КОЛЕСНАЯ ПАРА РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, касается способа прохождения криволинейных участков пути тележками транспортного средства, имеющими возможность независимого вращения колес и решает задачи увеличения ресурса колесной пары, повышения ремонтопригодности, сокращения затрат на техническое обслуживание и ремонт, повышения ходовых качеств и безопасности движения в условиях увеличения скорости движения.
Известно устройство по способу прохождения криволинейных участков пути тележками транспортного средства, имеющих возможность дифференциального вращения ободов колесных пар, заключающийся в том, что устанавливают на элементы колесных пар или тележек транспортного средства или связывают с рельсами рельсового пути устройства для генерации колебаний, которые включаются на криволинейных участках рельсового пути при прохождении их транспортным средством, при этом устройства для генерации колебаний выполнены с возможностью изменения амплитуды и частоты [Патент №2326781 C2, МПК B61F 5/48, B60B 37/12, B61L 1/02, опубл. 20.06.2008 г. Бюл. №17. авторы Винник Л.В., Фридберг A.M. «Способ прохождения криволинейных участков пути тележками транспортного средства, имеющих возможность дифференциального вращения ободов колесных пар»].
Недостатком данного устройства является применение виброактивного источника, предназначенного для уменьшения трения между поверхностями катания ободов и ступиц, обеспечивающими дифференциальное вращение колес, при низких скоростях движения транспортного средства в кривых участках пути, требует виброзащиты путем использования: гасителей колебаний, демпферов, виброизоляторов и.т.п. Устройство обладает сложным конструктивным решением по созданию поверхности катания между ободом и ступицей колеса.
Известна колесная пара рельсового транспортного средства, реализующая вышеуказанный способ, содержащая неподвижную ось с колесами, установленными на ней посредством подшипников, и охватывающие ось полувалы, одними концами связанные с соответствующими колесами, а другими - друг с другом. С целью повышения долговечности и улучшения динамических качеств, она снабжена охватывающими один полувал гайкой, секторными фрикционными элементами и пружиной, размещенной между упомянутыми гайкой и фрикционными элементами, на этом полувалу выполнена резьба для указанной гайки, а на другом его конце - продольные пазы, в которых установлены с возможностью продольного перемещения указанные фрикционные элементы, с конической поверхностью, обращенной в сторону другого полувала, другой конец которого выполнен с внутренней поверхностью, ответной конической, поверхности указанных фрикционных элементов [А.С. СССР №1593978, МПК B60B 35/14, 37/08, опубл. 23.09.1990 г., Б.И. №35, авторы Михайлов Е.В. и др. «Колесная пара рельсового транспортного средства»].
Недостатком данного устройства является: низкая эффективность работы из-за потерь на трение во фрикционном механизме и, в связи с этим, повышенный износ поверхностей катания и гребней колес, необходимость точной регулировки фрикционного соединения на момент трения, который образуется из-за разности скольжений между контактами колес с рельсами и зависящий от вертикальной нагрузки колеса на рельс, т.е. веса вагона, меняющегося в зависимости от перевозимого груза, степени заполнения вагона и. т.п, а также сложность конструкции и значительная масса деталей фрикционного ограничителя проскальзывания колес, которая способствует ухудшению динамических качеств транспортного средства за счет увеличения общей неподрессоренной массы колесной пары.
Данное техническое решение принимается в качестве прототипа.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, уменьшение износов колеса и рельса, улучшение динамических характеристик колесной пары с независимым вращением колес.
Технический результат достигается тем, что колесная пара рельсового транспортного средства, содержащая неподвижную ось с колесами, установленными на ней посредством подшипников, в колесную пару дополнительно введены демпфирующие элементы, одни из которых размещены в буксах и зафиксированы разрезными втулками, которые выполнены с внутренним и внешним конусом, и входят одна в другую по конусам и закреплены на оси колесной пары, а другие демпфирующие элементы, расположены между внешними кольцами подшипников и ступицами колес, демпфирующие элементы, изготовлены из металлорезины.
При прохождении криволинейных участков пути рельсовым транспортным средством колеса в колесной паре будут вращаться с различными окружными скоростями (υ=ω·R, где ω - угловая скорость вращения колеса; R - радиус кривизны пути, для внутреннего и внешнего колеса, соответственно) так как оба колеса вращаются независимо друг от друга за счет передачи крутящего момента каждым колесом на подшипники качения, закрепленные на неподвижной оси. Дополнительное введение демпфирующих элементов со стороны внешнего кольца подшипника (колесо - демпфер - подшипник), а со стороны внутреннего (букса - демпфер - втулки конусные разрезные - ось - подшипник) позволяет снизить динамические колебания, воспринимаемые подшипниками, предотвратить преждевременное разрушение и увеличить ресурс их работы.
На фигуре показана схема устройства независимого вращения колес в колесной паре рельсового транспортного средства.
Устройство состоит из: 1 - колесо; 2 - подшипники; 3 - ось; 4 - букса; 5 - втулки разрезные конусные; 6 - элементы демпфирующие.
Колесная пара рельсового транспортного средства работает следующим образом. Динамические колебания, возникающие при движении транспортного средства, гасятся демпферными элементами 6, установленными между внешним кольцом подшипника и ступицей колес 1, а также демпферами, установленными в буксе при помощи конусных втулок 5, закрепленных на оси 3 и обеспечивающих неподвижность оси сжатием демпфера между буксой 4 и втулками 5. При движении рельсового транспортного средства, как в прямых, так и в кривых участках пути с различными радиусами кривизны проскальзывания колес не будет, так как колеса вращаются независимо друг от друга.
Предлагаемое устройство независимого вращения колес в колесной паре рельсового транспортного средства, позволяют упростить конструкцию колесной пары, улучшить динамические характеристики ее работы, уменьшить износы колеса и рельса в 1, 8…2 раза по сравнению с обычной колесной парой и расходы энергии на тягу поездов.