ТОРСИОННАЯ РЕССОРА ЭКИПАЖА
LOCOMOTIVE UNDERFRAME TORSION SPRING

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкции автомобилей, прицепов, полуприцепов, локомотивов и вагонов.
Известна конструкция торсионной рессоры (см. книгу Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учебник для студентов вузов, Л.Л.Камаев и др. / Под ред. Камаева Л.Л., - М.: Машиностроение, 1981 г.), представляющая собой (см. стр.88, рис.51 этой же книги) стержень круглого или квадратного сечения, один конец которого закреплен во втулке, установленной на раме тележки локомотива, а другой жестко связан с рычагом, шарнирно соединенным с кузовом. Второй опорой стержня служит подшипник. Недостатком такой торсионной рессоры является то, что она имеет постоянную крутильную жесткость за счет неизменяемых физико-механических свойств материала и постоянных геометрических параметров, таких как длина стержня торсиона и его диаметр.
Известна также торсионная рессора, описанная в книге Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Кн 2. Под ред П.Н.Усачева. - 3-е изд. исправл. - М.: Машиностроение, 1988 г. и показанная на стр.523, рис.910. Конструкция такой рессоры аналогична вышеописанной, и, следовательно, недостатки их подобны.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является расширение эксплуатационных возможностей торсионной рессоры.
Поставленная цель достается тем, что внутренняя круговая поверхность подшипниковой опоры снабжена длинноходовой резьбой, взаимосвязанной с ответной, расположенной на шлицевой втулке, жестко присоединенной к рычагу стержня, причем ее шлицы контактируют с подобными, выполненными на концевом участке стержня торсиона, обращенного в сторону упомянутого рычага.
На чертежах фиг.1 показан общий вид торсионной рессоры экипажа в ее продольной и плоскости с разрезами, и на фиг.2 - ее вид по стрелке А.
Торсионная рессора экипажа состоит из стержня 1, снабженного шлицами 2, взаимосвязанными с ответными, выполненными в шлицевой опоре 3. Стержень 1 снабжен еще другими шлицами 4, взаимодействующими со шлицами 5, нарезанными в шлицевой втулке 6. Шлицевая втулке 6 снабжена длинноходовой резьбой 7, контактирующей с подобной нарезной в подшипниковой опоре 8, причем шлицевая втулка 6 с помощью болтов 9 закрепляется на рычаге 10. Шлицевая опора 3 и подшипниковая опора 8 жестко закрепляется на раме 11 экипажа, а рычаг 10 контактирует с его кузовом 12.
c
д
1
д
д
<mrow><msub><mi>K</mi><mi>ϕ</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>G</mi><msub><mi>J</mi><mi>P</mi></msub></mrow><mrow><mi>l</mi><msup><mi>d</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac></mrow>
Работает торсионная рессора экипажа следующим образом. При действии статической нагрузки P (см. фиг.2), возникающей от собственного веса кузова 12 экипажа, рычаг 10, поворачиваясь по стрелке В на определенный угол, занимает такое положение, как это показано на фиг.2, при этом рычаг 10, получая угловой поворот в этом направлении, за счет жестко к нему присоединенной шлицевой втулки 6 обеспечивает и ее угловой поворот в этом же направлении. А так как шлицевая втулка 6 снабжена длинноходовой резьбой 7, взаимодействующей с ответной, выполняемой в подшипниковой опоре 8, то она также получает поступательное движение на стрелке С, одновременно перемещаясь своими шлицами 5 по шлицам 4 стержня 1, закручивая последний на определенный угол. В итоге описанные линейное и угловое перемещение указанных конструкционных элементов позволяет установить рабочую длину l стержня 1 торсиона. Предположим теперь, что в процессе движения экипажа и преодоления его движителями (на чертеже они не показана) микро- и макронеровностей пути кузов 12 за счет его колебаний создает динамическую нагрузку Р (см. фиг.1 и фиг.2), что позволит рычагу 10 получить дополнительный угловой поворот, также действующий в направлении стрелки В. Также угловое перемещение рычага 10 обеспечит, как и в предыдущем случае, поступательное движение шлицевой втулки 6 по стрелке С, одновременной за счет наличия длинноходовой резьбы 7, а также закрутку стержня 1 на еще больший угол, чем предыдущий. При этом видно, что рабочая длина стержня 1 уменьшится с l до l и такое перемещение увеличит крутильную его жесткость. Это связано с тем, что происходит демпфирование вышеуказанной динамической составляющей Р. Увеличение жесткости стержня 1 торсиона подтверждается известной зависимостью
, откуда видно, что с уменьшением рабочей длины l стержня 1 торсиона возрастает его крутильная жесткость. После исчезновения Рторсионная рессора занимает такое положение, как это показано на фиг.1 и фиг.2. Далее описанный процесс демпфирования колебаний кузова 12 за счет изменения рабочей длины стержня 1 торсиона может осуществляться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения по сравнению с известными очевидно, так как оно позволяет расширить эксплуатационные возможности торсионных рессор, используемых в конструкциях различного подвижного состава.