ТРЕХОСНАЯ ТЕЛЕЖКА РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
THREE-AXLE BOGIE OF RAILWAY VEHICLE

Изобретение относится к транспортному машиностроению и касается конструкции тележек рельсовых транспортных средств.
За ближайший аналог принята трехосная тележка УВЗ-11А (см. А.И. Логинов, Н.Е. Афанаскин. Вагоны-самосвалы. М., «Машиностроение», 1975 г., с. 192, с. 134-135), которая имеет три колесные пары, четыре боковые рамы (две правые и две левые), две надрессорные балки, шкворневую балку, два балансира букс средней оси, шесть букс, четыре подушки рессорных комплектов (две правые и две левые). Боковые рамы тележки опираются на буксы крайних колесных пар непосредственно, а на буксы средней пары - через балансиры. Боковые рамы соединены с балансирами валиками. Вертикальная нагрузка, приходящаяся на тележку, воспринимается шкворневой балкой и передается на боковины, а через них на колесные пары.
Между челюстями боковой рамы и буксами крайних колесных пар имеются зазоры, в пределах которых возможен поворот крайних осей колесных пар на угол 0,20-0,25° относительно средней оси. При указанном угле поворота крайних осей линии, проведенные через оси, пересекаются в точке, называемой мгновенным центром вращения колес (МЦВ). Радиус окружности от МЦВ до середины осей в этом случае равен 250-300 м. При этом радиусе происходит качение колесных пар по рельсам без скольжения.
К недостаткам вышеописанной трехосной тележки можно отнести то, что при эксплуатации думпкаров с указанной выше тележкой на путях с радиусом кривизны порядка 80 м происходит интенсивный износ бандажей колесных пар.
Изобретение решает задачу снижения износа бандажей колесных пар и рельсов за счет снижения бокового давления гребней колес на рельс на криволинейных участках пути с радиусом кривизны порядка 80 м.
Для получения необходимого технического результата в трехосной тележке, включающей шкворневую балку, надрессорные балки, рессорные комплекты, колесные пары с буксами, балансиры букс средней оси, боковые рамы, опирающиеся на буксы крайних колесных пар, предлагается точки крепления балансира к боковым рамам расположить асимметрично относительно продольной оси симметрии колес.
На прилагаемых к описанию чертежах изображено:
на фиг. 1 - предлагаемая трехосная тележка, вид сбоку;
на фиг. 2 - положение балансира в предлагаемой тележке при его поворотах на 0°, 5°, -5°, -10° и изменение расстояния между точками крепления балансира к боковым рамам;
на фиг. 3 - положение балансира в тележке УВЗ-11А, описанной в ближайшем аналоге, при его поворотах на 0°, 5°, -5°, -10° и изменение расстояния между точками крепления балансира к боковым рамам.
На чертежах приняты следующие обозначения:
1 - шкворневая балка; 2 - надрессорная балка; 3 - рессорный комплект; 4 - боковая рама; 5 - буксы крайних колесных пар; 6 - балансир; 7 - букса средней колесной пары; 8 - колесо колесной пары; 9 - отверстие на балансире для крепления к правой боковой раме; 10 - отверстие на балансире для крепления к левой боковой раме.
Согласно расчетам и выполненным на их основе построениям установлено, что для вписывания тележки в кривую радиусом 80 м без перехода колес на скольжение помимо имеющихся зазоров между крайними буксами и челюстями боковых рам, необходимо, чтобы боковые рамы тележки имели возможность продольного сближения на 20-22 мм со стороны МЦВ колес, а также продольного удаления на 20-22 мм с противоположной стороны от МЦВ колес.
В тележке, описанной в ближайшем аналоге (фиг. 3), оси, соединяющие балансир с боковыми рамами, расположены над горизонтальной осью, проходящей через центр средней колесной пары, поэтому при прохождении криволинейных участков пути, от действия сил трения реборд колес о рельс, боковые рамы с внешней стороны кривой перемещаются от балансира, а со стороны мгновенного центра вращения колес - к балансиру.
В зависимости от радиуса кривой участка пути под действием сил трения реборд о рельс со стороны боковых рам балансиры поворачиваются вокруг своей оси на определенный угол. При повороте балансира на углы, равные 5° и -5° градусов (фиг. 3), левая боковая рама и связанная с ней букса крайней колесной пары удаляется от оси балансира на 11-12 мм, а правая боковая рама с буксой крайней колесной пары приближается к оси на 8 мм. Суммарное удаление букс с внешней стороны и сближение с внутренней стороны кривой составляет 4 мм, при этом оси крайних колесных пар поворачиваются в одну сторону по отношению к средней оси, создавая два МЦВ между линиями, проведенными через среднюю ось и крайние оси, что ухудшает вписывание тележки в кривые отрезки пути.
Для облегчения вписывания колесных пар в кривые промышленных путей радиусом равным 80 мм и менее, предлагается тележка, у которой отверстия 9 и 10 для крепления балансира 6 к боковым рамам 4 расположены асимметрично относительно продольной оси симметрии колес. В этом случае под действием пар сил от давления боковых рам 4 балансир 6 с внутренней стороны кривой поворачивается против часовой стрелки (фиг. 2), а с наружной стороны кривой - по часовой стрелке. При этом, расстояние между центрами крайних букс с внешней стороны кривой при повороте балансира 6 на угол, равный 5°, уменьшается на 24 мм, а с внутренней стороны кривой - увеличивается на 24 мм. При указанных перемещениях, оси крайних колесных пар поворачиваются на угол, равный 1°, в сторону средней оси, что соответствует радиусу кривой 80-90 мм.
Конкретный пример предлагаемого конструктивного решения показан на фиг. 1 и 2. Как показано на чертежах, крепежные отверстия на балансире 6 расположены асимметрично, левое крепежное отверстие 10 расположено асимметрично правому отверстию 9. Правая боковая рама 4 выполнена без изменения, а на левой боковой раме 4 изменена консоль для размещения на ней отверстия для крепления балансира 6.
При вхождении в кривую часть пути от сил трения крайних колес о рельс боковые рамы 4 со стороны МЦВ давят на балансир 6, а с противоположной стороны растягивают балансир 6. Возникающими парами сил балансир 6 с плечом, равным расстоянию между центрами отверстий, поворачивается на угол, равный 5-6° против часовой стрелки, а с противоположной стороны на угол, равный 5°, по часовой стрелке. Боковые рамы 4 с буксами 5 смещаются при этом на 22 мм к средней оси со стороны МЦВ и на 22 мм смещаются от оси с противоположной стороны кривой. Полученные перемещения обеспечивают установку осей крайних колесных пар к МЦВ, соответствующему радиусу кривой пути, равной 80 м.