Боковая опора кузова на тележку рельсового транспортного средства
LATERAL SUPPORT OF THE BODY ON THE BOGIE OF A RAIL VEHICLE

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и касается боковых опор кузова на тележку.
Известна боковая опора кузова, установленная на раме тележки рельсового транспортного средства (ТС), состоящая из корпуса с масляной ванной и закрепленной в нем опорной плитой, по которой при поворотах тележки относительно кузова перемещается скользун (А.С. Большаков, В.И. Сарин, Б.С. Швайнштейн «Маневровые тепловозы», М., «Трансжелдориздат», 1963г., стр.118, рис. 80).
Недостатком боковой опоры является высокий момент сил трения сопротивления при повороте тележки относительно кузова, что приводит к неполному возврату тележки в соосное с продольной осью кузова положение после проезда рельсовым транспортным средством кривых участков пути и увеличению износа гребней колес и рельсов.
Известна также боковая опора кузова, содержащая закрепленный на раме тележки корпус, в котором расположены нагружающая опорная плита и нижняя опорная плита с наклонными рабочими поверхностями, между которыми размещены ролики. Расстояние между роликами фиксировано обоймами с отверстиями. Весь механизм опоры расположен в корпусе, заполненном осевым маслом. («Конструкция и динамика тепловозов» под ред. В.Н. Иванова, М., «Транспорт», 1974 г., стр. 118, рис 71 и стр. 119, рис. 72).
Недостатком указанной боковой опоры является то, что при малых углах наклона рабочих поверхностей постоянный возвращающий момент опор, стремящийся повернуть тележку относительно кузова в исходное положение - небольшой, что приводит к вилянию тележки с большими амплитудами при движении транспортного средства в прямых участках пути, ухудшению его горизонтальной динамики. При больших углах наклона рабочих поверхностей постоянный возвращающий момент опор будет большим, что ухудшит вписывание рельсового транспортного средства в кривые, увеличит боковое воздействие на путь и износ гребней колес и рельсов.
Техническим результатом, на которое направлено предполагаемое изобретение, является конструкция боковой опоры, обеспечивающая возможность изменения величины возвращающего момента в зависимости от угла поворота тележки относительно кузова, что улучшит динамические и по воздействию на путь показатели рельсового транспортного средства в горизонтальной плоскости.
Технический результат достигается тем, что в боковой опоре кузова на тележку рельсового транспортного средства, содержащей закрепленный на раме тележки корпус с опорной плитой, рабочая поверхность которой выполнена наклонной и оперта на подвижные ролики, корпус выполнен с горизонтальными полками, опорная плита выполнена из составных частей, соединенных шарниром с возможностью их поворота на угол а, при этом шарнир закреплен на опорной крышке упругого блока, установленного в корпусе, на противоположных от шарнира концах составных частей опорной плиты установлены вспомогательные ролики, опертые на ответные ложементы, выполненные на горизонтальных полках корпуса, а на рабочих поверхностях составных частей опорной плиты установлен подвижный ролик для осуществления взаимодействия кузова и тележки.
Упругий блок может быть выполнен из набора упругих элементов.
Сущность изобретения поясняется рисунками:
- на фиг. 1 показано расположение элементов боковой опоры кузова при прохождении тележки транспортного средства в прямых участках пути;
- на фиг. 2 показано расположение элементов боковой опоры при прохождении тележки транспортного средства в кривых участках пути.
Боковая опора кузова на тележку рельсового транспортного средства содержит установленный на раме 1 тележки корпус 2 с горизонтальными полками, опорную плиту, выполненную из составных частей 3 и 4, соединенных шарниром 5 с возможностью их поворота на угол α. Шарнир 5 закреплен на опорной крышке 6 упругого блока 7, установленного в корпусе 2. На противоположных от шарнира 5 концах составных частей 3 и 4 опорной плиты установлены вспомогательные ролики 8, опертые на ответные ложементы 9, выполненные на горизонтальных полках корпуса 2. На рабочих поверхностях 10 составных частей 3 и 4 опорной плиты установлен подвижный ролик 11 для осуществления взаимодействия кузова 12 и тележки.
Упругий блок 7 может быть выполнен из набора упругих элементов 13.
Работа боковой опоры кузова осуществляется следующим образом.
г
В;
В начале движения рельсового транспортного средства в прямых участках пути подвижный ролик 11, осуществляющий взаимодействие кузова 12 и тележки находится во впадине над шарниром 5, образованной наклоном составных частей 3 и 4 опорной плиты. При повороте тележки транспортного средства и смещении подвижного ролика 11 влево или вправо по рабочей поверхности 10 одной из составных частей 3 или 4 опорной плиты, возникает горизонтальная составляющая давления Р подвижного ролика 11 на рабочую поверхность 10, равная Ptgα, которая передается через корпус 2 на раму 1 тележки и создает возвращающий момент Мстремящийся повернуть тележку при вилянии и смещении подвижного ролика 11 по одной из рабочих поверхностей 3 или 4 опорной плиты в исходное положение:
в
М = Р tgαα r,
где:
Р - вертикальная нагрузка от кузова на подвижный ролик 11;
α - угол наклона составных частей 3 и 4 опорной плиты относительно поверхности рамы 1 тележки;
r - радиус от центра поворота тележки (шкворня) до центра подвижного ролика 11.
Вспомогательные ролики 8, выполненные на противоположных от шарнира 5 концах составных частей 3 и 4 опорной плиты компенсируют перемещение указанных составных частей 3 и 4 в продольной вертикальной плоскости при изменении их угла наклона α.
b
a
Угол наклона α составных частей 3 и 4 опорной плиты пропорционален деформации упругого блока 7, расположенного в корпусе 2, от воздействия подвижного ролика 11 на рабочую поверхность 10 одной из составных частей 3 или 4 опорной плиты. Поэтому при значительном смещении подвижного ролика 11 по одной из рабочих поверхностей 10 составных частей 3 или 4 опорной плиты при повороте тележки транспортного средства в кривых участках пути часть нагрузки Р будет передаваться на один из вспомогательных роликов 8 и вызывать ответную реакцию R, а другая часть нагрузки Р будет передаваться на упругий блок 7 и вызывать ответную реакцию R которая будет снижаться в соответствии с выражением:
= ,
где:
Р - вертикальная нагрузка от кузова на подвижный ролик 11;
а - расстояние между центром шарнира 5 и центром вспомогательного ролика 8;
b - расстояние между центром шарнира 5 и центром подвижного ролика 11.
r
в
При уменьшении части нагрузки Р на упругий блок 7 его высота увеличится, а угол α наклона составных частей 3 и 4 опорной плиты, горизонтальная составляющая P=Ptgα и возвращающий момент Муменьшатся.
Чем круче кривой участок пути, тем меньше возвращающий момент боковой опоры и меньшее воздействие направляющих колесных пар тележки на путь. Это обеспечивает снижение износа гребней колес и боковых гребней рельсов.
В прямых участках пути при незначительных смещениях ролика от исходного положения из впадины, образованной при наклоне составляющих частей 3 и 4 опорной плиты, возвращающий момент, из-за увеличенного угла α, увеличится и будет препятствовать интенсивному вилянию тележки.