КОЛЕСНАЯ ПАРА ТРЕХОСНОЙ ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА
WHEELS PAIR OF A THREE-AXLE TROLLEY OF A RAILWAY FREIGHT CAR

Заявляемое изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции колесной пары трехосной тележки грузового железнодорожного вагона с балансирами.
Известна конструкция трехосной тележки типа УВЗ-9М [«Вагоны. Конструкция, теория и расчет» под ред. Л.А. Шадура, Москва, «Транспорт», 1980, рис. VIII.10, стр. 183-184], которая содержит шарнирно соединенные посредством балансиров боковые рамы, опирающиеся на буксы крайних колесных пар непосредственно, а на буксы средней колесной пары – через балансиры.
К недостаткам данной конструкции тележки можно отнести то, что балансир закрывает собой зону сканирования буксового узла средней колесной пары при проведении бесконтактного теплового контроля напольными приборами, что не позволяет своевременно выявлять возникающие в процессе эксплуатации неисправности подшипниковых узлов и, тем самым, предупреждать возникновение необратимых отказов, способных привести к авариям и крушениям со сходом подвижных единиц с рельсов.
Также известна конструкция трехосной тележки с балансиром [патент РФ 177424, опубликован 21.02.2018, бюл. №6], которая содержит три колесные пары с буксами четыре боковые рамы, два балансира, четыре комплекта рессорного подвешивания, две надрессорные балки, шкворневую балку, при этом балансир по концам имеет наклонные опорные плоскости пазов для опирания боковых рам.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемого изобретения.
Технической проблемой вышеописанной конструкции является следующее:
В процессе эксплуатации необходимо выявлять неисправные (греющиеся) буксовые узлы, так как их эксплуатация представляет угрозу безопасности движения поездов. Автоматические системы контроля технического состояния буксовых узлов позволяет своевременно выявлять и исключать появляющиеся в процессе эксплуатации неисправности подвижных частей состава и предупредить возникновение необратимых отказов, способны предотвратить аварии, сократить время остановок в пути по техническим причинам и повысить безопасность движения. Таким образом, перекрытие балансиром нижней зоны сканирования приводит к невозможности проведения бесконтактного теплового контроля буксового узла средней колесной пары напольными приборами контроля в процессе эксплуатации и снижению безопасности движения поездов в составе которых используются данные конструкции трехосных тележек.
Техническим результатом, от применения предлагаемого изобретения, является повышение безопасности эксплуатации грузовых вагонов, использующих трехосные тележки с балансирами, кроме того, применение изобретения сокращает затраты на ремонт и обслуживание колесных пар с балансирами трехосных тележек.
Технический результат достигается за счет того, что в колесной паре трехосной тележки грузового железнодорожного вагона по центру нижней части проема каждого балансира выполнено вертикально ориентированное отверстие, образованное посредством расположенных друг напротив друга, в продольном и поперечном сечении балансира, наклонных стенок, расширяющих отверстие к низу. Выполнение отверстия в нижней части балансира позволяет посредством наземных средств контроля беспрепятственно снимать показания температуры с подшипника колесной пары, своевременно выявляя неисправные и вышедшие из строя подшипниковые узлы, тем самым, предотвращая аварийные ситуации со сходом подвижного состава и повышая безопасность эксплуатации грузовых вагонов, использующих трехосные тележки с балансирами.
Выполнение отверстия в поперечной плоскости балансира шириной «l» в диапазоне значений от 90 до 100 мм позволяет обеспечить оптимальную, ширину открытой поверхности подшипникового узла, необходимую для снятия приборами контроля показаний температуры, способствуя снижению вероятности пропуска, требующего замены, подшипникового узла и повышению безопасности эксплуатации подвижного состава. Выполнение ширины отверстия менее представленного диапазона значений снижает вероятность выявления неисправного подшипникового узла, так как, луч приемника инфракрасного излучения расширяется по направлению к диагностируемому объекту и при недостаточной ширине отверстия в балансире, снятие показаний температуры будет производится не с поверхности подшипника, а с поверхности балансира. В свою очередь выполнение отверстия шириной превышающей указанный диапазон значений не обеспечивает требуемой прочности конструкции балансира и может привести к его излому и, как следствие, сходу подвижного состава.
Выполнение наклонных стенок отверстия, в продольном сечении балансира, под углом «α» к вертикальной оси проема в диапазоне значений от 35 до 50 градусов, позволяет производить контроль температуры по всей доступной в сечении отверстия поверхности подшипникового узла, способствуя снижению вероятности пропуска, требующего замены, подшипникового узла и повышению безопасности эксплуатации подвижного состава. Данное утверждение основано на том, что в устройствах наземного контроля температуры подшипниковых узлов колесных пар, приемник инфракрасного излучения направлен на подшипник под углом 55 градусов к горизонту. Таким образом, выполнение наклонных стенок под углом к вертикальной оси проема менее 35 градусов уменьшает площадь подлежащей контролю поверхности подшипника, снижая тем самым качество производимых измерений и повышая вероятность пропуска неисправного подшипникового узла. В свою очередь, выполнение наклонных стенок под углом к вертикальной оси проема более 50 градусов не только не увеличивает площадь подлежащей контролю поверхности подшипника, но и не обеспечивает требуемой минимальной прочности конструкции балансира.
Выполнение предлагаемого технического решения так, что наклонные стенки отверстия в балансире сопряжены между собой по радиусу, позволяет равномерно распределить нагрузки по поверхностям стенок без образования концентраторов напряжений приводящих трещинам и излому конструкции балансира.
Выполнение в нижней части балансира на наружной поверхности каждой продольно ориентированной наклонной стенки не менее, чем одной бонки, с выполненным в ней отверстием с резьбой для крепления блокиратора посредством крепежных элементов, позволяет исключить выход подшипникового узла колесной пары из контакта с упорными поверхностями балансира, при соударениях вагонов в эксплуатации, а также, позволяет закреплять различные конструкции блокираторов на корпусе балансира не перекрывая отверстие в нижней части проема балансира.
Колесная пара трехосной тележки грузового железнодорожного вагона, включающая в себя ось с напрессованными на нее колесами и подшипниковыми узлами, балансиры, каждый из которых представляет собой стальную отливку с ассиметрично выполненными концевыми частями и замкнутыми в средней части арочным проемом, имеющим опорные и упорные поверхности под подшипниковый узел, при этом в каждой концевой части балансира имеется проем для размещения боковой рамы тележки, ограниченный вертикальными стенками с выполненными в них отверстиями для соединения балансира с боковыми рамами, при этом, по центру нижней части проема каждого балансира выполнено вертикально ориентированное отверстие, образованное посредством расположенных друг напротив друга, в продольном и поперечном сечении балансира, наклонных стенок, расширяющих отверстие к низу. Кроме того, в поперечной плоскости ширина отверстия «l» находится в диапазоне значений от 90 до 100 мм, в продольном сечении балансира наклонные стенки отверстия выполнены под углом «α» к вертикальной оси проема, который находится в диапазоне значений от 35 до 50 градусов, а сопряжения наклонных стенок между собой выполнены по радиусу. Также, в нижней части балансира на наружной поверхности каждой продольно ориентированной наклонной стенки выполнена не менее, чем одна бонка, с выполненным в ней отверстием с резьбой для крепления блокиратора посредством крепежных элементов.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами:
Фиг. 1 – колесная пара с балансиром (изометрия);
Фиг. 2 – колесная пара с балансиром (вид сбоку);
Фиг. 3 – сечение А-А;
Фиг. 4 – балансир (изометрия);
Фиг. 5 – балансир (вид спереди);
Фиг. 6 – сечение Б-Б;
Фиг. 7 – вид В.
Реализация предложенного технического решения может быть выполнена следующим образом:
Колесная пара трехосной тележки грузового железнодорожного вагона (фиг. 1 и 2), включает в себя ось 1 с напрессованными на нее колесами 2 и коническими подшипниковыми узлами 3. Также включает балансиры 4, каждый из которых представляет собой стальную отливку с ассиметрично выполненными концевыми частями 5, 6 и замкнутыми в средней части арочным проемом 7. Арочный проем 7 содержит опорные 8 и упорные 9 поверхности которыми балансир устанавливается на подшипниковый узел 3. В каждой концевой части 5 и 6 балансира 4 выполнен проем 23 предназначенный для размещения боковой рамы тележки и ограниченный вертикальными стенками 10 и 11 с выполненными в них отверстиями 12 для соединения балансира 4 с боковыми рамами. По центру нижней части 13 арочного проема 7 каждого балансира 4 выполнено вертикально ориентированное отверстие 14. Отверстие 14 образовано посредством расположенных друг напротив друга, в продольном и поперечном сечении балансира, наклонных стенок 15, 16 и 17, 18, расширяющих отверстие 14 к низу. В поперечной плоскости ширина «l» отверстия 14 составляет 100 мм. В продольном сечении балансира 4 наклонные стенки 17 и 18 отверстия 14 в балансире 4 выполнены под углом «α» к вертикальной оси проема 7 равным 40 градусам. Наклонные стенки 15, 16 и 17, 18 стенки отверстия 14 сопряжены между собой по радиусу. В нижней части 13 балансира 4 на наружной поверхности каждой продольно ориентированной наклонной стенки 15 и 16 выполнено по одной бонке 19. В бонках 19 выполнены отверстия 20 с резьбой для крепления блокиратора 21 посредством крепежных элементов 22 представляющих собой болт и стопорную шайбу.
Таким образом, в процессе эксплуатации, при прохождении подвижным составом пунктов технического контроля, средствами контроля (приемник инфракрасного излучения) будет осуществляться беспрепятственный съем показаний нагрева подшипниковых узлов 3 непосредственно с корпуса подшипника.