Тележка грузового вагона

Предложенная полезная модель относится к тележкам железнодорожных вагонов, а именно к тележкам грузовых вагонов.
Известна тележка грузового вагона, раскрытая в патенте России на изобретение № 2294295, принятая в качестве наиболее близкого аналога и включающая в себя надрессорную балку с подпятником, кронштейн мёртвой точки, серьгу мёртвой точки, конец которой шарнирно соединён с упомянутым кронштейном мёртвой точки, и мёртвую точку, представляющую собой место соединения упомянутой серьги мёртвой точки и упомянутого кронштейна мёртвой точки.
В случае уменьшения первоначальной высоты пружин рессорного комплекта, под действием нагрузки в процессе эксплуатации тележки, либо при замене рессорного комплекта на другой рессорный комплект с более низкими пружинами, снижается уровень подпятника относительно уровня головок рельсов, что приводит к увеличению угла наклона серьги мёртвой точки, и, следовательно, к потерям в тормозной силе на тормозных колодках тормозной рычажной передачи тележки.
Техническая проблема заключается в завышении угла наклона серьги мёртвой точки при уменьшении высоты пружин рессорного комплекта.
Технический результат заключается в повышении эффективности работы тормозной рычажной передачи тележки грузового вагона за счёт снижения потерь тормозной силы на тормозных колодках тормозной рычажной передачи тележки грузового вагона.
Технический результат достигается за счёт того, что тележка грузового вагона включает в себя кронштейн мёртвой точки, выполненный с отверстиями, на оси которых расположена мёртвая точка, серьгу мёртвой точки, конец которой шарнирно соединён с кронштейном мёртвой точки, и надрессорную балку, содержащую подпятник и полку с привалочными поверхностями, с которой жёстко соединён кронштейн мёртвой точки, и износостойкий диск, размещённый в подпятнике, причём ось отверстий кронштейна мёртвой точки расположена в диапазоне от 12 мм ниже поверхности износостойкого диска до 38 мм выше поверхности износостойкого диска, при этом ось отверстий кронштейна мёртвой точки расположена относительно оси подпятника на расстоянии S, составляющем L/2 – 684 ≤ S ≤ L/2 - 624, (мм), где L – база тележки, указанная в мм.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что кронштейн мёртвой точки и полка надрессорной балки соединены посредством зажимных болтов.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что кронштейн мёртвой точки и полка надрессорной балки посредством заклёпок.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что кронштейн мёртвой точки и полка надрессорной балки соединены посредством сварки.
В дополнительном аспекте предложенное техническое решение характеризуется тем, что кронштейн мёртвой точки размещён на верхней привалочной поверхности полки надрессорной балки.
Предпочтительный вариант выполнения предложенного технического решения характеризуется чертежами, где на:
- Фиг. 1 представлена тележка грузового вагона, вид сбоку,
- Фиг. 2 представлен общий вид узла крепления кронштейна мёртвой точки к надрессорной балке,
- Фиг. 3 представлен поперечный разрез соединения кронштейна мёртвой точки и надрессорной балки;
- Фиг. 4 представлен местный вид А на фиг. 1.
Со ссылкой на Фиг 1, 2, 4. Тележка 1 грузового вагона включает в себя кронштейн 2 мёртвой точки, выполненный с отверстиями 3, серьгу 4 мёртвой точки, надрессорную балку 5, содержащую подпятник 6, и износостойкий диск 7, размещённый в подпятнике 6. Конец серьги 4 мёртвой точки шарнирно соединён с кронштейном 2 мёртвой точки. Мёртвая точка лежит посередине, на оси отверстий 3 кронштейна 2 мёртвой точки и серьги 4 мёртвой точки. Надрессорная балка 5 также содержит боковые стенки 8, на которых рядом с подпятником 6 расположены две полки 9 для крепления кронштейна 2 мёртвой точки. Каждая полка 9 для крепления кронштейна 2 мёртвой точки содержит верхнюю привалочную поверхность 10, нижнюю привалочную поверхность 11 и одно сквозное отверстие. Кронштейн 2 мёртвой точки жёстко соединён с упомянутыми полками 9 и содержит два сквозных отверстия для прикрепления серьги 4 мёртвой точки. Тележка 1 грузового вагона также содержит боковые рамы (на Фиг. не отмечены) с рессорными проёмами, рессорные комплекты 12, установленные в рессорных проёмах, а надрессорная балка 5 опирается на упомянутые рессорные комплекты 12.
Кронштейн 2 мёртвой точки прикреплён своими частями к полкам 9 посредством зажимных болтов 13 («болтов-заклёпок», «штифтов с обжимными головками (ШтОГ)», «штифтов с формовочными головками», «зажимных болтов с обжимными втулками», «хак-болтов»), расположен на верхней привалочной поверхности 10 каждой полки 9 для крепления кронштейна 2 мёртвой точки и содержит два сквозных отверстия.
На Фиг. 3 представлен поперечный разрез одного из двух узлов соединения одной из частей кронштейна 2 мёртвой точки и одной из полок 9 для крепления кронштейна мёртвой точки. Монтаж кронштейна 2 мёртвой точки на надрессорной балке 5 осуществляют следующим образом.
Кронштейн 2 мёртвой точки размещают на верхних привалочных поверхностях 10 полок 9 для крепления кронштейна 2 мёртвой точки таким образом, что одно из отверстий кронштейна 2 мёртвой точки и отверстие одной из полок 9 были расположены соосно, а второе отверстие кронштейна 2 мёртвой точки и отверстие второй полки 9 были также расположены соосно. В каждом отверстии кронштейна 2 мёртвой точки и соосном ему отверстии полки 9 для крепления кронштейна 2 мёртвой точки размещают зажимной болт 13, свободный конец которого обжимают посредством обжимной головки 14. Посредством зажимных болтов 13 и обжимных головок 14 образуют неразъёмное соединение. Таким образом, кронштейн 2 мёртвой точки жёстко прикреплён к полкам 9 для крепления кронштейна 2 мёртвой точки, что не создаёт дополнительных нагрузок на элементы тележки 1, уравновешивает силу, приложенную со стороны кузова вагона на тележку 1, и обеспечивает передачу реакции на неё обратно на кузов вагона наиболее коротким путём, т.е. происходит замыкание системы сил. Специалисту в данной области техники очевидно, что кронштейн 2 мёртвой точки и по меньшей мере одна полка 9 для крепления кронштейна 2 мёртвой точки могут быть жёстко соединены посредством по меньшей мере одной известной из уровня техники сборочной операции, например, клёпкой (посредством заклёпок) и/или посредством других известных из уровня техники крепёжных изделий, сваркой и т.п., либо кронштейн 2 мёртвой точки может быть частью надрессорной балки 5 и сформирован в процессе литья надрессорной балки 5, т.е. одним целым (заодно) с надрессорной балкой 5.
При использовании тележки 1 грузового вагона ось отверстия 3 кронштейна 2 мёртвой точки должна находиться в определённом диапазоне разностей R уровней относительно оси 15 подвески 16 триангеля на боковой раме под порожним и гружёным вагоном. Для предотвращения снижения тормозной силы на тормозных колодках 19 тормозной рычажной передачи тележки 1 углы наклона серьги 4 мёртвой точки относительно горизонта под порожним и гружёным вагоном должны лежать в диапазоне от минус 20 градусов до плюс 20 градусов. Когда уменьшена первоначальная высота пружин рессорного комплекта 12 под действием нагрузки («просадка») в процессе эксплуатации грузового вагона или при замене рессорного комплекта на другой рессорный комплект с более низкими пружинами упомянутый диапазон может быть превышен, что приводит к потерям в тормозной силе на тормозных колодках тормозной рычажной передачи тележки 1. В предпочтительном варианте выполнения изменено место установки кронштейна 2 мёртвой точки с нижних привалочных поверхностей 11 полок 9 для крепления кронштейна 2 мёртвой точки на верхние привалочные поверхности 10 полок 9, что обеспечило значение угла из указанного диапазона. Такое расположение кронштейна 2 мёртвой точки обеспечивает наименьший угол наклона серьги 4 мёртвой точки относительно железнодорожного полотна как под порожним, так и под гружённым вагоном. Предложенное размещение кронштейна 2 мёртвой точки обеспечивает запас высоты расположения оси отверстия 3 кронштейна 2 мёртвой точки относительно элементов тормозного механизма тележки 1 грузового вагона в случае уменьшения первоначальной высоты пружин рессорного комплекта под действием нагрузки в процессе эксплуатации грузового вагона, либо при замене рессорного комплекта на рессорный комплект с более низкими пружинами. Очевидно, что если угол наклона серьги 4 мёртвой точки будет принадлежать указанному диапазону, то в других вариантах выполнения предложенного технического решения кронштейн 2 мёртвой точки может быть прикреплён к нижним привалочным поверхностям 11 полок 9 для крепления кронштейна 2 мёртвой точки, при этом кронштейн 2 мёртвой точки может быть ориентирован проушинами 17 вверх (в сторону кузова вагона), как в предпочтительном варианте выполнения предложенного технического решения, или вниз (в сторону железнодорожного полотна, на котором установлен вагон).
Фиг. 4 представлен вид А на Фиг.1. Высота оси отверстия 3 кронштейна 2 мёртвой точки относительно уровня подпятника 6, т.е. относительно поверхности 18 износостойкого диска 7, и расстояние H между осью отверстия 3 кронштейна 2 мёртвой точки и уровнем подпятника 6 по номиналу составляют 13 мм. Указанная высота определяется гибкостью центрального рессорного комплекта 12. Для каждого рессорного комплекта 12 уровень индивидуален. Для снижения угла наклона серьги 4 мёртвой точки высота оси отверстия 3 кронштейна 2 мёртвой точки относительно уровня подпятника 6 задана из диапазона от 12 мм ниже уровня подпятника 6 до 38 мм выше уровня подпятника 6, т.е. диапазон высот может составлять от -12 мм до 38 мм включительно относительно уровня подпятника 6. Если высота оси отверстия 3 относительно уровня подпятника 6 не принадлежит указанному диапазону, то существенно снизиться коэффициент полезного действия (далее – КПД) тормозной рычажной передачи, произойдёт потеря в тормозной силе на тормозных колодках 19 тормозной рычажной передачи тележки 1, снизится КПД всей тормозной системы вагона. Высота, заданная из указанного диапазона, обеспечивает запас высоты расположения кронштейна 2 мёртвой точки относительно элементов тормозного механизма тележки 1 грузового вагона в случае уменьшения первоначальной высоты пружин рессорного комплекта 12 под действием нагрузки в процессе эксплуатации грузового вагона, либо при замене рессорного комплекта на рессорный комплект с более низкими пружинами.
Расстояние S между мёртвой точкой, расположенной на оси отверстия 3 кронштейна 2 мёртвой точки, и поперечной вертикальной плоскостью, проходящей через ось подпятника 6 (поперёк оси движения вагона), по номиналу составляет 271 мм. При использовании стандартной тормозной рычажной передачи (триангель, вертикальные рычаги, затяжка вертикальных рычагов, серьга 4 мёртвой точки, которые применяются, например, в тележке 18-100 и её аналогах) расстояние S линейно (1:2, то есть с ростом базы тележки 1 на 10 мм этот размер вырастет на 5 мм) зависит от базы L тележки 1 грузового вагона. Расстояние S необходимо для обеспечения оптимальных углов наклона ведомого вертикального рычага 20 и может лежать в диапазоне от -30 до 30 мм от номинального значения включительно, т.е. расстояние S задано из диапазона от 241 до 301 мм. При расстоянии S, не принадлежащем указанному диапазону, КПД тормозной рычажной передачи и её эффективность сильно снизятся, произойдёт потеря в тормозной силе на тормозных колодках тормозной рычажной передачи тележки 1, снизится КПД всей тормозной системы вагона. В общем случае, расстояние S между мёртвой точкой, расположенной на оси отверстия 3 кронштейна 2 мёртвой точки, и поперечной вертикальной плоскостью проходящей через ось подпятника 6, задано из диапазона L/2 – 684 ≤ S≤ L/2 - 624.
Тележка 1 также содержит подвеску триангеля, при этом в порожнем режиме грузового вагона мёртвая точка предпочтительно расположена выше оси подвески триангеля на 122±25 мм, т.е. в порожнем режиме грузового вагона мёртвая точка расположена выше оси подвески триангеля на расстоянии, заданном из диапазона от 97 мм до 147 мм. В гружёном режиме грузового вагона мёртвая точка предпочтительно расположена выше оси подвески триангеля на 72 ± 25 мм, т.е. в гружёном режиме грузового вагона мёртвая точка расположена выше оси подвески триангеля на расстоянии, заданном из диапазона от 47 мм (вагон с минимальной расчётной массой) до 122 мм (вагону с максимальной загрузкой).
Таким образом, при изготовлении предложенного технического решения обеспечивают: наименьший угол наклона серьги 4 мёртвой точки относительно горизонта как под порожним, так и под гружённым вагоном (угол наклона серьги 4 мёртвой точки меняет знак при переходе от порожнего к гружённому состоянию вагона), повышение эффективности работы тормозной рычажной передачи тележки 1 грузового вагона, снижение потерь тормозной силы на тормозных колодках тормозной рычажной передачи тележки 1 грузового вагона в случае изменения высоты пружин рессорного комплекта.