся в резервуаре корпуса подшипника, разбрызгивается внутри резервуара и пополняет жалюзийные карманы, что способствует постоянному поддержанию максимального уровня насыщенности фетрового фитиля даже тогда, когда уровень масла в резервуаре 12 окажется ниже высоты, на которой расположены отверстия 46′ и 48′.
На фиг.5-11 показан второй вариант выполнения изобретения. Этот вариант предполагает использование отдельной независимой разбрызгивающей втулки 60, которая телескопически выдвигается либо подвижно скользит над свободным концом или участком 36′ (фиг.1) фетрового смазочного фитиля, расположенным внутри масляного резервуара. Этот свободный конец или участок смазочного фитиля 36 выдвинут вниз из держателя фитиля, который аналогичен держателю фитиля 34, представленному на фиг.1.
Полая разбрызгивающая втулка 60 может быть изготовлена из металла, пластмассы или иного материала. Предпочтительнее, чтобы втулка имела прямоугольный профиль, то есть совпадала с формой смазочного фитиля 36, на который она устанавливается. На всех четырех боковых поверхностях разбрызгивающей втулки 60 расположено множество удлиненных отверстий 62, через которые масло из резервуара 12 поступает для смазки фетрового фитиля. Необходимость наличия этих отверстий 62 объясняется тем, что разбрызгивающая втулка закрывает часть смазочного фитиля, который обычно располагается внутри масляного резервуара либо погружен в масло, по крайней мере, когда масло в резервуаре находится на довольно высоком уровне.
На обеих более длинных тыльной и передней стенках 60′ и 60′′ разбрызгивающей втулки 60 расположены (полосами либо в ряд) многочисленные масляные карманы или чашеобразные масляные карманы 64. Эти масляные карманы или чашеобразные масляные карманы могут быть выполнены в форме жалюзи аналогично карманам, используемым в первом варианте и описанным выше, однако наиболее предпочтительным вариантом является размещение масляных карманов или чашеобразных масляных карманов вертикально, по группам, одна группа параллельна другой, хотя возможны и иные варианты их расположения. К тому же количество чашеобразных масляных карманов 64, расположенных на каждой из двух стенок передней 60′ и задней 60′′, не обязательно должно быть равно трем, как это показано на чертеже.
В каждом из чашеобразных масляных карманов 64 имеется верхнее отверстие; вместе эти отверстия образуют переднюю стенку 66 и боковые стенки 66′ и 66′′, фактически формируя временный резервуар, используемый для сбора масла, разбрызгиваемого в процессе эксплуатации локомотива. Из этого резервуара собранное масло затем поступает к фетровому фитилю, расположенному внутри разбрызгивающей втулки, через отверстия 70, вырезанные в разбрызгивающей втулке при формировании каждого из чашеобразных масляных карманов 64 аналогично отверстию 46′, изображенному на фиг.4. Как видно на из фиг.9 и 10, разбрызгивающая втулка 60 прикрывает нижний открытый участок 36′ смазочного фитиля, выступающий снизу из держателя фитиля 34.
На фиг.11 и 19-21 показан порядок и способы установки или крепления разбрызгивающей втулки 60 возле смазочного фитиля. В частности, можно использовать показанный на чертеже фиксирующий штифт 70′, который проходит через расположенные напротив друг друга отверстия 62′, предусмотренные в боковых стенках 64′ и 66′ разбрызгивающей втулки 60, а также между слоями фетра смазочного фитиля. У фиксирующего фитиля 70′ один конец 72 имеет форму конуса, что позволяет вставить и протянуть штифт между слоями фетра фитиля, а на втором, расширенном, конце 74 имеется кольцевая стопорная канавка 76. В эту канавку частично заводится круговая закраина отверстия 62′, расположенного в одной из боковых стенок 64′ или 66′, через которое вставляется штифт, что и обеспечивает необходимую фиксацию штифта. Непосредственно примыкающая к стопорной канавке внутренняя часть штифта 70′ имеет наклон или скос в направлении от широкого конца 74 к заостренному концу 72 для того, чтобы обеспечить возможность фиксации соединения с помощью защелки. Желательно, чтобы фиксирующий штифт 70′ имел поперечное сечение в форме овала, то есть ту же форму, что и отверстия 62′, расположенные на боковых стенках 64′ и 66′. Вместе с тем, штифт может иметь поперечное сечение и иной формы, при этом существенно, чтобы профиль и размеры штифта соответствовали отверстиям в боковых стенках, через которые вставляется штифт. Как показано на фиг.19-21, при установке разбрызгивающей втулки на нижний конец 36′ смазочного фитиля фиксирующий штифт вставляется в стык между двумя слоями фетра и опирается на две разнесенные заклепки, которые расположены перпендикулярно длине штифта и обеспечивают скрепление двух слоев фетра между собой. Разумеется, можно использовать и иные способы установки и крепления разбрызгивающей втулки к фитилю.
На фиг.12 показан еще один вариант конструкции, который является комбинацией первых двух вариантов. Данный вариант выполнения предполагает использование держателя фитиля 80, который аналогичен держателю фитиля 40, изображенному на фиг.2-4, и тоже имеет два жалюзийных кармана 46 и 48.
Эффективность подачи смазки к фитилю будет еще более высокой за счет использования разбрызгивающей втулки 60, представленной во втором варианте выполнения (см. фиг.5-11), которая одновременно устанавливается и над нависающим концом фетрового смазочного фитиля, при этом способ крепления аналогичен способу крепления, раскрытому при описании фиг.5-11. Как видно, в рассматриваемой конструкции маслосборники 64′ имеют форму жалюзи аналогично жалюзийным карманам 46 и 48 на держателе фитиля.
На фиг.13 и 14 показана модификация первого варианта выполнения, изображенного на фиг.2-4, когда вместо двух жалюзийных карманов или чашеобразных масляных карманов 46 и 48 предусмотрено наличие только одного внутреннего кармана 46, обращенного в сторону рабочей поверхности подшипника и расположенного на задней стенке держателя фитиля.
На фиг.15 и 16 показан модифицированный вариант выполнения, представленный на фиг.12: держатель фитиля 90 аналогичен держателю 40, изображенному на фиг.2-4, однако имеет внутреннее нижнее удлинение 92, при этом держатель представляет собой единое целое, задняя стенка или поверхность 42′ вытянута вниз. На этом удлинении задней стенки выбито множество жалюзийных карманов 92′. Длина такого удлинения может варьироваться в зависимости от конкретных требований, предъявляемых к системе смазки. Предпочтительно удлинение, выступающее за основные габариты фитиля на 2,5 см, хотя это расстояние может быть и другим.
На фиг.17-18 представлен еще один вариант выполнения, похожий на вариант выполнения, изображенный на фиг.15 и 16. Отличие состоит в том, что вместо удлинения задней стенки с жалюзийными масленками у держателя 100 данного варианта выполнения имеется наружное удлинение книзу 102, представляющее собой удлинение передней стенки или поверхности 42′′ держателя фитиля 40, показанного в первом варианте исполнения (см. фиг.2-4). На этом удлинении передней стенки выбиты жалюзийные масленки 104. Длина удлинения 102 может варьироваться в зависимости от требований, предъявляемых к смазке. Необходимо также отметить, что в данном варианте выполнения изобретения на передней или верхней поверхности 42′′ держателя расположено три отдельных масляных кармана, имеющих форму жалюзи: один центральный карман 106 и два кармана на концах 108 и 110 вместо всего одного жалюзийного кармана 48, изображенного на фиг.2-4. Наиболее предпочтительным является выступ удлинения за основные габариты фитиля на 2,5 см, хотя это расстояние может быть и другим.
Теперь рассмотрим фиг.22, на которой представлен график, демонстрирующий более высокую эффективность смазки опорного подшипника скольжения при использовании решений, представленных в рамках данного изобретения, в сравнении с применением традиционной системы смазки. Помимо этого, здесь же представлен и график интенсивности подачи фитильной смазки в зависимости от расхода масла, то есть от уровня масла в резервуаре 12. Верхняя линия "А" представляет собой график максимального повышения интенсивности подачи масла при использовании настоящего изобретения; нижняя линия отображает интенсивность подачи при использовании системы смазки прежней конструкции. Как видно из графиков, в самом начале, то есть непосредственно после проведения технического обслуживания и ввода двигателя в эксплуатацию, интенсивность подачи масла в обоих случаях будет одинаковой (отрезок, отсекаемый на оси Y), при этом уровень масла в резервуаре является максимальным. Вместе с тем, в дальнейшем, по мере расхода масла в процессе эксплуатации двигателя, интенсивность подачи масла при использовании решений, описанных в настоящем изобретении, будет неизменно выше; более того, разрыв между двумя значениями интенсивности подачи масла 1) при внедрении изобретения и 2) при использовании прежней конструкции будет неуклонно увеличиваться по мере снижения уровня масла в резервуаре 12. Линия "В" показывает диапазон, в рамках которого возможно добиться повышения интенсивности подачи масла при использовании вместо прежней конструкции усовершенствованной системы, созданной на основе решений, описанных в данном изобретении.
Предпочтительная длина жалюзийного кармана составляет около 7,5 см, хотя длина любого из карманов может быть как больше, так и меньше этой величины.
Улучшение подачи смазки при использовании предлагаемой новой конструкции с жалюзийными карманами можно подтвердить математически с помощью следующей формулы, используемой для расчета интенсивности подачи масла (Q):
Q=[KuAFo(hu-h)]/µL=макс. 5 см3/мин,
где Ku - примерно 4,6 для минерального масла и фетра класса F-1 (по классификации SAE - Общества автомобильных инженеров);
А - поперечное сечение фитиля (см2);
Fo - объемное содержание масла в насыщенном фитиле (примерно 0,75);
(hu-h) - вертикальный подъем [hu - максимальная величина подъема для фетра класса F-1 SAE (около 18 см), h - высота расположения головки фитиля над уровнем масла];
µ - вязкость масла, приблизительно 58 сП при температуре масла 40°С;
L - расстояние от питающей головки фитиля до точки всасывания масла фитилем.
Предусмотренное изобретением наличие дополнительных масляных карманов в первую очередь влияет на значения двух членов уравнения, а именно (hu-h) и L. Абсолютное значение (hu-h) будет возрастать по мере уменьшения величины необходимого подъема за счет ввода масла в пространство над поверхностью масляного резервуара. Одновременно значение L будет уменьшаться, поскольку расстояние от точки всасывания до точки подачи смазки станет меньше.
При описании жалюзийных масляных карманов было упомянуто, что они выполняются в форме жалюзи, однако следует отметить, что это условие не является обязательным: масляные карманы могут иметь и другую форму или конфигурацию, при этом является существенным, чтобы масляные карманы обеспечивали улавливание и сбор масла, разбрызгиваемого в процессе эксплуатации, и подавали его к фетровому смазочному фитилю, в особенности при низком или минимальном уровне масла в резервуаре. Более того, согласно вышеприведенному описанию изобретения, масляные карманы выбиваются в корпусе держателя фитиля либо в разбрызгивающей втулке, либо на удлиненных стенках держателя, однако можно использовать и другие способы формирования масляных карманов.
Необходимо также обратить внимание и на следующий момент: в изобретении описываются масляные карманы, которые являются составным элементом конкретных модификаций держателя фитиля, в частности, представленных в патентах США №3827769 и №5082089. Вместе с тем, такие карманы могут быть без труда сформированы и в держателях фитилей других типов, например, описанных в патентах США №2980472 и №3905659, равно как и иных других. Никаких ограничений по использованию масляных карманов, представленных в настоящем изобретении, с каким-либо конкретным типом или моделью держателя фитиля не установлено.
Что касается разбрызгивающей втулки, используемой во втором варианте выполнения, показанном на фиг.5-11, то можно обойтись и без большинства из боковых стенок разбрызгивающей втулки 60, соединяющих переднюю и заднюю стенки 60′ и 60′′, и использовать обычные жалюзи, представленные в первом варианте выполнения.
Для всех представленных выше вариантов выполнения системы усовершенствованной подачи смазки для системы смазочного фитиля для тяговых двигателей GE (двигатели компании Дженерал Электрик) предпочтительная длина жалюзийных масляных карманов или чашеобразных масляных карманов составляет около 7,5 см. При использовании системы с тяговыми двигателями EMD (дизельные двигатели компании Электро Мотив Дизель) ширину карманов следует увеличить, поскольку фитили EMD имеют увеличенную толщину. Разбрызгивающая втулка может быть выполнена из металла или пластмассы и иметь длину около 9,1 см. Разумеется, все указанные выше размеры, а также рекомендации по используемым материалам и способам выполнения жалюзийных масляных карманов или чашеобразных масляных карманов приводятся для примера, как возможные варианты, то есть они не устанавливают каких-либо ограничений и не требуют обязательного соблюдения.
Теперь рассмотрим фиг.23-35, на которых представлен еще один вариант усовершенствованной системы подачи масла к смазочному фитилю. Эта система способствует повышению интенсивности и оптимизации притока смазки к головке фитиля, через которую осуществляется смазка поверхности шейки оси внутри опорного подшипника скольжения тягового двигателя. Этот вариант предусматривает использование пассивного инерционного смазочного насоса. В приведенном примере показан поршневой насос 140, который устанавливается вертикально под держателем фитиля 14 (фиг.1) и крепится к нему с помощью кронштейна 140′. Установленный на кронштейне 140′ насос располагается под пружиной 122. В насосе 142 предусмотрен впускной клапан 142′ и выпускной клапан 142′′. От впускного клапана 142′ вертикально вниз идет всасывающая трубка 144 с нижним впускным отверстием 144′, которое погружено в масляный резервуар 112 на значительную глубину, что обеспечивает возможность всасывания масла через впускное отверстие 144′, после чего масло по всасывающей трубке 144 поступает к впускному клапану 142′. Вверх от выпускного клапана 142′′ под наклоном идет выпускная трубка 146 с верхним выпускным отверстием 146′. Выпускная трубка 146 расположена с внешней стороны держателя фитиля, при этом выпускное отверстие 146′ находится у головки 136′ фетрового фитиля 136. Таким образом, в процессе работы насоса (порядок и принципы работы будут рассмотрены ниже) капли масла всасываются через впускное отверстие 144′, проходят по всасывающей трубке 144 к впускному клапану 142′ насоса, а затем поступают на фитильную головку 136′. Иными словами, при этом дополнительно получается еще один, помимо смазочного фитиля, источник подачи смазки.
Наиболее полное представление об устройстве и работе пассивного инерционного смазочного насоса 140 можно получить из фиг.24-28, на которых в качестве примера изображен поршневой насос 150. Корпус поршневого насоса 150 имеет цилиндрическую форму и выполнен из легкого износостойкого материала. Внутри корпуса размещается возвратно-поступательный поршень 154. Поршень 154 изготавливается из материала с высокими инерционными свойствами, например из твердой стали, и приводится в движение с помощью пружины 156. Возвратно-поступательное перемещение поршня 154 внутри цилиндра осуществляется благодаря воздействию вертикальных и боковых нагрузок, возникающих в тяговом двигателе как следствие неравномерного движения локомотива по рельсам. Благодаря возвратно-поступательному движению поршня 154 масло из масляного резервуара 112 всасывается через впускной клапан 142′ и через выпускной клапан 142′′ подается на головку фитиля 136′ (фиг.23). При перемещении поршня 154 в одном направлении, навстречу пружине 156, или направо, как показано на фиг.24, вызванном боковыми и вертикальными нагрузками на поршень, возникающими, как было указано выше, вследствие неравномерности движения локомотива по рельсам, происходит всасывание масла через впускной клапан 142′. При перемещении поршня в противоположном направлении, которое обусловлено воздействием силы сжатия пружины 156, масло будет подаваться через выпускной клапан 142′′. На фиг.24 движение поршня под действием сжатой пружины будет направлено в левую сторону.
Как изображено на фиг.26 и 27, как во впускном клапане 142′, так и в выпускном клапане 142′′ имеются шаровые затворы 160 и 162 соответственно. Во впускном клапане 142 (фиг.26) имеется наружный колпачок 164 с впускным отверстием, а также внутреннее седло 164′ для шарика 160. В нормальных условиях шарик 160 под действием пружины 166 смещен наружу и прижат к седлу 164′, перекрывая впускное отверстие в колпачке 164. Внутри корпуса клапана предусмотрены каналы 168′, по которым масло проходит в обход шарового обратного клапана, если шарик приподнят с седла. Внутри корпуса клапана также предусмотрены концевые упоры 168, ограничивающие перемещение шарика 160 внутрь корпуса. Такое перемещение шарика внутрь корпуса соответствует движению поршня на такте всасывания, который был описан выше. Выпускной клапан 142′′ (фиг.27) работает в противофазе с впускным клапаном. В выпускном клапане имеется внутреннее седло 170. В результате движения поршня во время такта впуска шарик прижимается к седлу 170 и перекрывает выпускное отверстие насоса. Шарик удерживается в седле 170 с помощью пружины 172. При движении поршня 154 во время такта выпуска шарик 162 перемещается навстречу пружине 172, выпускное отверстие открывается, и масло через выпускной клапан поступает по выпускной трубке 146 к головке 136′ фитиля, как это было описано выше.
На фиг.29-31 показан вариант выполнения 180, в котором пассивный инерционный смазочный насос выполнен как составная часть разбрызгивающей втулки, представленной на фиг.2-4. В модификации 180 используется поршневой насос 182 такой же, как и показанный на фиг.24-28, но установленный на разбрызгивающей втулке 184, на которой, в свою очередь, расположено множество жалюзийных карманов 186, предназначенных для сбора масла, разбрызгиваемого или расплескиваемого в процессе эксплуатации двигателя локомотива (см. описание выше). Разбрызгивающая втулка 184 крепится к нижнему свободному участку 136′′ фетрового фитиля (фиг.23). В результате внутри втулки образуется пустое пространство, внутри которого размещается нижний конец фетрового фитиля. Поршневой насос 182, который аналогичен поршневому насосу, изображенному на фиг.24-28, включает впускной клапан 182′ с шаровым затвором и выпускной клапан 182′′ с шаровым затвором. Поскольку насос 182 расположен на нижнем окончании разбрызгивающей втулки 184, впускной клапан 182′ оказывается погруженным в масляный резервуар на значительную глубину, вследствие чего отпадает необходимость включения в конструкцию всасывающей трубки, аналогичной всасывающей трубке 144 в насосе 142, представленном на фиг.24-28.
Выпускной клапан 182′′ насоса выступает из главного корпуса насоса 182, от выпускного клапана идет выпускная трубка 188 с верхним выпускным отверстием 188′. Как можно увидеть на фиг.29, выпускной клапан 182′′, проходя внутри через разбрызгивающую втулку 184, далее заходит внутрь нижнего участка смазочного фитиля. В корпусе разбрызгивающей втулки 184 должно быть предусмотрено точно рассчитанное по месту и по размерам отверстие, через которое выпускной клапан 182′′ попадает внутрь смазочного фитиля, и, соответственно, напротив этого отверстия в держателе смазочного фитиля должен быть сделан вырез, через который будет входить выпускной клапан 182′′. Расположенная внутри держателя фитиля выпускная трубка 188 тянется вертикально вверх либо по центру, либо вдоль внутренней стенки держателя смазочного фитиля. Выпускное отверстие 188′ расположено внутри держателя фитиля у верхней головки фитиля 136′. Форма выпускной трубки 188 соответствуют форме смазочного фитиля. Желательно, чтобы емкость резервуара 190 примыкала либо была расположена в непосредственной близости от верхней головки 136′, на которую поступает масло через выпускное отверстие 188′ выпускной трубки 188. В этом случае масло временно задерживается в выпускной трубке 188, что позволит обеспечить постоянную смазку головки фитиля 136′.
Возможен и другой, альтернативный вариант установки впускного клапана 182′ с шаровым затвором на насос 182 модификации 180, представленный на фиг.29 и 30, а именно с внутренней стороны держателя смазочного фитиля, аналогично выпускному клапану 182′′. Такой вариант расположения впускного клапана показан на фиг.32. В этом случае выступ впускного клапана 182′ в горизонтальной плоскости из главного корпуса насоса 182 является весьма значительным и располагается внутри расположенного рядом держателя фитиля. Впускное отверстие впускного клапана 182′ окажется в непосредственной близости и фактически соединится с внутренним карманом или полостью 192, расположенной в нижнем участке фитиля и предназначенной для сбора и подачи масла к впускному отверстию впускного клапана 182′.
Поскольку выпускной клапан 182′′ либо оба - и выпускной, и впускной 182′ - клапана размещаются внутри разбрызгивающей втулки 192, в нижнем участке 36′′ фетрового фитиля необходимо предусмотреть соответствующие вырезы, в которые будут входить выступы клапанов. Что же касается выпускной трубки 188, то желательно, чтобы она проходила между двумя слоями обычного фетрового фитиля. В нижнем конце 136′′ фетрового фитиля также необходимо предусмотреть отверстие или полость для облегчения подсоединения проходящего под наклоном нижнего отрезка 188′′ выпускной трубки 188 к выпускному клапану 182′′.
На фиг.33 и 34 представлен вариант выполнения 200 - еще один вариант выполнения системы подачи масла для системы смазочного фитиля, позволяющей увеличить приток масла к головке фитиля и улучшить смазку поверхности шейки оси опорного подшипника скольжения тягового двигателя локомотива. В данном варианте выполнения в качестве пассивного инерционного смазочного насоса используется не поршневой насос (как, например, в вариантах выполнения, описанных выше), а насос диафрагменного типа 202. Диафрагменный насос 202 состоит из корпуса 204, который устанавливается вертикально под держателем фитиля и крепится с помощью кронштейна 206. Внутри корпуса насоса имеется полость для хранения масла, подаваемого насосом. Установленный на кронштейне 206 насос располагается под пружиной 122. Внутри корпуса 204 размещается впускной шаровой обратный клапан 208, который крепится на нижнем открытом конце 210' маслоотборного патрубка 210. Верхний конец 210′′ маслоотборного патрубка 210 соединен с трубчатым впускным отверстием 214, предусмотренным в корпусе 204 диафрагменного насоса 202. В корпусе 204 также имеется выпускное отверстие 212, на котором устанавливается выпускной шаровой обратный клапан 216. К выпускному клапану 216 подсоединена отводящая трубка 218, аналогичная трубке 146 в первом варианте выполнения, представленном на фиг.22-28. Отводящая трубка 218 проходит с внешней стороны держателя фитиля, верхнее выпускное отверстие расположено у головки фетрового фитиля. Благодаря этому масло, всасываемое насосом в процессе работы двигателя, поступает на головку 136′ смазочного фитиля.
Внутри корпуса насоса расположена стандартная диафрагма 220, которая подпирается снизу пружиной 222. К верхней поверхности диафрагмы крепится упругий крепежный шток или соединительная муфта 224. Вниз от штока или муфты идет удлиненный гибкий трос или соединитель 226. Соединитель 226 проходит через корпус 204 и через нижнее отверстие, предусмотренное в нижней секции 204′ корпуса насоса. На нижнем конце гибкого соединителя 226 закреплена инерционная масса 230. Таким образом, инерционная масса 230 вместе с соединителем 226 образуют своеобразный маятник. Вследствие неравномерности движения локомотива по рельсам возникают вертикальные и боковые нагрузки, под воздействием которых инерционная масса 230 приходит в движение. Маятниковые колебания инерционной массы 230 вызывают деформацию пружины 222 и отклонение диафрагмы 220. При отклонении диафрагмы 220 в нижнем направлении, то есть навстречу пружине 222, капли масла будут всасываться через входной канал 208. Когда же диафрагма под действием пружины 222 отклоняется в противоположном направлении, то есть вверх, масло будет выкачиваться из насоса через выпускной клапан 216.
Диафрагменный насос 202, используемый в варианте выполнения, представленном на фиг.33 и 34, может быть установлен и на разбрызгивающей втулке так же, как и инерционный насос поршневого типа, изображенный на фиг.29-32. Более того, вместо разбрызгивающей втулки для установки инерционного насоса на нижний участок центрального смазочного фитиля можно использовать и другие гильзы или муфты. Возможны и иные способы крепления, позволяющие установить пассивный инерционный смазочный насос на центральный смазочный фитиль либо на держатель фитиля. Следует обратить внимание и на следующий момент: хотя при установке пассивного инерционного насоса на разбрызгивающую втулку либо с использованием других элементов крепления наиболее оптимальной будет конструкция, в которой отводящая трубка инерционного насоса хотя бы частично заходит внутрь центрального смазочного фитиля, а затем проходит внутри фитиля, обеспечивая подачу масла на фитильную головку, возможны и такие варианты выполнения, когда отводящая трубка будет проходить снаружи.
Во всех представленных выше вариантах выполнения смазочный насос работает параллельно либо в комбинации со смазочным фитилем, обеспечивая дополнительный (наряду с капиллярной подачей через фитиль) приток смазки в область, расположенную между головкой фитиля и поверхностью шейки. Необходимо иметь в виду, что в том случае, когда интенсивность подачи масла смазочным насосом будет равной либо превысит интенсивность капиллярной подачи масла через смазочный фитиль, нижний конец фитиля можно обрезать. В этом случае непрерывная подача масла будет осуществляться только за счет работы смазочного насоса, а фитиль будет служить своего рода резервуаром и выступать в качестве элемента системы подачи масла.
На фиг.35 представлен еще один вариант выполнения, при использовании которого количество смазки, подаваемой на поверхность шейки, не будет зависеть от площади поперечного сечения и смазочного фитиля и фитильной головки. Иными словами, можно вообще отказаться от системы смазочного фитиля, заменив ее новой системой подачи масла, основным компонентом которой будет являться инерционный насос. В такой системе масло будет подаваться через приемное или смазочное отверстие 228, предусмотренное в подшипнике 18 и его втулке. Смазка всей поверхности шейки 37 будет осуществляться за счет работы смазочного насоса 202, изображенного на фиг.33. Смазочный насос 202 может быть, к примеру, установлен непосредственно на держателе 14 либо, как вариант, на шапке 16 опорного подшипника. По отводящей трубке 218 масло напрямую подается к приемному отверстию или каналу 228. В таком варианте выполнения, отказавшись от использования смазочного фитиля, можно использовать окно, предусмотренное для фитиля в подшипнике и его втулке, в качестве смазочного отверстия 228. Следует заметить, что данная модификация также позволяет использовать вместо диафрагменного насоса 202 поршневой насос, изображенный на фиг.1.
Все описанные выше варианты выполнения позволяют добиться повышения насыщенности смазочного фитиля, что, в свою очередь, должно обеспечить подачу оптимального количества масла для смазки поверхности шейки и оси. Увеличение насыщенности фитиля и увеличение подачи масла обеспечивают улучшенную защиту шейки и оси подшипника от выхода из строя даже в тех случаях, когда во время эксплуатации локомотива уровень масла в резервуаре является пониженным. Помимо этого, снижается температура масла и, соответственно, повышается его вязкость, в результате чего возрастает номинальная нагрузочная способность подшипника, а также повышается его устойчивость к негативным воздействиям, вызванным незначительными поверхностными дефектами. В результате увеличения насыщенности фитиля и количества смазки, подаваемой на шейку оси, происходит понижение температуры головки фитиля, что благоприятствует замедлению залащивания фитильной головки и, соответственно, способствует увеличению срока службы смазочного фитиля. Помимо этого, повышение насыщенности фитиля и увеличение подачи смазки препятствует загрязнению рабочей поверхности шейки посторонними веществами, в результате чего снижается износ подшипника, а срок его службы увеличивается.
Клапаны, используемые в качестве впускного или выпускного клапанов смазочного насоса, могут отличаться по типу от клапанов, представленных и описанных выше. Вместе с тем желательно, хотя это и не является обязательным условием, чтобы впускной клапан смазочного насоса той или иной модификации соответствовал по типу и имел такое же устройство, что и выпускной или напорный клапан смазочного насоса.
Несмотря на то, что выше нами были приведены примеры и описания отдельных вариантов конструкции и модификаций, следует отметить, что в рамках настоящего изобретения возможно внесение и других, не упомянутых выше, изменений, а также использование других модификаций.
Реферат
Способ, устройство и разбрызгивающая втулка предназначены для смазки поверхности осевой шейки опорного подшипника тягового двигателя железнодорожного локомотива. Усовершенствованный держатель включает фетровый смазочный фитиль, входящий в систему смазки, и содержит в держателе фитиля большое число жалюзийных или чашеобразных масляных карманов. Эти карманы заполняют маслом при полной заливке в масляный резервуар масла, которое используется для смазки путем разбрызгивания в процессе нормальной эксплуатации двигателя. Масляные карманы расположены выше минимального уровня масла в масляном резервуаре и предназначены для повышения насыщенности фитиля маслом. В одном из вариантов выполнения масляные карманы размещают на отдельной разбрызгивающей втулке. Способ предполагает использование пассивного инерционного насоса, который устанавливают в масляном резервуаре шапки осевого подшипника. Благодаря повышению насыщенности маслом смазочный фитиль обеспечивает подачу большего количества масла в область осевой шейки опорного подшипника. 6 н. и 32 з.п. ф-лы, 35 ил.
