ДЕМПФЕР БУКСЫ ВАГОННОЙ ТЕЛЕЖКИ
CAR BOGIE AXLE BOX DAMPER

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и касается двухосных тележек грузовых вагонов и может быть использовано в любой отрасли машиностроения для снижения уровня вибрационных нагрузок.
Известны простые по конструкции и в обслуживании буксовые соединения колесных пар вагонных тележек, имеющие ряд характерных недостатков, основным из которых является повышенное динамическое воздействие на путь и интенсивный износ трущихся поверхностей в подшипниковом узле буксы, а также гребней колес и рельсов.
Известны технические решения (RU №2304539 С2, B61F 5/30, RU №2248286 С2, B61F 5/00, RU №2200681 С2, B61F 5/32, RU 60908 U1, B61F 5/40 и др.), направленные на устранение недостатков, с применением прокладок - резиновых, резинометаллических или из эластомерных пластмасс, установленных на буксу.
Сведения о результатах испытаний грузовых тележек с ними свидетельствуют о необходимости их дальнейшего совершенствования для достижения более высоких динамических и эксплуатационных качеств.
Известны амортизирующие (RU №2224150 C1, 7 F16F 7/08, B61F 5/12, RU №2224931 C17 F16F 7/08, B61F 5/12, RU №2104195 C1,6 B61F 5/00) устройства, которые содержат фрикционные клинья, поджимаемые пружинами, или фрикционные гасители колебаний, укрепленные на колонках боковых рам тележки.
Однако они не обладают достаточной эффективностью гашения вертикальных колебаний и подвержены усиленному износу, особенно при больших силах трения покоя.
Известны также патенты (RU №2292282 C1, B61F 5/30, 3/02, RU №2294295 C1, B61F 3/02, 5/12, 5/16, 5/30), в буксовом подвешивании которых между рамой и адаптером установлены резинометаллические упругие пружины V-образной формы.
Однако применение пружин этой формы на существующем открытом типе боковой рамы приводит к возникновению значительных крутящих моментов в горизонтальной плоскости при вписывании тележки в кривые участки пути. Устранение этого недостатка усложняет конструкцию боковой рамы и изменяет существующее серийное производство их.
Известны упруго-демпферные устройства (RU №2237204 С2,7 F16F 7/00) на базе упругогистерезисных пружин, состоящих из пакета гофрированных пластин, расположенных на круговой кольцевой и цилиндрической поверхностях.
В качестве прототипа взято демпфирующее устройство (RU №60160 U1, F16F 13/02, B61F 5/26) для надбуксового подвешивания, в котором упругий элемент выполнен в виде пакета конических пружин с гофрами, направленными по образующим конических пружин, поджатых между коническими поверхностями подрессоренного и опорного колец, торец последнего установлен в кольцевой канавке подрессоренного кольца с возможностью демпфирования ударных вибраций, упомянутый пакет пружин окружен с кольцевым зазором цилиндрической стенкой опорного кольца, образующего камеру, конические пружины в которых контактируют между собой посредством вязкой смазки, усиливающей гашение вибраций.
Недостатками известного устройства, а также вышеописанного является то, что они не обеспечивают достаточного гашения горизонтальных колебаний, что в целом влияет на динамику движения вагона и качественную характеристику его передвижения. Кроме того, это устройство сложно в изготовлении, требует формирования дополнительных посадочных мест на конструкции тележки или ее переделки, т.е налаживания нового производства.
Основной задачей предлагаемого демпфера буксы является создание единой конструкции, способной гасить вибрационные колебания по всем направлениям воздействия с уменьшением износа и увеличением длительности срока эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что демпфер буксы вагонной тележки, содержащий корпус с упругогистерезисными пружинами, выполненными в виде пакетов гофрированных пластин, причем выпуклость одного гофра входит во впадину другого и между гофрированными пластинами нанесена пленка из вязкой жидкости, корпус имеет основание с закрепленными на нем с помощью осей боковыми вертикальными стенками, причем на основании и боковых вертикальных стенках установлены блоки, выполненными из рам, закрепленных с одной стороны на основании и боковых вертикальных стенках, а с другой - с подвижными крышками, перемещающимися по направляющим рам и удерживаемыми от выпадения посредством буртиков, при этом под подвижными крышками установлены упруго-гистерезисные пружины из пакета гофрированных прямоугольных пластин различной толщины с расположением гофр по длине пластины, корпус с блоками размещен в зазоре между адаптером буксы колесной пары и проемом боковой рамы вагонной тележки, при этом подвижные крышки блоков контактируют с поверхностями проема боковой рамы вагонной тележки, а основание и боковые вертикальные стенки - с поверхностями адаптера буксы колесной пары, упомянутые оси размещены в пазах рамы основания с зазорами с возможностью перемещения и вращения боковых вертикальных стенок по всем направлениям, компенсируя перекосы при движении вагонной тележки.
Кроме того, оси, соединяющие рамы основания и боковых вертикальных стенок, от выпадения из пазов рамы основания удерживаются сформированной замыкающей головкой заклепок и на трущиеся с проемом боковых рам тележек поверхности крышек нанесено износостойкое гальваническое покрытие.
На фиг.1 изображен демпфер буксы вагонной тележки - главный вид с продольным разрезом; на фиг.2 - вид А фиг.1; на фиг.3 - сеч. Б-Б фиг.1; на фиг.4 сеч. В-В фиг.1; на фиг.5 - выносной элемент Г с типовым пакетом гофрированных пластин фиг.1; на фиг.6 - сеч. Д-Д фиг.2.
Демпфер буксы вагонной тележки состоит из корпуса, содержащего основание 1 с закрепленными на нем с помощью осей 2 боковыми вертикальными стенками 3.
На основании 1 и боковых вертикальных стенках 3 установлены блоки.
Каждый блок выполнен из рамы 4 и подвижной крышки 5, перемещающейся по направляющим 6 рамы 4 и удерживаемой от выпадения посредством буртика 7 этих рам и подвижных крышек.
Под каждой подвижной крышкой 5 расположены упругогистерезисные пружины 8, состоящие из пакета гофрированных прямоугольных пластин различной толщины с расположением гофр по длине пластины и установленные согласно типовому выносному элементу Г.
Корпус с блоками размещен в зазоре между адаптером 9 буксы колесной пары и проемом боковой рамы 10 вагонной тележки, при этом подвижные крышки 5 блоков контактируют с поверхностями проема боковой рамы 10 вагонной тележки, а основание 1 и боковые вертикальные стенки 3 - с поверхностями адаптера 9 колесной пары.
Оси 2 размещены в пазах 11 и 12 рамы 4 основания 1 с зазорами 13, 14 и 15 с возможностью перемещения и вращения боковых вертикальных стенок 3 по всем направлениям, компенсируя перекосы при движении вагонной тележки, при этом пазы расположены во взаимно перпендикулярных направлениях.
Оси 2 удерживаются от выпадения из пазов рамы 4 основания 1 сформированной замыкающей головкой заклепок16.
На трущиеся с проемом боковых рам 10 вагонных тележек поверхности подвижных крышек 5 нанесено износостойкое гальваническое покрытие.
Блоки, закрепленные на основании 1, служат для восприятия вертикальной нагрузки, блоки, закрепленные на боковых вертикальных стенках 3, - для восприятия горизонтальной нагрузки, действующей вдоль или поперек рельсового пути.
Также для восприятия горизонтальной нагрузки, действующей поперек рельсового пути, служат блоки, расположенные на наклонных участках основания 1.
Зазоры 13, 14 и 15 служат также для компенсации допускаемых отклонений проема боковой рамы 10 вагонной тележки и адаптера 9 буксы колесной пары.
Для посадки на клиновые горизонтальные поверхности адаптера 9 буксы колесной пары установлена прокладка 17.
Демпфер работает следующим образом.
Вибрационные нагрузки по всем направлениям боковой рамы 10 вагонной тележки передаются через подвижные крышки 5 на упругогистерезисные пружины 8, состоящие из пакета гофрированных прямоугольных пластин.
При увеличении или уменьшении усилия, сжимающего пакет, происходит взаимное проскальзывание пластин пакета, сопровождаемое работой сил трения и рассеиванием энергии колебаний. При достижении предельной величины нагрузки вершины гофр распрямляются и работают как набор упругих пластин, при этом их от смещения относительно друг друга предохраняют торцы подвижных крышек 5, упирающиеся в направляющие 6 рам 4.
Кроме рассеивания энергии виброударных колебаний за счет сухого трения между пластинами пакета происходит дополнительное рассеивание указанной энергии за счет движения вязкой жидкости между гофрированными пластинами.
Использование предлагаемого изобретения позволит обеспечить демпфирование вибрационных нагрузок по всем направлениям воздействия и их снижение, упрощение конструкции и размещение ее в зазоре между адаптером буксы колесной пары и проемом боковой рамы вагонной тележки с учетом всех перекосов, возникающих при его движении, повышение надежности, уменьшение износа и увеличение длительности срока эксплуатации грузового вагона.