Устройство и способ управления положением колесных пар тележки грузового вагона в железнодорожном пути
DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE POSITION OF WHEEL PAIRS OF A FREIGHT CAR BOGIE IN A RAILWAY TRACK

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, а именно к устройствам и способам для самоустановки колесных пар тележек при движении по участкам пути с изменяемой кривизной.
Известен способ снижения износа системы колесо-рельс, заключающийся во введении дополнительных связей и устройств для уменьшения углов набегания гребней наружных колес колесных пар при движении подвижного состава в кривых участках пути и уменьшении поперечных сил трения в узле взаимодействия колесо-рельс. Для осуществления способа между боковинами в верхней части тележки по центру устанавливается жесткая поперечная связь в виде рамки цельной или коробчатой, сварной или литой конструкции, длинные части которой выполнены в виде обратного коромысла. Указанная рамка связывает боковины тележки друг с другом при помощи болтовых соединений или сварки. Вместо типовых колесных пар предлагается устанавливать колесные пары с независимым вращением колес и осью, состоящей из двух частей. Правая часть оси имеет цилиндрическую полость, в которую вкладывается полимерная вставка, предназначенная для уменьшения трения между частями оси. Левая часть оси заканчивается полусферой, входит в цилиндрическую полость правой части и упирается в полимерную вставку (RU №2449910 С2, B61F 3/00, B61F 5/50, B61F 5/38 опубл. 10.05.2012).
Недостатком известного технического решения является сложность конструкции колесных пар, обусловленная применением в колёсных парах полой оси, состоящей из двух частей, сопряженных друг с другом, что делает технологически нецелесообразным ее использование под грузовыми вагонами.
Известен способ снижения износа системы колесо-рельс, заключающийся в том, что углы набегания гребней колес на боковую грань головки наружного рельса уменьшают путем разворачивания оси колесной пары в направлении радиуса криволинейного участка пути, для чего с определенной периодичностью и длительностью производят подтормаживание колеса колесной пары, которое движется по внутреннему рельсу (RU № 2515946 С1, В61F 5/38, опубл. 20.05.2014).
Недостатком указанного способа является то, что из-за периодического неодновременного подтормаживания колёс колёсной пары будет происходить неравномерный износ тормозных колодок и гребней колёс одной из колёсных пар, что приведет к сокращению межремонтных пробегов тележки.
Известно устройство соединения буксы с боковой рамой тележки грузового вагона, принятое за прототип, с помощью которого осуществляется управление положением колёсных пар в тележке за счет установки упругого V-образного амортизатора между адаптером и опорными поверхностями буксового проёма боковой рамы тележки с продольной жёсткостью вдоль продольной оси тележки меньшей, чем поперечная жёсткость относительно продольной оси тележки, что обеспечивает благоприятные условия для радиальной установки колесных пар (RU № 2342271 С1, В61F 5/30, опубл. 27.12.2008).
Недостатком данного устройства соединения буксы с боковой рамой тележки грузового вагона, с помощью которого осуществляется управление положением колёсных пар в тележке, является невозможность управления поперечной и продольной жесткостями упругого амортизатора при входе в кривой участок пути в зависимости от загруженности грузового вагона.
Техническим результатом заявляемого изобретения является осуществление управления положением колесных пар тележки грузового вагона в железнодорожном пути, улучшающего вписывание грузового вагона в кривые участки железнодорожного пути за счет принудительного изменения поперечной и продольной жесткостей упругого амортизатора в зависимости от загрузки вагона.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для управления положением колёсных пар тележки грузового вагона в железнодорожном пути, включающем V-образный амортизатор, выполненный из верхней и нижней металлических пластин с размещённым между ними упругим материалом, установленный между опорными поверхностями адаптера, установленного на буксовом подшипнике, и буксового проёма боковой рамы тележки, в рессорном проёме боковой рамы тележки под надрессорной балкой установлен исполнительный механизм для воздействия на силовой механизм, размещенный внутри боковой рамы тележки над буксовым проёмом для передачи вертикальной силы на прикрепленные к нему вертикальные конические штыри с возможностью их перемещения силовым механизмом к V-образному амортизатору и размещения конических штырей в ответных отверстиях верхней металлической пластины и упругого материала V-образного амортизатора до их упора в его нижнюю металлическую пластину, выполненную цельной.
Также технический результат достигается тем, что в способе управления положением колёсных пар тележки грузового вагона, заключающемся в установке между опорными поверхностями буксового проёма боковой рамы и адаптера, установленного на буксовый подшипник, упругого V-образного амортизатора, выполненного из верхней и нижней металлических пластин с размещённым между ними упругим материалом, внутри боковой рамы тележки над буксовым проёмом устанавливают силовой механизм для управления положением колёсных пар, на который воздействуют посредством исполнительного механизма, который размещают в рессорном проёме боковой рамы тележки под надрессорной балкой таким образом, что при загрузке грузового вагона прикрепленные к силовому механизму вертикальные конические штыри перемещаются силовым механизмом к V-образному амортизатору, входят в ответные отверстия верхней металлической пластины и упругого материала V-образного амортизатора до упора в его нижнюю металлическую пластину, выполненную цельной, тем самым увеличивают жёсткость упругого V-образного амортизатора в продольном и поперечном направлениях, что улучшает вписывание грузового вагона в кривые участки железнодорожного пути.
Изобретение поясняется чертежами:
- на фиг. 1 изображено устройство управления положением колесных пар тележки при порожнем грузовом вагоне;
- на фиг. 2 изображено устройство управления положением колесных пар тележки при нагруженном грузовом вагоне;
- на фиг. 3 изображена выноска А фиг. 2.
Устройство для управления положением колёсных пар тележки грузового вагона включает V-образный амортизатор 1, выполненный из верхней 2 и нижней 3 металлических пластин с размещённым между ними упругим материалом 4, установленный между опорными поверхностями адаптера 5, установленного на буксовом подшипнике 6, и буксового проёма 7 боковой рамы 8 тележки. Внутри боковой рамы 8 тележки над буксовым проёмом 7 установлен силовой механизм 9 для передачи вертикальной силы на вертикальные конические штыри 10, прикрепленные к нему и выполненные с возможностью их перемещения силовым механизмом 9 к V-образному амортизатору 1 с размещением вертикальных конических штырей 10 в ответных отверстиях 11 верхней металлической пластины 2 и упругого материала 4 V-образного амортизатора 1 до упора в нижнюю металлическую пластину 3 V-образного амортизатора, выполненную цельной.
На силовой механизм 9 воздействуют посредством исполнительного механизма 12, размещённого в рессорном проёме 13 боковой рамы 8 тележки под надрессорной балкой 14.
Работу устройства и реализацию способа управления положением колесных пар тележки грузового вагона в железнодорожном пути рассмотрим в процессе изменения вертикальной нагрузки, воздействующей на V-образный амортизатор, при нагруженном и порожнем грузовом вагоне.
В процессе движения порожнего грузового вагона в кривых участках пути вертикальные конические штыри 10 (например, штоки гидроцилиндров), прикрепленные к силовому механизму 9 (например, исполнительному гидроцилиндру), размещенному над буксовым проёмом 7 в боковой раме 8 тележки, и выполненные с возможностью их перемещения силовым механизмом 9 к V-образному амортизатору 1, установленному между опорными поверхностями адаптера 5, установленного на буксовом подшипнике 6, и буксового проёма 7 боковой рамы 8 тележки, находятся в верхнем положении, не контактируют с V-образным амортизатором 1 и не влияют на продольную вдоль продольной оси тележки и поперечную продольной оси тележки жесткости V-образного амортизатора 1.
После загрузки вагона исполнительный механизм 12 (например, задающий гидроцилиндр), размещенный в рессорном проеме 13 боковой рамы 8 тележки под надрессорной балкой 14 воздействует на соединенный с ним силовой механизм 9, расположенный внутри боковой рамы 8 над буксовым проемом 7 тележки. Силовой механизм 9, в свою очередь, воздействует на прикрепленные к нему вертикальные конические штыри 10, и перемещает их в направлении V-образного амортизатора 1 в ответные отверстия верхней металлической пластины 2 и упругого материала 4 V-образного амортизатора 1 до упора в его нижнюю металлическую пластину 3, увеличивая при этом продольную вдоль продольной оси тележки и поперечную продольной оси тележки жесткости V-образного амортизатора 1.
Применение изобретения улучшит управление положением колесных пар тележки в железнодорожном пути и вписывание грузового вагона в кривые участки железнодорожного пути за счёт принудительного изменения продольной вдоль продольной оси тележки и поперечной продольной оси тележки жесткостей в зависимости от загрузки вагона.