ХОДОВАЯ ТЕЛЕЖКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта и касается конструкции ходовых тележек грузовых вагонов в части их обрессоренных частей.
Для обеспечения снижения динамического воздействия на путь при повышении осевой нагрузки научными исследованиями доказана необходимость увеличения расчетного прогиба рессорного подвешивания при соответствующей загрузке вагона. Однако данное техническое решение приводит к снижению запаса по динамическому прогибу и максимальной силы до смыкания рабочих витков винтовых пружин сжатия рессорного подвешивания, что может привести к их излому, см. Мещерин Ю.В. «О рессорном подвешивании тележек грузовых вагонов» // Вагоны и вагонное хозяйство, №2, 2016. - С. 33-35.
Нормативными документами регламентировано минимально допустимое значение коэффициента конструктивного запаса прогиба, определяемое как отношение силы, соответствующей полному сжатию винтовых пружин сжатия, к силе ее статического нагружения брутто, имеющего значение не менее 1,75 (для вагонов со статическим прогибом свыше 50 мм), см. «Нормы для расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных) //, ГосНИИВ - ВНИИЖТ Москва, 1996 г.».
С целью исключения смыкания рабочих витков винтовых пружин сжатия рессорного подвешивания при ударной нагрузке, предлагается использовать ограничитель прогиба в виде демпфера с упругим элементом.
Известна ходовая тележка железнодорожного вагона, содержащая размещенные в проеме боковой рамы винтовые пружины сжатия, на которые своими концами оперта надрессорная балка, винтовые пружины сжатия снабжены торцовыми упругими ограничителями прогиба, см. CN 206926652, B61F 5/06, опубл. 26.01.2018.
Недостатком данного технического решения является сложность конструкции, не позволяющей использовать ограничитель прогиба отдельно от винтовой пружины сжатия, существенное уменьшение рабочего диапазона упругой составляющей винтовой пружины сжатия в виду того, что ее опорные витки размещаются на основаниях ограничителя.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является ходовая тележка железнодорожного вагона, содержащая размещенные в проеме боковой рамы винтовые пружины сжатия, на которые своими концами оперта надрессорная балка, ограничители прогиба винтовых пружин сжатия, см. WO 201970710, B61F 3/08, B61F 5/06, опубл. 11.04.2019.
К недостаткам данного технического решения относятся сложность конструкции и возникновение остаточных деформаций вследствие тяжелых условий эксплуатации, увеличение динамической составляющей вертикальных сил в рессорном подвешивании, что способствует возрастанию силового воздействия вагона на путь.
Технический результат полезной модели заключается в повышении надежности и ресурса ходовой тележки грузового вагона в части винтовых пружин сжатия рессорного подвешивания.
Заявленный технический результат достигается ходовой тележкой железнодорожного вагона, содержащей размещенные в проеме боковой рамы винтовые пружины сжатия, на которые своими концами оперта надрессорная балка, ограничители прогиба винтовых пружин сжатия, установленные по концам надрессорной балки и выполненные в виде упругих элементов, высотой «h», закрепленных на нижних поверхностях концов надрессорной балки; высота «h» ограничителей прогиба может быть выполнена в диапазоне от 25 до 60 мм; в качестве материала для упругих элементов ограничителей прогиба винтовых пружин сжатия может быть использован литьевой полиуретан; жесткость на сжатие литьевого полиуретана выдержана в интервале значений 40-80 МН/м; в качестве материала для упругих элементов ограничителей прогиба винтовых пружин сжатия может быть использована резина.
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа тем, что ограничители прогиба винтовых пружин сжатия рессорного комплекта установлены по концам надрессорной балки и выполненные в виде упругих элементов, высотой «h», закрепленных на нижних поверхностях концов надрессорной балки; высота «h» ограничителей прогиба может быть выполнена в диапазоне от 25 до 60 мм; в качестве материала для упругого элемента ограничителя прогиба винтовых пружин сжатия может быть использован литьевой полиуретан; жесткость на сжатие литьевого полиуретана выдержана в интервале значений 40-80 МН/м; в качестве материала для упругого элемента ограничителя прогиба винтовых пружин сжатия может быть использована резина.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, на которых представлены: на фиг. 1 - общий вид тележки; на фиг. 2 - продольный разрез А-А в части надрессорной балки с ограничителем прогиба винтовых пружин сжатия рессорного комплекта, местный вид; на фиг. 3 - продольный разрез надрессорной балки для тележки сварной конструкции с ограничителем прогиба винтовых пружин сжатия рессорного комплекта.
Ходовая тележка железнодорожного вагона содержит надрессорную балку 1, размещенные в проеме боковой рамы 2 винтовые пружины 5 сжатия рессорного комплекта.
На винтовые пружины 5 сжатия рессорного комплекта своими концами оперта надрессорная балка 1. Надрессорная балка 1 снабжена ограничителями прогиба винтовых пружин сжатия. Указанные ограничители прогиба винтовых пружин сжатия рессорного комплекта установлены по концам 1.1 надрессорной балки 1 и при этом выполнены в виде упругих элементов 3, закрепленных на нижних поверхностях 1.2 концов 1.1 надрессорной балки 1. Ограничители прогиба выполнены высотой «h», выдержанной в диапазоне от 25 до 60 мм, с целью обеспечения увеличенного коэффициента конструктивного запаса прогиба винтовых пружин сжатия на величину 10-20%, в отличие от рессорного подвешивания, в котором не используется ограничитель прогиба.
В качестве материала для упругих элементов 3 ограничителей прогиба винтовых пружин сжатия рессорного комплекта может быть использован литьевой полиуретан или резина, при этом жесткость на сжатие литьевого полиуретана должна быть выдержана в интервале значений 40-80 МН/м с целью обеспечения упругого демпфирования обрессоренных частей вагона для исключения смыкания рабочих витков пружин.
Если ограничитель прогиба винтовых пружин сжатия будет выполнен высотой менее 25 мм, то это приведет к отсутствию дополнительно демпфирования обрессоренных частей вагона и увеличит риск смыкания рабочих витков пружин. Исполнение ограничителя прогиба высотой более 60 мм будет способствовать включению в работу ограничителя при груженом режиме загрузке, что приведет к увеличению динамической нагруженности тележки.
Если жесткость материала ограничителя прогиба винтовых пружин сжатия будет составлять менее 40 МН/м, то это будет способствовать снижению демпфирования обрессоренных частей вагона и увеличит риск смыкания рабочих витков пружин. При величине жесткости ограничителя прогиба более 80 МН/м возрастет динамическая нагруженность тележки в процессе эксплуатации и увеличится воздействие вагона на путь.
Предлагаемую полезную модель используют следующим образом.
При экстремальных нагрузках на ходовую тележку железнодорожного вагона при максимальном сжатии винтовых пружин 5 сжатия рессорного комплекта упругий элемент 3 упирается в верхнюю поверхность боковой рамы 2. Боковая рама 2 может быть снабжена опорной пластиной 4 для взаимодействия с упругим элементом 3.
Использование в конструкции ходовой тележки железнодорожного вагона ограничителей прогиба винтовых пружин сжатия рессорного комплекта, выполненных в виде упругих элементов 3, установленных на нижних поверхностях 1.2 концов 1.1 надрессорной балки 1, позволяет ограничить большие перемещения надрессорной балки 1 относительно боковой рамы 2 и предотвратить смыкание рабочих витков винтовых пружин 5 сжатия в эксплуатации.
Таким образом, предлагаемая конструкция ходовой тележки железнодорожного вагона обеспечивает заявленный технический результат - повышение ее надежности и ресурса.