ТЕЛЕЖКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА С ПЕРЕХОДНИКОМ ПОДШИПНИКА
RAILWAY CAR BOGIE WITH BEARING ADAPTER

Предпосылки к созданию изобретения
Настоящее изобретение в общем имеет отношение к созданию тележки товарного (грузового) вагона, а более конкретно к созданию усовершенствованного переходника подшипника, предназначенного для использования в зеве буксового выреза боковой рамы тележки товарного вагона.
В тележке товарного вагона, две оси удерживаются парами в смещенных друг от друга в боковом направлении боковинах, причем надрессорный брус идет в боковом направлении между боковыми рамами и поддерживается на каждой из них. Колеса установлены с прессовой посадкой на осях, причем каждый конец осей также плотно установлен в соответствующем узле роликоподшипника. Узел роликоподшипника, в свою очередь, плотно установлен в переходнике подшипника, который плотно введен в зев буксового выреза на продольном конце каждой боковой рамы. Концы надрессорных брусов, сами по себе, поддерживаются на рессорных комплектах, которые, в свою очередь, поддерживаются на нижнем участке центральных отверстий боковых рам или могут непосредственно поддерживаться на вспомогательной поперечной балке, которая, в свою очередь, плотно введена в центральное отверстие боковых рам. Такая тележка железнодорожного вагона описана в патенте США 5222441, который включен в данное описание в качестве ссылки.
В патенте США 5562045, который включен в данное описание в качестве ссылки, описан узел переходника подшипника и подушки переходника, который используют для установки узла подшипника в зеве буксового выреза каждой боковой рамы. Переходник подшипника, который плотно надет на верхнюю часть узла подшипника, представляет собой единую деталь, изготовленную из стали или чугуна. Эта деталь имеет заплечики, которые смещены в боковом направлении, чтобы образовать приемное отверстие у каждой продольной кромки переходника подшипника. Эластомерная подушка переходника плотно надета на верхнюю часть переходника подшипника. Подушка переходника изготовлена из полимера при помощи литьевого формования или же изготовлена из литого полиуретана. Подушка переходника содержит ножки, отходящие от противоположных продольных кромок подушки переходника. Ножки смещены в боковом направлении у каждой продольной кромки подушки переходника, таким образом, что ножки входят в отверстия между смещенными в боковом направлении заплечиками переходника подшипника.
Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованных переходника подшипника и подушки переходника, которые предназначены для использования в буксовом вырезе боковой рамы тележки железнодорожного вагона.
Другой задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованных переходника подшипника и подушки переходника, которые предназначены для использования в тележке железнодорожного вагона, которая имеет транец надрессорного бруса и систему пружинной (рессорной) опоры.
Сущность изобретения
Тележка железнодорожного товарного вагона так называемой стандартной конструкции с тремя деталями содержит две смещенные в боковом направлении друг от друга единые боковые рамы из литой стали и идущий в боковом направлении надрессорный брус, который также представляет собой единую конструкцию из литой стали. Концы надрессорного бруса входят соответственно в отверстие для надрессорного бруса каждой боковой рамы и поддерживаются рессорными комплектами, причем сами рессорные комплекты опираются на нижнюю секцию (под отверстием для надрессорного бруса) каждой боковой рамы. В варианте конструкции тележки товарного вагона с тремя деталями используют вспомогательную поперечную балку, идущую в боковом направлении под надрессорным брусом тележки. Концы вспомогательной балки поддерживаются в отверстиях боковин, а каждый рессорный комплект, в свою очередь, поддерживается на концах вспомогательной балки. Каждый конец надрессорного бруса поддерживается на рессорном комплекте.
Узлы осей введены в отверстия, обычно называемые как зев буксового выреза, на продольных концах каждой боковой рамы. Узлы осей идут в боковом направлении между боковыми рамами и, следовательно, также в боковом направлении между двумя смещенными друг от друга рельсами железнодорожной колеи. Для улучшения характеристик тележки товарного вагона, желательно вводить подшипники с прессовой посадкой на каждом конце оси в узел переходника подшипника.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения тележка товарного вагона содержит две боковые рамы и надрессорный брус тележки, причем каждая боковина имеет буксовый вырез на каждом конце, при этом каждый буксовый вырез образован внешней в боковом направлении стенкой буксового выреза, внутренней в боковом направлении вертикальной стенкой и секцией свода, идущей между внешней стенкой буксового выреза и вертикальной стенкой, переходник подшипника, введенный в каждый буксовый вырез, причем каждый переходник подшипника содержит прямоугольную центральную секцию, имеющую верхнюю поверхность, и боковые концевые секции, каждая из которых имеет изогнутый проем для приема подшипника, а также идущие в продольном направлении концевые секции, при этом каждая концевая секция имеет прямоугольный проем, образованный при помощи идущей в боковом направлении торцевой стенки переходника и двух смещенных в боковом направлении заплечиков переходника, подушку переходника, установленную на верхнюю часть переходника подшипника, причем подушка переходника содержит секцию основания, прямоугольную выступающую верхнюю секцию, которая идет в боковом направлении на меньшую ширину, чем ширина секции основания подушки переходника, и в продольном направлении на меньшую длину, чем длина секции основания подушки переходника, и две пары ножек, которые идут вниз от каждого продольного конца подушки переходника, и пару ножек подушки переходника на каждом продольном конце подушки переходника, которые входят в указанный прямоугольный проем на каждом продольном конце переходника подшипника, причем выступающая верхняя секция подушки переходника идет вверх от секции основания подушки переходника на расстояние, достаточное для управления тележкой железнодорожного вагона, а нижние участки ножек идут в продольном направлении из заплечников переходника подшипника для входа в зацепление с комплементарными поверхностями на буксовом вырезе, и при этом находятся на расстоянии, достаточном для управления креном боковой рамы. Секция основания подушки переходника содержит две боковые секции, причем каждая боковая секция идет в боковом направлении, причем каждый переходник подшипника содержит две опорные кромки, при этом каждая опорная кромка идет вверх от верхней поверхности переходника подшипника, при этом каждая боковая секция основания подушки переходника расположена напротив внутренней поверхности опорной кромки переходника подшипника, чтобы крепить подушку переходника. Выступающая верхняя секция подушки переходника идет вверх от секции основания по меньшей мере на 33% полной высоты подушки переходника. Подушка переходника представляет собой единую конструкцию, изготовленную из смеси эластомера и полимера.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения, тележка товарного вагона содержит две боковые рамы и надрессорный брус тележки, причем каждая боковина имеет буксовый вырез на каждом конце, при этом каждый буксовый вырез образован внешней в боковом направлении стенкой буксового выреза, внутренней в боковом направлении вертикальной стенкой и секцией свода, идущей между внешней стенкой буксового выреза и вертикальной стенкой, причем каждая секция свода имеет образованное в ней отверстие для приема подушки, переходник подшипника, введенный в каждый буксовый вырез, причем каждый переходник подшипника содержит в целом прямоугольную центральную секцию, имеющую верхнюю поверхность, и боковые концевые секции, каждая из которых имеет изогнутый проем для приема подшипника, а также продольные концевые секции, при этом каждая концевая секция имеет прямоугольный проем, образованный при помощи идущей в боковом направлении торцевой стенки переходника и двух смещенных в боковом направлении заплечиков переходника, подушку переходника, установленную на верхнюю часть переходника подшипника, причем подушка переходника содержит секцию основания и выступающую верхнюю секцию, которая идет в боковом направлении на меньшую ширину, чем ширина секции основания, и в продольном направлении на меньшую длину, чем длина секции основания, причем выступающая верхняя секция подушки переходника плотно входит в отверстие для приема подушки секции свода буксового выреза, причем выступающая верхняя секция подушки переходника идет вверх от секции основания подушки переходника на расстояние, достаточное для управления тележкой железнодорожного вагона, а нижние участки ножек идут в продольном направлении из заплечников переходника подшипника для входа в зацепление с комплементарными поверхностями на буксовом вырезе, и при этом находятся на расстоянии, достаточном для управления креном боковой рамы.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления изобретения, тележка товарного вагона содержит две боковые рамы и надрессорный брус тележки, а также вспомогательную поперечную балку и два рессорных комплекта, причем каждая боковая рама содержит опорное отверстие, а вспомогательная поперечная балка имеет два конца, каждый из которых входит в опорное отверстие боковой рамы и поддерживается в нем, при этом на верхней части поверхности конца вспомогательной поперечной балки расположен и опирается на нее рессорный комплект, надрессорный брус, имеющий два конца, каждый из которых опирается на рессорный комплект, причем каждая боковина имеет буксовый вырез на каждом конце, при этом каждый буксовый вырез образован внешней в боковом направлении стенкой буксового выреза, внутренней в боковом направлении вертикальной стенкой и секцией свода, идущей между внешней стенкой буксового выреза и вертикальной стенкой, переходник подшипника, введенный в каждый буксовый вырез, причем каждый переходник подшипника содержит прямоугольную центральную секцию, имеющую верхнюю поверхность, и боковые концевые секции, каждая из которых имеет изогнутый проем для приема подшипника, а также смещенные в продольном направлении концевые секции, при этом каждая концевая секция имеет прямоугольный проем, образованный при помощи идущей в боковом направлении торцевой стенки переходника и двух смещенных в боковом направлении заплечиков переходника, подушку переходника, установленную на верхнюю часть переходника подшипника, причем подушка переходника содержит секцию основания и выступающую верхнюю секцию, которая идет в боковом направлении на меньшую ширину, чем ширина секции основания подушки переходника, и в продольном направлении на меньшую длину, чем длина секции основания подушки переходника, и две пары ножек, которые идут вниз от каждого продольного конца подушки переходника, и пару ножек подушки переходника на каждом продольном конце подушки переходника, которые входят в прямоугольный проем на каждом продольном конце переходника подшипника, причем выступающая верхняя секция подушки переходника идет вверх от секции основания подушки переходника на расстояние, достаточное для управления тележкой железнодорожного вагона, а нижние участки ножек идут в продольном направлении из заплечников переходника подшипника для входа в зацепление с комплементарными поверхностями на буксовом вырезе, и при этом находятся на расстоянии, достаточном для управления креном боковой рамы.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан частично вид в перспективе боковой рамы, надрессорного бруса тележки и транца, а также переходника подшипника и подушки переходника.
На фиг.2 показан вид сверху первого варианта переходника подшипника в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.3 показан вид с торца первого варианта переходника подшипника в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.4 показан вид сбоку первого варианта переходника подшипника в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.5 показан вид сверху подушки переходника в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.6 показан вид с торца подушки переходника в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.7 показан вид сбоку подушки переходника в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.8 показан вид с торца второго варианта переходника подшипника и подушки переходника в соответствии с настоящим изобретением.
Подробное описание изобретения
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.1, на которой показана тележка 10 железнодорожного вагона стандартной конструкции с тремя деталями. Надрессорный брус 12 идет в боковом направлении между двумя боковыми рамами 14. Каждая боковина 14 содержит отверстие 18 для надрессорного бруса, через которое проходит конец 16 надрессорного бруса 12. Вспомогательная поперечная балка 15 обычно представляет собой плоскую удлиненную единую стальную конструкцию, которая идет в боковом направлении под надрессорным брусом 12 и имеет концы 13, которые проходят через отверстия 18 для надрессорного бруса в боковинах 14. Рессорный комплект 20 поддерживается на концах 13 поперечной балки и, в свою очередь, поддерживает надрессорный брус 12.
Можно видеть, что боковой конец каждой боковой рамы 14 содержит идущий вниз буксовый вырез 22. Внутренняя стенка 26 буксового выреза 22, вместе с секцией 28 свода и вертикальной стенкой 24, образуют зев буксового выреза. Секция 28 свода содержит приемное отверстие 31. На границе раздела между вертикальной стенкой 24 и секцией 28 свода имеется внутренний упорный выступ 29. Внутренний упорный выступ 29 содержит угловую секцию, которая идет от верхней секции вертикальной стенки 24 до внутренней секции 28 свода. Аналогично, хотя это и не видно в виде в перспективе на фиг.1, другой упорный выступ содержит угловую секцию, которая идет от верхнего участка внутренней стенки 26 до внутреннего участка секции 28 свода.
Основные компоненты тележки 10 товарного вагона, показанной фиг.1, включают в себя надрессорный брус тележки 12, который обычно представляет собой единую конструкцию из литой стали и идет в боковом направлении между двумя боковыми рамами 14. Боковые рамы 14 также представляют собой единые конструкции из литой стали. Боковые рамы 14 идут в продольном направлении и параллельно рельсовому пути (рельсам). Каждая боковина 14 содержит отверстие 18 для надрессорного бруса, через которое проходит конец 16 надрессорного бруса 12. Конец 16 надрессорного бруса 12 поддерживается на рессорном комплекте 20, который в свою очередь поддерживается на вспомогательной (подрессорной) поперечной балке 15.
В соответствии с настоящим изобретением предлагается также переходник 30 подшипника, который представляет собой в целом единую прямоугольную конструкцию, имеющую идущие от нее ножки. Переходник 30 подшипника обычно изготовлен из стали или чугуна. Подушка 32 переходника также представляет собой в целом единую прямоугольную конструкцию, имеющую идущие от нее ножки. Подушка 32 переходника обычно изготовлена из полимера или эластомера при помощи литья или инжекционного формования, как это описано далее более подробно.
Можно видеть, что переходник подшипника 30 представляет собой единую стальную или чугунную конструкцию, которая в целом имеет прямоугольную конфигурацию. Переходник 30 подшипника содержит в целом прямоугольную верхнюю секцию 36, которая в целом является плоской. Две опорные кромки 38 выступают вверх от боковых кромок переходника 30 подшипника, и две аналогичные опорные кромки 40 выступают вверх от противоположных боковых кромок переходника 30 подшипника. Выступающие опорные кромки 38 и 40 совместно образуют приемную поверхность и карман для подушки 32 переходника. Можно видеть, что переходник 30 подшипника также содержит дуговидное отверстие 42 на каждой нижней боковой кромке. Это дуговидное отверстие 42 служит для установки подшипника, который на фиг.1 не показан. Можно видеть, что переходник 30 подшипника также содержит четыре заплечика, причем только два заплечика 44 и 46 видны на фиг.1. Можно видеть, что заплечики 44 и 46 смещены в боковом направлении и образуют проем для подушки переходника.
Подушка 32 переходника обычно представляет собой единую конструкцию, изготовленную из полимера, полиуретана или эластомерного материала. Подушка 32 переходника также может быть изготовлена при помощи процесса инжекции и выдувания, однако литье является предпочтительным процессом для изготовления подушки 32 переходника. Подушка 32 переходника содержит в целом прямоугольную секцию 52 основания с идущими вверх боковыми кромками и содержит также в целом прямоугольную верхнюю секцию 50. Четыре ножки (только две ножки 54 и 56 видны на фиг.1) идут вниз и образуют между собой проем 58 для упорного выступа и другой аналогичный проем для упорного выступа на другой продольной кромке подушки 32 переходника. При сборке и установке подушки 32 переходника на верхнюю часть переходника 30 подшипника, ножки 54 и 56 будут выступать вниз и упираться в боковом направлении в соответствующие заплечики 44 и 46 переходника 30 подшипника. Выступающая верхняя секция 50 выполнена с возможностью входа, по меньшей мере частично, в приемное отверстие 31 секции 28 свода буксового выреза 22.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.2-4, на которых подробно показан переходник 30 подшипника, показанный на фиг.1. Переходник подшипника 30, описанный здесь выше со ссылкой на фиг.1, содержит в целом прямоугольную верхнюю секцию 36, с кромочными опорами 38 и 40, идущими вверх от боковых кромок переходника 30 подшипника. Дуговидное отверстие 42, которое образовано в боковых кромках переходника 30 подшипника, предназначено для установки переходника 30 подшипника на верхнюю часть узла подшипника. Заплечики 44 и 46 идут вниз от противоположных продольных концов переходника 30 подшипника, причем заплечики 44 и 46 смещены в боковом направлении друг от друга и образуют проем 47.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.5, 6 и 7, на которых подробно показана подушка 32 переходника. Подушка 32 переходника представляет собой в целом прямоугольную конструкцию из полимера, полиуретана или эластомерного материала. Подушка 32 переходника содержит в целом прямоугольную секцию 52 основания и расположенную по центру верхнюю секцию 50, идущую вверх от поверхности 53 секции 52 основания. Выступающая верхняя секция 50 содержит в целом плоскую верхнюю поверхность 55. Выступающая верхняя секция 50 может иметь изогнутую секцию 57 на каждом своем продольном конце. Такая форма обеспечивает, по меньшей мере в одном из вариантов, большую продольную гибкость подушки 32 переходника, однако при большей боковой стабильности боковых стенок, чем в случае отсутствия таких изгибов (выемок).
Подушка 32 переходника в этом варианте также содержит две боковые секции 59, которые идут в боковом направлении от боковых нижних кромок выступающей верхней секции 50. Каждая боковая секция 59 расположена напротив соответствующей внутренней поверхности 39 выступающих вверх опорных кромок 38 переходника 30 подшипника. Такая схема размещения ограничивает боковое движение подушки 32 переходника на переходнике 30 подшипника.
Выступающая верхняя секция 50 подушки 32 переходника в этом варианте идет вверх от секции 52 основания по меньшей мере на 33% всей высоты подушки 32 переходника.
Вертикальное сжатие подушки 32 переходника, которое определяется конфигурацией и материалом, выбрано так, чтобы снизить до минимума текучесть на холоде или ползучесть подушки 32 переходника. Под ползучестью здесь понимают постепенное с течением времени уменьшение высоты подушки (сжатие подушки) под нагрузкой.
Подушка 32 переходника, за счет выбора формы, высоты и материала, позволяет также боковой раме 14 совершать колебания, что является предпочтительным в конструкции тележки товарного вагона с использованием вспомогательной поперечной балки, показанной на фиг.1. Такое построение способствует улучшению характеристик управления тележкой железнодорожного вагона.
Продольная жесткость подушки 32 переходника в соответствии с предпочтительным вариантом составляет ориентировочно менее 30 КИПС/дюйм (525 ньютонов/мм). На фиг.8 показана схема расположения переходника подшипника и подушки переходника, аналогичная показанной на фиг.1. Однако здесь переходник 130 подшипника содержит концевые лапки 132, которые выступают наружу в продольном направлении из боковых кромок переходника 130 подшипника. Такие концевые лапки 132 предназначены для входа в зацепление с комплементарными поверхностями на внутренней стенке 128 буксового выреза боковой рамы 114. Такое зацепление ограничивает величину крена боковой рамы 114.