Устойчивая тележка железнодорожного грузового вагона - RU2571835C2
Код документа: RU2571835C2
Чертежи
Описание
Уровень техники
Обычная трехэлементная железнодорожная грузовая тележка состоит из одной надрессорной балки и двух рамных боковин, выполненных с возможностью использования фрикционных клиньев между надрессорной балкой и рамными боковинами в качестве средств для обеспечения демпфирования подвешивания. Кроме того, фрикционные клинья являются ограничивающими средствами для удержания взаимного параллельного положения рамных боковин перпендикулярно надрессорной балке и колесным парам. Отклонения, возникающие в результате бокового смещения рельсового пути, передаются на колесные пары и на рамные боковины, вызывая неравномерное боковое смещение рамных боковин. Неравномерное смещение рамных боковин ведет к превышению предела выравнивающей способности фрикционных клиньев, делая возможным поворот или вращение рамных боковин вокруг фрикционных клиньев и надрессорной балки. Поворот или вращение рамных боковин отклоняет колесные пары, вызывая отклонение от оси железнодорожного рельсового пути, ограничивающее устойчивость обычной трехэлементной грузовой тележки.
Настоящее изобретение относится к стабилизированной тележке железнодорожного грузового вагона с жесткой поперечной балкой, шарнирно прикрепленной между рамными боковинами. Рамные боковины также шарнирно прикреплены к колесным парам. Шарнирное соединение колесных пар с рамными боковинами и рамных боковин с поперечной балкой обеспечивает поперечное перемещение, предотвращающее передачу отклонений, возникающих в результате бокового смещения рельсового пути, на надрессорную балку и транспортное средство. Шарнирное, но жесткое соединение между рамными боковинами и поперечной балкой исключает отклонение колесных пар, таким образом делая железнодорожную грузовую тележку устойчивой.
Устойчивая тележка железнодорожного грузового вагона также характеризуется фрикционным демпфированием, которое возникает при низком трении и, как только происходит зацепление, переходит в демпфирование при более высоком трении. Демпфирование производится фрикционными клиньями с поворотной фрикционной передней поверхностью в виде вставок фрикционного клина, обеспечивающих радиальное и поворотное действие силы трения.
Надрессорная балка устойчивой тележки железнодорожного грузового вагона оперта на рессоры. Рессоры оперты на поперечную балку, которая шарнирно оперта на рамные боковины. Фрикционные клинья, расположенные между надрессорной балкой и рамными боковинами, к тому же устраняют воздействие отклонений, возникающих в результате бокового смещения рельсового пути, которое передается колесным парам через рамные боковины посредством вставок с низким коэффициентом трения между фрикционными клиньями и надрессорной балкой. По обе стороны фрикционных клиньев и надрессорной балки имеется зазор, обеспечивающий поперечное перемещение. Поперечное перемещение фрикционных клиньев вдоль зазора предотвращает взаимодействие переданных отклонений, возникающих в результате бокового смещения железнодорожного рельсового пути, с надрессорной балкой и транспортным средством.
Рамные боковины устойчивой тележки железнодорожного грузового вагона являются жесткими в продольном направлении вследствие ограниченного продольного зазора между поперечной балкой и рамными боковинами. Жесткие в продольном направлении рамные боковины соединены с колесными парами посредством поворотных опор, переходников и эластомерных направляющих подушек. Упругая жесткость направляющих подушек обеспечивает перемещение для расположения колесных пар параллельно железнодорожному рельсовому пути.
Целью настоящего изобретения является создание тележки железнодорожного грузового вагона, характеризующейся повышенной устойчивостью и сопротивлением отклонению от оси рельсового пути.
Сущность изобретения
Устойчивая тележка железнодорожного грузового вагона трехэлементной конструкции содержит две разнесенные по бокам рамные боковины и проходящую поперечно надрессорную балку. Поперечная балка проходит в отверстие в каждой рамной боковине. Концы поперечной балки шарнирно оперты на опорную часть поперечной балки, которая оперта на нижнюю часть центральных отверстий рамных боковин. Рессорное подвешивание оперто на поперечную балку, которая, в свою очередь, поддерживает надрессорную балку.
Для устойчивого исполнения тележки железнодорожного грузового вагона необходимым является использование фрикционного демпфирования в виде фрикционных клиньев между надрессорной балкой и рамными боковинами. Между фрикционными клиньями и надрессорной балкой имеется вставка надрессорной балки с низким коэффициентом трения, а также зазор по обе стороны от фрикционных клиньев для обеспечения поперечного перемещения фрикционных клиньев без передачи поперечного перемещения надрессорной балке.
Демпфирование производится фрикционными клиньями с поворотной фрикционной передней поверхностью в виде вставки фрикционного клина, обеспечивающей радиальное и поворотное действие силы трения. Демпфирующими поверхностями контакта являются пластины компенсации износа колонки рамной боковины и вставки фрикционного клина. Предпочтительно и пластина компенсации износа колонки, и вставка фрикционного клина изготовлены из твердого материала для ограничения износа. Вставка фрикционного клина устанавливается на вставку с низким коэффициентом трения, заглубленную в переднюю поверхность фрикционного клина. Вставка фрикционного клина характеризуется наличием радиального зазора вокруг нее в углублении передней поверхности фрикционного клина. Вставка фрикционного клина может перемещаться шарнирно и радиально в углублении, пока она не войдет в контакт со стенкой углубления фрикционного клина. Вставка фрикционного клина при контакте со стенкой углубления перемещается при высоком трении между пластинами компенсации износа колонки и вставками фрикционного клина, что приводит к низкой силе трения на начальном этапе и высокой силе трения, как только происходит зацепление посредством перемещения подвешивания. Вставка фрикционного клина также вращается относительно пластины компенсации износа колонки при низком трении.
К тому же необходимым является ограничение смещения и деформации между двумя рамными боковинами. Вращающиеся соединения поперечной балки с рамными боковинами и рамных боковин с колесными парами уменьшают нарушение ходовых показателей тележки от воздействия рельсового пути. Смещение или деформация двух рамных боковин предотвращается посредством использования гладких подушек между опорной частью поперечной балки и жесткой поперечной балкой, а также гладкие подушки используются между рамной боковиной и поворотными опорами для устранения промежутков. Поворотные опоры удерживают эластомерные направляющие подушки и переходники подшипника. Поворотные опоры удерживают направляющие подушки и переходники подшипника параллельно подшипникам и колесным парам посредством шарнирного соединения с рамными боковинами.
Также необходимо обеспечить поворот посредством смещения в эластомерной направляющей подушке для контроля параллельности колесных пар железнодорожному рельсовому пути. Упругая жесткость направляющей подушки является достаточной для расположения колесной пары параллельно железнодорожному рельсовому пути на кривых рельсового пути и на прямом рельсовом пути.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе тележки в сборе согласно первому варианту осуществления устойчивой тележки железнодорожного вагона с элементами, показанными в разъединенном виде, в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 2 представляет собой частичный детальный вид в разрезе тележки в сборе согласно первому варианту осуществления устойчивой тележки железнодорожного вагона в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 3А представляет собой частичный вид надрессорной балки и фрикционного клина согласно первому варианту осуществления устойчивой тележки железнодорожного вагона в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 3Б представляет собой вид в разрезе и вид в перспективе фрикционного клина согласно первому варианту осуществления устойчивой тележки железнодорожного вагона в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 4 представляет собой вид в перспективе поперечной балки относительно рамной боковины согласно первому варианту осуществления устойчивой тележки железнодорожного вагона в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 5 представляет собой частичный вид в перспективе рамной боковины относительно переходника согласно первому варианту осуществления устойчивой тележки железнодорожного вагона в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 6 представляет собой вид в разрезе шарнирного соединения поперечной балки и рамной боковины согласно первому варианту осуществления устойчивой тележки железнодорожного вагона в соответствии с настоящим изобретением.
Подробное описание изобретения
Обращаясь теперь к Фиг. 1, видно, что устойчивая железнодорожная тележка 1 содержит две разнесенные по бокам рамные боковины 2 и 27, между которыми проходит надрессорная балка 3. Видно, что надрессорная балка 3 содержит концы 22 и 23 надрессорной балки, каждый из которых проходит через отверстие 24 рамной боковины. Будет описан один конец надрессорной балки 3 и один конец поперечной балки 4. Как идентичный, противоположный конец не показан полностью на Фиг. 1. Поперечная балка 4 проходит поперечно под надрессорной балкой 3. Конец 25 поперечной балки поддерживает рессорный комплект 15. Видно, что рессорный комплект 15 поддерживает конец 23 надрессорной балки. Конец 25 поперечной балки оперт на опорную часть 10 поперечной балки, при этом опорная часть 10 поперечной балки оперта на опорную поверхность 28А рамной боковины. Радиальный зазор между концом 25 поперечной балки и опорной частью 10 поперечной балки заполнен удлиненной подушкой 11 поперечной балки. Концы 29 и 30 опорной части поперечной балки поддерживаются нижней опорной частью 28 смежной рамной боковины. Как рамные боковины 2 и 27, так и надрессорная балка 3 обычно представляют собой единую деталь из литой стали. Поперечная балка 4 может быть отлита из чугуна с шаровидным графитом или стали. Возможным является изготовление поперечной балки 4 из стали, но поперечная балка из литого чугуна с шаровидным графитом предпочтительна из-за снижения веса.
Видно, что надрессорная балка 3 содержит на свой верхней поверхности подпятник 31 надрессорной балки и пару разнесенных по бокам боковых скользунов 19. Каждый конец надрессорной балки содержит пару наклонных поверхностей 23А и 23В. Каждая наклонная поверхность конца надрессорной балки образует с рамной боковиной карман для фрикционного клина.
Оси 32 и 33 проходят поперечно между рамными боковинами 2 и 27. Железнодорожные колеса 5 запрессовываются на концах осей 32 и 33. Концы осей 32 и 33 принимаются в роликовых подшипниках 34. Роликовый подшипник 34 поддерживает переходник 6 подшипника.
Переходник 6 подшипника поддерживает эластомерную направляющую подушку 7. Направляющая подушка 7 поддерживает поворотную опору 8. Поворотная опора 8 шарнирно оперта на конец буксового проема рамных боковин 27 и 2. Удлиненная подушка 9 расположена между концом буксового проема рамных боковин 2 и 27 и поворотной опорой 8.
Обращаясь теперь к Фиг. 2, показан частичный детальный вид в разрезе тележки 1 в сборе вдоль с детальными частичными видами надрессорной балки 3 и рамной боковины 2 в общем поперечном сечении. Поперечная балка 4 проходит поперечно между рамными боковинами 2 и 27. Конец 25 поперечной балки оперт на опорную часть 10 поперечной балки. Конец 30 опорной части поперечной балки оперт на нижнюю опорную часть 28 рамной боковины и продольно ею закреплен. Фрикционный клин 14 зацепляет надрессорную балку 2 посредством фиксатора 16 вставки с низким коэффициентом трения и вставки 17 с низким коэффициентом трения, посаженных на наклонную переднюю поверхность 14В фрикционного клина 14. Фрикционный клин 14 может перемещаться в сторону поперек вставки 17 с низким коэффициентом трения. Вертикальная передняя поверхность 14А фрикционного клина 14 также характеризуется наличием вставки 13 с низким коэффициентом трения и вставки 12 фрикционного клина, которые зацепляют пластину компенсации износа 18 колонки, прикрепленную к вертикальной колонке 18А рамной боковины 2.
Обращаясь теперь к Фиг. 3А, представлен частичный вид надрессорной балки 3 и фрикционного клина 14. Надрессорная балка 3 обычно представляет собой единый элемент из литой стали с внутренними ребрами и опорными частями для обеспечения необходимого сопротивления конструктивного элемента устойчивой тележки 1 железнодорожного грузового вагона с одновременным обеспечением детали со сниженным в целом весом. Надрессорная балка 3 характеризуется наличием зазора 20 с обеих сторон от фрикционного клина 14. Зазор 20 обеспечивает поперечное перемещение фрикционного клина 14 без передачи перемещения надрессорной балке 3. Поперечное перемещение совершается благодаря вставке 17 с низким коэффициентом трения на фрикционном клине 14, устраняющей силу фрикционного клина в направлении движения.
Обращаясь теперь к Фиг. 1 и Фиг. 3Б, представлен вид в разрезе и вид в перспективе фрикционного клина 14. Вертикальная передняя поверхность 14А фрикционного клина характеризуется наличием углубления 35 для вставки 13 фрикционного клина с низким коэффициентом трения и вставки 12 фрикционного клина с высоким коэффициентом трения. Вставка 12 с высоким коэффициентом трения проходит снаружи за пределы лицевой передней поверхности 14А фрикционного клина. Вставка 12 фрикционного клина характеризуется наличием радиального зазора 21 в углублении 35 для перемещения или вращения на вставке 13 с низким коэффициентом трения и в контакте с ней. Как только перемещение вставки 12 фрикционного клина выходит за пределы радиального зазора 21, наталкиваясь на стенку углубления 35 вертикальной передней поверхности 14А фрикционного клина, низкое трение, созданное вставкой 13 фрикционного клина с низким коэффициентом трения, переходит в высокое трение между вставкой 12 с высоким коэффициентом трения и пластиной 18 компенсации износа колонки рамной боковины. Наклонная передняя поверхность 14В фрикционного клина принимает фиксатор 16 вставки надрессорной балки с низким коэффициентом трения, который, в свою очередь, принимает вставку 17 надрессорной балки с низким коэффициентом трения. Вставка 17 надрессорной балки с низким коэффициентом трения расположена между наклонной передней поверхностью 23А надрессорной балки и наклонной передней поверхностью 14В фрикционного клина 14.
Обращаясь теперь к Фиг. 4, представлен вид в перспективе соединения поперечной балки 4 с рамной боковиной 2. Рамная боковина 2 шарнирно поддерживает поперечную балку 4 на опорной части 10 поперечной балки. Концы 29 и 30 опорной части поперечной балки характеризуются наличием суженных стенок 36, которые замыкаются в стенках нижней опорной части 28 рамной боковины. Радиальный зазор между поперечной балкой 4 и опорной частью 10 поперечной балки заполнен подушкой 11 поперечной балки. Это делает соединение между рамной боковиной 2 и поперечной балкой 4 поддерживаемым вертикально, но выполненным с возможностью шарнирно вращаться.
Обращаясь теперь к Фиг. 5, представлен частичный вид в перспективе соединения рамной боковины 2 с переходником 6А подшипника в сборе. Буксовые проемы 2А рамной боковины 2 характеризуются наличием конических сводов 2В для приема подушки 9 и поворотных опор 8. Поворотная опора 8 обеспечивает поворотное перемещение между рамной боковиной 2 и переходником 6 подшипника. Вращение концов 37 поворотной опоры ограничивается в углублении 38 опоры рамной боковины 2. К тому же поворотные опоры 8 поддерживают эластомерную направляющую подушку 7. Поворотная опора 8 ограничена от продольного перемещения ограничителем смещения 39, вплотную прилегающим к концу конического свода 2В буксового проема 2А рамной боковины. Поворот осуществляется продольной силой колесной пары на переходнике 6 подшипника, прижимающей эластомерную направляющую подушку 7 вплотную к концам 37 поворотной опоры.
Обращаясь теперь к Фиг. 6, представлен вид в разрезе шарнирного соединения поперечной балки 4 и рамной боковины 2. Колесные пары 5 поддерживают переходник 6 подшипника, направляющую подушку 7, поворотную опору 8 и подушку 9, которые поддерживают рамную боковину 2. Рамная боковина 2, в свою очередь, поддерживает опорную часть 10 поперечной балки, подушку 11 и поперечную балку 4. Нормальная вертикальная нагрузка устанавливает опорную часть 10 поперечной балки в положении непосредственно под осью поворота поворотной опоры 8. Когда поперечное перемещение передается на переходник 6 подшипника, перемещение действует через рамную боковину 2 на поперечную балку 4. Поперечное перемещение уменьшает отклонения, возникающие в результате бокового смещения железнодорожного рельсового пути, от поперечной балки 4.
Реферат
Устойчивая тележка железнодорожного вагона содержит две рамные боковины и надрессорную балку. Надрессорная балка характеризуется наличием по бокам противоположных концов, каждый конец проходит в отверстие рамной боковины и поддерживается в нем на рессорном комплекте. Устойчивая тележка железнодорожного вагона также включает поперечную балку, проходящую в отверстии рамной боковины и поддерживаемую в нем. Рессорный комплект оперт на каждый конец поперечной балки. Каждая рамная боковина характеризуется наличием отверстия буксового проема на каждом конце, принимающего поворотную опору, для приема эластомерной направляющей подушки и переходника подшипника. Узел крепления рамных боковин и поперечной балки является жестким шарнирным соединением. Фрикционные клинья между рамными боковинами и надрессорной балкой обеспечивают демпфирование от демпфирования при начальном низком уровне трения до демпфирования при высоком уровне трения, как только происходит зацепление. Шарнирная развязка рамной боковины и поперечной балки и поперечное перемещение фрикционных клиньев к надрессорной балке уменьшают взаимодействие отклонений, возникающих в результате смещения рельсового пути, с надрессорной балкой и транспортным средством. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.
Формула
пару параллельных рамных боковин,
поперечную балку, проходящую поперечно между рамными боковинами,
надрессорную балку, проходящую поперечно между рамными боковинами,
причем каждая рамная боковина включает опорную поверхность,
опорную часть поперечной балки, опирающуюся на опорную поверхность каждой рамной боковины,
каждая рамная боковина также включает
нижнюю опорную часть, которая является смежной с концом опорной части поперечной балки,
подушку поперечной балки, опирающуюся на каждую опорную часть поперечной балки,
и конец поперечной балки, опирающийся на каждую подушку поперечной балки,
рессорный комплект, поддерживаемый концом поперечной балки,
конец надрессорной балки, поддерживаемый рессорным комплектом,
пару осей, проходящих поперечно между рамными боковинами,
причем каждая рамная боковина характеризуется наличием буксового проема, образованного на конце рамной боковины,
осевой подшипник, посаженный на конец каждой оси,
переходник подшипника, посаженный на каждый осевой подшипник,
направляющую подушку, посаженную на каждый переходник подшипника,
поворотную опору, посаженную на каждую направляющую подушку,
и осевую подушку, посаженную на каждую поворотную опору,
причем осевая подушка опирается на осевой подшипник,
при этом каждая рамная боковина включает две вертикальные колонки
и пластину компенсации износа, прикрепленную к каждой вертикальной колонке рамной боковины,
и каждый конец надрессорной балки включает две наклонные поверхности,
причем каждая наклонная поверхность надрессорной балки и каждая вертикальная колонка рамной боковины образуют карман для фрикционного клина между ними,
фрикционный клин в каждом кармане для фрикционного клина,
фрикционный клин включает вертикальную переднюю поверхность, смежную с одной из пластин компенсации износа рамной боковины, и наклонную переднюю поверхность, смежную с одной из наклонных поверхностей надрессорной балки,
углубление в вертикальной передней поверхности каждого фрикционного клина,
вставку с низким коэффициентом трения, расположенную в углублении вертикальной передней поверхности фрикционного клина,
и вставку с высоким коэффициентом трения, расположенную смежно с вставкой с низким коэффициентом трения так,
что вставка с высоким коэффициентом трения проходит наружу из углубления за пределы вертикальной передней поверхности фрикционного клина для зацепления с пластиной компенсации износа колонки рамной боковины.
каждая рамная боковина включает две вертикальные колонки,
и пластина компенсации износа прикреплена к каждой вертикальной колонке рамной боковины,
и каждый конец надрессорной балки включает две наклонные поверхности,
причем каждая наклонная поверхность надрессорной балки и каждая вертикальная колонка рамной боковины образуют карман для фрикционного клина между ними,
фрикционный клин в каждом кармане для фрикционного клина,
фрикционный клин включает вертикальную переднюю поверхность, смежную с одной из пластин компенсации износа рамной боковины, и
наклонную переднюю поверхность, смежную с одной из наклонных поверхностей надрессорной балки,
вставку с низким коэффициентом трения, расположенную на наклонной передней поверхности фрикционного клина, и вставку с высоким коэффициентом трения, расположенную смежно с вставкой с низким коэффициентом трения так, что вставка с высоким коэффициентом трения проходит наружу за пределы наклонной передней поверхности фрикционного клина для зацепления с наклонной поверхностью надрессорной балки.
вставку с низким коэффициентом трения, расположенную на наклонной передней поверхности фрикционного клина,
и вставку с высоким коэффициентом трения, расположенную смежно с вставкой с низким коэффициентом трения так,
что вставка с высоким коэффициентом трения проходит наружу за пределы наклонной передней поверхности фрикционного клина и зацепляет наклонную поверхность надрессорной балки.
пару параллельных рамных боковин,
поперечную балку, проходящую поперечно между рамными боковинами,
надрессорную балку, проходящую поперечно между рамными боковинами,
причем каждая рамная боковина включает опорную поверхность,
опорную часть поперечной балки, которая опирается на опорную поверхность каждой рамной боковины,
каждая рамная боковина также включает нижнюю опорную часть, смежную с концом опорной части поперечной балки,
подушку поперечной балки, опирающуюся на каждую опорную часть поперечной балки,
и конец поперечной балки, опирающийся на каждую подушку поперечной балки,
рессорный комплект, поддерживаемый концом поперечной балки,
конец надрессорной балки, поддерживаемый рессорным комплектом,
пару осей, проходящих поперечно между рамными боковинами,
причем каждая рамная боковина характеризуется наличием буксового проема, образованного на конце рамной боковины,
осевой подшипник, посаженный на конец каждой оси,
переходник подшипника, посаженный на каждый осевой подшипник,
направляющую подушку, посаженную на каждый переходник подшипника,
поворотную опору, посаженную на каждую направляющую подушку,
и осевую подушку, посаженную на каждую поворотную опору,
причем осевая подушка опирается на осевой подшипник,
отличающаяся тем, что каждая рамная боковина включает две вертикальные колонки и
пластину компенсации износа, прикрепленную к каждой вертикальной колонке рамной боковины,
и каждый конец надрессорной балки включает две наклонные поверхности,
причем каждая наклонная поверхность надрессорной балки и каждая вертикальная колонка рамной боковины образуют карман для фрикционного клина между ними,
фрикционный клин в каждом кармане для фрикционного клина,
фрикционный клин включает вертикальную переднюю поверхность, смежную с одной из пластин компенсации износа рамной боковины, и наклонную переднюю поверхность, смежную с одной из наклонных поверхностей надрессорной балки,
углубление в вертикальной передней поверхности каждого фрикционного клина,
вставку с низким коэффициентом трения, расположенную в углублении вертикальной передней поверхности фрикционного клина,
и вставку с высоким коэффициентом трения, расположенную смежно с вставкой с низким коэффициентом трения так, что вставка с высоким коэффициентом трения проходит наружу углубления за пределы вертикальной передней поверхности фрикционного клина для зацепления с пластиной компенсации износа колонки рамной боковины.
каждая рамная боковина включает две вертикальные колонки,
и пластина компенсации износа прикреплена к каждой вертикальной колонке рамной боковины,
и каждый конец надрессорной балки включает две наклонные поверхности,
причем каждая наклонная поверхность надрессорной балки и каждая вертикальная колонка рамной боковины образует карман для фрикционного клина между ними,
фрикционный клин в каждом кармане для фрикционного клина,
фрикционный клин включает вертикальную переднюю поверхность, смежную с одной из пластин компенсации износа рамной боковины, и наклонную переднюю поверхность, смежную с одной из наклонных поверхностей надрессорной балки,
вставку с низким коэффициентом трения, расположенную на наклонной передней поверхности фрикционного клина,
и вставку с высоким коэффициентом трения, расположенную смежно с вставкой с низким коэффициентом трения так, что вставка с высоким коэффициентом трения проходит наружу за пределы наклонной передней поверхности фрикционного клина для зацепления с наклонной поверхностью надрессорной балки.
вставку с низким коэффициентом трения, расположенную на наклонной передней поверхности фрикционного клина,
и вставку с высоким коэффициентом трения, расположенную смежно с вставкой с низким коэффициентом трения так, что вставка с высоким коэффициентом трения проходит наружу за пределы наклонной передней поверхности фрикционных клиньев и зацепляет наклонную поверхность надрессорной балки.
