ТРЕХЭЛЕМЕНТНАЯ ТЕЛЕЖКА ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к транспортной технике, а именно к грузовым вагонным тележкам трехэлементного типа, у которых две боковые рамы и надрессорная балка не имеют между собой жестких связей. Трехэлементные тележки являются основными тележками грузовых вагонов.
Известна трехэлементная тележка грузового вагона (RU 155735 B61F 3/08, опубл. 20.10.2015), содержащая колесные пары с буксами, боковые рамы, имеющие центральный и периферийные проемы, при этом боковые рамы периферийными проемами оперты на буксы колесных пар, а в центральном проеме каждой боковой рамы размещены рессорные комплекты, на которые оперта надрессорная балка с подпятником в виде бортового круга с центральным отверстием, в который вставлен шкворень, а вертикальные и горизонтальные гасители колебаний шарнирно закреплены между надрессорной балкой и боковой рамой, причем тормозная рычажная передача включает в себя триангели с вертикальными рычагами и тормозными колодками, а между надрессорной балкой и каждой боковой рамой установлено устройство передачи тяговых и тормозных усилий, которое выполнено в виде катков. Тормозная передача данной тележки предусматривает установку двух триангелей, каждый из которых прижимает свои тормозные колодки с внутренней стороны тележки.
Недостатком известной трехэлементной тележки является недостаточность ее тормозного усилия для большегрузных вагонов, особенно в условиях скоростного движения, вследствие только одностороннего прижатия тормозных колодок к поверхности катания колес колесных пар только с внутренней стороны тележки. Нельзя увеличить тормозное усилие тележки повышением поджатия тормозных колодок к поверхности катания колес колесных пар, т.к. это повышенное поджатие увеличивает термодинамический нагрев колес, влекущий изменение структуры металла колес с последующим их интенсивным износом и повреждениями.
Известна железнодорожная грузовая тележка трехэлементного типа для повышенных скоростей движения вагона (RU 39558, B61F 3/02, опубл. 10.08.2004), принятая за прототип, которая содержит колесные пары, надрессорную балку, рессорные комплекты, боковые рамы с кронштейнами крепления диагональных связей и кронштейнами подвески триангелей, диагональные связи в виде перекрещивающихся стержней, продольные поводки, вертикальные гасители колебаний, тормозную рычажную передачу, включающую в себя триангели с вертикальными рычагами, нижние концы которых соединены затяжкой. Тележка снабжена автономными горизонтальными гасителями колебаний постоянного трения, шарнирно закрепленными между боковыми рамами и надрессорной балкой. Боковые рамы тележки имеют центральный проем и два периферийных проема. В центральном проеме каждой боковой рамы размещены рессорные комплекты. На рессорные комплекты оперта надрессорная балка с подпятником для установки на него пятника кузова вагона. Периферийными проемами боковые рамы оперты на буксы колесных пар. Между надрессорной балкой и каждой боковой рамой установлены шарнирно закрепленные автономные вертикальные гасители колебаний. Продольные поводки, соединяющие каждую боковую раму тележки с надрессорной балкой, предназначены для передачи тяговых и тормозных усилий. Тяговые усилия передаются от кузова вагона через его пятник, соединенный, как правило, шкворнем с подпятником надрессорной балки, от надрессорной балки тяговые усилия через продольные поводки передаются к боковым рамам тележки и от них, через стенки периферийных проемов - на буксы колесных пар и заставляют колесные пары двигаться по рельсам, осуществляя вращательное движение в буксах. Для обеспечения торможения приводится в действие тормозное устройство, содержащее триангели с вертикальными рычагами и тормозными колодками. Два триангеля, подвешенные к кронштейнам боковых рам, под действием вертикальных рычагов прижимают тормозные колодки к колесным парам и тормозят их вращение. При этом тормозные усилия от колесных пар через буксы передаются на вертикальные стенки периферийных проемов боковых рам, от боковых рам тормозные усилия передаются продольными поводками на надрессорную балку и через ее подпятник и шкворень - на пятник кузова вагона и тормозят вагон.
Недостатком известной трехэлементной тележки является недостаточность ее тормозного усилия для большегрузных вагонов, особенно в условиях скоростного движения, вследствие только одностороннего прижатия тормозных колодок к поверхности катания колес колесных пар только с внутренней стороны тележки. Нельзя увеличить тормозное усилие тележки повышением поджатия тормозных колодок к поверхности катания колес колесных пар, т.к. это повышенное поджатие увеличивает термодинамический нагрев колес, влекущий изменение структуры металла колес с последующим их интенсивным износом и повреждениями.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение тормозного усилия в трехэлементной тележки грузового вагона, необходимое для эксплуатации большегрузных вагонов в скоростном движении.
Данная задача решается за счет того, что предлагается трехэлементная тележка грузового вагона, содержащая две боковые рамы, в каждой из которых имеется центральный и два периферийных проема, при этом в центральные проемы боковых рам вставлена надрессорная балка, опертая на размещенные в этих проемах рессорные комплекты, а периферийными проемами боковые рамы оперты на буксы двух колесных пар, между надрессорной балкой и каждой боковой рамой установлены гасители колебаний, надрессорная балка имеет подпятник и шкворень, тормозную рычажную передачу, включающую два внутренних триангеля, имеющие распорки и тормозные колодки, шарнирно подвешенные подвесками на внутренних кронштейнах боковых рам, внутренние вертикальные рычаги, шарнирно соединенные в своих средних частях с распорками внутренних триангелей и шарнирно соединенные между собой своими нижними частями затяжкой с продольной осью, сцентрированной с продольной осью симметрии тележки, серьгу мертвой точки, шарнирно прикрепленную одним концом к надрессорной балке. Тормозная рычажная передача снабжена двумя дополнительными триангелями, имеющими распорки и тормозные колодки, расположенными с наружной стороны тележки и шарнирно подвешенными подвесками на дополнительных кронштейнах, жестко установленных по концам боковых рам, и снабжена дополнительными вертикальными рычагами, шарнирно соединенными в своих средних частях с распорками дополнительных триангелей, один из дополнительных вертикальных рычагов шарнирно соединен в своей верхней части продольным рычагом с одним из внутренних вертикальных рычагов, а другой дополнительный вертикальный рычаг в своей верхней части шарнирно соединен с другим концом серьги мертвой точки, при этом оба дополнительных вертикальных рычага своими нижними частями шарнирно соединены между собой тягой.
Тяга, шарнирно соединяющая между собой нижние части дополнительных вертикальных рычагов, состоит из двух параллельных тяг, причем продольная ось симметрии этих двух параллельных тяг сцентрирована с продольной осью затяжки внутренних вертикальных рычагов.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является весьма значительное повышение тормозного усилия трехэлементной грузовой тележки грузового вагона для обеспечения движения большегрузного подвижного железнодорожного транспорта в скоростном движении.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фигуре 1 представлен вид тележки сбоку, на фигуре 2 - вид тележки сверху, на фигуре 3 - поперечный разрез тележки. На фигурах обозначены:
1 - боковая рама тележки;
2 - надрессорная балка;
3 - рессорный комплект;
4 - подпятник надрессорной балки;
5 - шкворень;
6 - букса колесной пары;
7 - колесная пара левая;
8 - колесная пара правая;
9 - гаситель колебаний;
10, 11 - внутренние триангели;
12, 13 - дополнительные триангели;
14 - подвески триангелей;
15 - кронштейны подвески внутренних триангелей;
16 - дополнительные кронштейны;
17 - тормозные колодки триангелей;
18, 20 - внутренние вертикальные рычаги;
19, 21 - дополнительные вертикальные рычаги;
22, 25 - распорки дополнительных триангелей;
23, 24 - распорки внутренних триангелей;
26 - затяжка внутренних вертикальных рычагов;
27 - рычаг продольный;
28 - тяга тормозной системы вагона;
29 - серьга мертвой точки;
30 - тяга, состоящая из двух параллельных тяг.
Трехэлементная тележка грузового вагона содержит две боковые рамы 1 с центральным и периферийными проемами. В центральные проемы боковых рам вставлена надрессорная балка 2, опертая на рессорные комплекты 3, которые вставлены в центральные проемы боковых рам. Надрессорная балка имеет подпятник 4, на который опирается кузов грузового вагона, и шкворень 5, соединяющий надрессорную балку с кузовом вагона. Периферийными проемами боковые рамы оперты на буксы 6 колесных пар левой 7 и правой 8. Между надрессорной балкой и боковыми рамами установлены гасители колебаний 9. Тележка снабжена тормозной рычажной системой, включающей два внутренних триангеля 10 и 11, каждый из которых размещен с внутренней стороны тележки и два дополнительных триангеля 12 и 13, каждый из которых размещен с внешней стороны тележки. Внутренние триангели подвесками 14 шарнирно подвешены к кронштейнам 15, жестко прикрепленным к боковым рамам с внутренней стороны тележки по обеим сторонам центрального проема, а дополнительные триангели подвесками 14 шарнирно подвешены к дополнительным кронштейнам 16, жестко прикрепленным по концам боковых рам. Жесткость крепления дополнительных кронштейнов достигается сваркой либо болтовым соединением. Триангели трехэлементных тележек грузовых вагонов всегда имеют симметричную конструкцию относительно продольной оси тележки. Каждый триангель имеет две тормозные колодки 17, расположенные напротив поверхности катания колес каждой колесной пары. Дополнительные триангели шарнирно соединены со средней частью дополнительных вертикальных рычагов 18 и 21 своими распорками 22 и 25. Внутренние триангели имеют распорки 23 и 24, которыми они шарнирно соединены со средней частью внутренних вертикальных рычагов. Распорки триангелей всегда выполняются по оси симметрии триангелей. Внутренние вертикальные рычаги своей нижней частью шарнирно соединены между собой затяжкой 26, продольная ось симметрии которой сцентрирована с продольной осью симметрии тележки, при этом правый внутренний вертикальный рычаг своей верхней частью шарнирно соединен продольным рычагом 27 с дополнительным вертикальным рычагом правого дополнительного триангеля, а левый внутренний вертикальный рычаг шарнирно соединен своей верхней частью с тягой 28 тормозной системой вагона. Левый дополнительный вертикальный рычаг своей верхней частью шарнирно соединен с серьгой мертвой точки 29, которая своим другим концом шарнирно соединена с надрессорной балкой тележки. Нижние части дополнительных вертикальных рычагов между собой шарнирно соединены тягой 30, состоящей из двух параллельных тяг, между которыми расположена внутренняя затяжка. При этом продольная ось симметрии этих двух параллельных тяг сцентрирована с продольной осью затяжки внутренних вертикальных рычагов.
Тележка грузового вагона работает следующим образом.
При торможении тяга 28 тормозной системы вагона под воздействием тормозной системы грузового вагона, размещенной под кузовом грузового вагона, перемещается влево относительно тележки и перемещает влево внутренний вертикальный рычаг 19 вместе с внутренним триангелем 10, при этом тормозные колодки 17 этого триангеля 10 прижимаются к поверхностям катания колес левой колесной пары 7. После прижатия этих тормозных колодок 17 внутренний вертикальный рычаг 19 под воздействием тяги 28 поворачивается против часовой стрелки относительно шарнира в своей средней части, который соединен с распоркой 23 внутреннего триангеля 10. Этим поворотом внутренний вертикальный рычаг 19 перемещает вправо затяжку 26, которая перемещает правый внутренний триангель 11. При этом тормозные колодки 17 правого внутреннего триангеля 11 прижимаются к поверхностям катания колес правой колесной пары 8 с внутренней стороны тележки. После этого прижатия поворачивается против часовой стрелки внутренний вертикальный рычаг 20 относительно шарнира в его средней части, который соединен с распоркой 24 внутреннего триангеля 11. Верхняя часть внутреннего вертикального рычага 20 при этом поворачивается против часовой стрелки и перемещает влево шарнирно соединенный с ним продольный рычаг 27, который прижимает дополнительный триангель 13 с тормозными колодками 17 к поверхностям катания колес правой колесной пары 8 с наружной стороны тележки. После этого прижатия тормозных колодок 17 дополнительный вертикальный рычаг 21 поворачивается против часовой стрелки относительно шарнира в своей средней части, который соединен с распоркой 25 дополнительного триангеля 13, в результате чего нижняя часть этого вертикального рычага 21 перемещает вправо шарнирно соединенную с ним тягу 30, которая прижимает левый дополнительный триангель 12 с тормозными колодками 17 к поверхностям катания колес левой колесной пары 7 с наружной стороны. Поскольку верхняя часть дополнительного вертикального рычага 18 шарнирно связана с серьгой мертвой точки 29, которая своим вторым концом шарнирно прикреплена к надрессорной балке 2 и не дает этой серьге 29 перемещаться, то исключается возможность поворота дополнительного вертикального рычага 18 относительно шарнира в его средней части, соединенного с распоркой 22 левого дополнительного триангеля 12. Таким образом, происходит прижатие тормозных колодок 17 к поверхностям катания с двух сторон каждого колеса каждой колесной пары 7 и 8. Вследствие сцентрирования продольной оси затяжки 26 с продольной осью симметрии тележки и сцентрирования продольной оси симметрии двух параллельных тяг, составляющих тягу 30, с продольной осью затяжки 26 при симметричных триангелях обеспечивается одинаковое прижатие всех тормозных колодок 17 к поверхностям катания колесных пар 7, 8 с одинаковыми усилиями. Прижатие тормозных колодок 17 к поверхностям катания каждого колеса с двух сторон практически вдвое повышает тормозное воздействие заявляемой трехэлементной тележки против известных тележек грузовых вагонов. Тормозные усилия от колесных пар 7, 8 через буксы 6 передаются на вертикальные стенки периферийных проемов боковых рам 1, от боковых рам 1 тормозные усилия передаются на надрессорную балку 2 и через ее подпятник 4 и шкворень 5 - на пятник кузова грузового вагона и тормозят кузов вагона. Прижатие тормозных колодок 17 с двух сторон каждого колеса обеих колесных пар 7 и 8 обеспечивает эффективное торможение тележки и, следовательно, всего грузового вагона.
Одновременно происходит торможение второй тележки вагона в такой же последовательности, как в описываемой тележки, но зеркально по отношению к перемещениям и поворотам ее триангелей, тяг и рычагов.
При отпуске тормозов тяга 28 тормозной системы грузового вагона под воздействием тормозной системы вагона перемещается вправо и перемещает вправо внутренний вертикальный рычаг 19 вместе с внутренним триангелем 10, который отводит тормозные колодки 17 от поверхностей катания колес левой колесной пары 7 с внутренней стороны тележки. После отвода внутренний вертикальный рычаг 19 поворачивается по часовой стрелки относительно шарнира в своей средней части, который соединен с распоркой 23 левого внутреннего триангеля 10. Этим поворотом смещается нижний шарнир внутреннего вертикального рычага 19, который перемещает влево шарнирно соединенную с ним затяжку 26, что приводит сначала к смещению влево шарнирно соединенного с другим концом затяжки 26 внутреннего вертикального рычага 20 с внутренним триангелем 11 и его тормозными колодками 17 от поверхности катания колес правой колесной пары 8 с внутренней стороны тележки. После этого перемещения внутренняя затяжка 26 заставляет повернуться по часовой стрелки внутренний вертикальный рычаг 20 относительно шарнира в его средней части, что перемещает вправо продольный рычаг 27 и шарнирно связанный с ним дополнительный вертикальный рычаг 21 и, тем самым, отводит вправо дополнительный вертикальный рычаг 21 вместе с правым дополнительным триангелем 13 и его тормозными колодками 17 от поверхности катания колес правой колесной пары 8 с наружной стороны трехэлементной тележки. При наибольшем возможном отводе этого триангеля 13 начинает поворачиваться по часовой стрелке дополнительный вертикальный рычаг 21 относительно своего шарнира в средней части, который связан с распоркой 25 дополнительного триангеля 13 и перемещает шарнирно связанную с нижней частью дополнительного вертикального рычага 21 тягу 30 влево, тем самым, отводит дополнительный триангель 12 с тормозными колодками 17 от поверхности катания колес левой колесной пары 7 с наружной стороны.
Отвод всех триангелей с тормозными колодками 17 от колес колесных пар 7 и 8 с двух сторон устраняет взаимодействие этих тормозных колодок 17 с поверхностями катания колес колесных пар 7 и 8 и, тем самым, устраняет тормозное воздействие колодок 17 на эти колеса и прекращает торможение. Одновременно под воздействием тормозной системы грузового вагона происходит такой же отпуск тормозов второй тележки грузового вагона.
Преимуществом предлагаемой полезной модели является осуществление одинакового тормозного воздействия тормозных колодок внутренних и дополнительных триангелей на колеса каждой колесной пары 7 и 8 с внутренней и наружной стороны тележки, что практически вдвое повышает эффективность торможения тележки грузового вагона против известных трехэлементных тележек грузовых вагонов. Такое повышение тормозного усилия позволяет использовать предлагаемую трехэлементную тележку под большегрузными грузовыми вагонами в скоростном движении, что имеет весьма важное значение для железнодорожного транспорта.
Предлагаемая трехэлементная тележка может быть использована во всех типах большегрузных грузовых вагонов: полувагонах, крытых вагонах, хопперах, цистернах и др.