ВНУТРЕННЯЯ ПРУЖИНА ДЛЯ РЕССОРНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, касается рессорного подвешивания двухосных тележек грузовых вагонов, в частности внутренней пружины для рессорного подвешивания.
Известна внутренняя пружина для рессорного подвешивания цилиндрическая, витая, с рабочими и опорными витками, имеющая число рабочих витков 4,5-5,4, ее индекс, определяемый как отношение среднего диаметра витка к диаметру прутка пружины, составляет 4,750-5,750, выполнена из стали, имеющей предел текучести не менее 1470 МПа (RU 162774, F16F 1/06, 27.06.2016).
Недостатками данной внутренней пружины для рессорного подвешивания являются высокие напряжения в рабочих витках при ее нагружении в виду малого числа рабочих витков; применение сталей только с пределом текучести не менее 1470 МПа, что увеличивает себестоимость внутренней пружины.
Известна внутренняя пружина для рессорного подвешивания, цилиндрическая, витая, с рабочими и опорными витками, имеющая число рабочих витков 5,9-6,3, ее индекс, определяемый как отношение среднего диаметра витка к диаметру прутка пружины, составляет 5,750-6,263, выполнена из стали, имеющей предел текучести не менее 1470 МПа (RU 162858, F16F 1/06, 27.06.2016).
Недостатками данной внутренней пружины для рессорного подвешивания являются: низкая жесткость для применения в тележках грузовых вагонов с осевой нагрузкой 23,5 т; применение сталей только с пределом текучести не менее 1470 МПа, что увеличивает себестоимость внутренней пружины.
Известна внутренняя пружина для рессорного подвешивания, цилиндрическая, витая, с рабочими и опорными витками, имеющая число рабочих витков 5,95, ее индекс, определяемый как отношение среднего диаметра витка к диаметру прутка пружины, составляет 5,65 (RU 181842, F16F 1/06, 26.07.2018).
Недостатком данной внутренней пружины для рессорного подвешивания является низкая жесткость для применения в тележках грузовых вагонов с осевой нагрузкой 23,5 т.
Известна пружина сжатия для рессорного подвешивания цилиндрическая, винтовая, представляющая собой брус, ось которого параллельна винтовой образующей цилиндра, с рабочими и опорными витками, средний диаметр которой составляет интервал от 110 мм до 115 мм, ее индекс, определяемый как отношение среднего диаметра витка к диаметру прутка пружины, составляет интервал от 5,500 до 6,053, выполнена из стали, имеющей предел текучести не менее 1470 МПа, угол подъема оси винтового бруса составляет интервал от 5,839° до 6,318°, а длина оси рабочей части винтового бруса составляет интервал от 2123 мм до 2280 мм (RU 188510, F16F 1/06, 26.07.2018).
Недостатками данной пружины сжатия для рессорного подвешивания являются: применение сталей только с пределом текучести не менее 1470 МПа, что увеличивает себестоимость внутренней пружины; крупные габариты, что приводит к высокой собственной массе и повышении массы неподрессоренных частей тележки вагона, неблагоприятно влияющих на путь.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является внутренняя пружина для рессорного подвешивания цилиндрическая, витая, с рабочими и опорными витками, имеющая высоту в свободном состоянии в диапазоне от 240 мм до 330 мм и число рабочих витков 6,0-6,5, а ее индекс, определяемый как отношение среднего диаметра витка к диаметру прутка пружины, составляет интервал от 5,500 до 6,053, пружина выполнена из стали, имеющей предел текучести не менее 1470 МПа (RU 153745, B61F 5/06, F16F 1/06, 27.07.2015).
Недостатками данной внутренней пружины для рессорного подвешивания являются высокие напряжения в рабочих витках при ее нагружении в виду малого числа рабочих витков для высоты в свободном состоянии 330 мм, что ограничивает циклическую долговечность внутренней пружины и не обеспечивает срок службы при эксплуатации 16 лет и более; применение сталей только с пределом текучести не менее 1470 МПа, что увеличивает себестоимость внутренней пружины.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании внутренней пружины с геометрическими характеристиками и марками сталей с пределом текучести ниже 1470 МПа, которые позволяют снизить напряжения в рабочих витках пружины, увеличить циклическую долговечность и обеспечить срок службы в эксплуатации не менее 16 лет.
Технический результат достигается тем, что внутренняя пружина для рессорного подвешивания цилиндрическая, витая, с рабочими и опорными витками, имеющая число рабочих витков 6,2, имеет полное число витков в интервале от 7,45 до 7,95, диаметр прутка пружины от 19,79 мм до 20 мм, средний диаметр витка от 108,7 мм до 111,51 мм, ее индекс, определяемый как отношение среднего диаметра витка к диаметру прутка пружины, составляет интервал от 5,435 до 5,635, угол подъема винтовой линии рабочих витков от 6,49° до 6,87°, высота в свободном состоянии от 247 мм до 255 мм, выполнена из пружинных марок сталей с пределами текучести в диапазоне от 1325 МПа до 1665 МПа, имеет клинообразную форму опорных концов.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом.
cp
пр
св
Внутренняя пружина для рессорного подвешивания цилиндрическая, витая, с рабочими 1 и опорными 2 витками, имеющая число рабочих витков 6,2, полное число витков от 7,45 до 7,95, выполненная из пружинных марок сталей 60С2А, 60С2ХА, 60С2ХФА или 65С2ВА, имеющих предел текучести в диапазоне от 1325 МПа до 1665 МПа, при этом ее индекс, определяемый как отношение среднего диаметра витка D в диапазоне от 108,7 мм до 111,51 мм к диаметру прутка пружины d в диапазоне от 19,79 мм до 20 мм, составляет интервал от 5,435 до 5,635, угол подъема винтовой линии рабочих витков α от 6,49° до 6,87°, высота в свободном состоянии Н от 247 мм до 255 мм, имеющая клинообразную форму опорных концов.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в том, что подобраны геометрические характеристики и марки сталей внутренней пружины, установленной под фрикционные клинья и под надрессорную балку, имеющей индекс от 5,435 до 5,635, которые позволяют создать в комплекте с соответствующими наружными пружинами конструкцию рессорного подвешивания двухосной тележки грузового вагона, обеспечивающей выполнение требований ГОСТ 9246-2013 «Тележки двухосные трехэлементные грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия» и снижают напряжения в рабочих витках на 3%, что увеличивает циклическую долговечность внутренней пружины не менее чем на 54%.
На заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и проводятся всесторонние испытания опытных образцов.