ПРУЖИНА СЖАТИЯ ДЛЯ РЕССОРНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, касается рессорного подвешивания двухосных тележек грузовых вагонов, в частности рессорного комплекта и пружин в него входящих.
Известна конструкция тележки грузового вагона (Свидетельство на полезную модель RU 16482, B61F 5/00 от 01.10.2001 г. ), содержащая раму, опирающуюся на буксовые узлы колесных пар, включающую в себя боковины, соединенные надрессорной балкой. Надрессорная балка установлена на двухрядные пружины, и соединена с боковой рамой с помощью фрикционных клиньев, поддерживаемых также двухрядными пружинами. Двухрядные пружины под надрессорной балкой, состоят из наружной и внутренней пружин, при этом одна пружина имеет большую высоту в свободном состоянии, чем другая. Под фрикционные клинья установлены двухрядные пружины с одинаковой высотой наружной и внутренней пружин, причем их высота равна высоте большей из пружин, установленных под надрессорной балкой.
Данная конструкция охватывает большое количество вариантов исполнения рессорного подвешивания двухосных тележек грузовых вагонов, которые можно условно разделить на три группы. Первая группа конструкций никогда не сможет обеспечить работоспособность узла. Вторая группа конструкций может обеспечить работоспособность узла, но не удовлетворяет требованиям нормативных документов. Третья группа конструкций может обеспечить работоспособность узла и удовлетворить требования нормативных документов, но определить это множество полезных вариантов не представляется возможным. Недостатком данной конструкции является тот факт, что не указан диапазон геометрических характеристик пружин рессорного подвешивания, обеспечивающий выполнение требований ГОСТ 9246-2013 «Тележки двухосные трехэлементные грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия».
Также известно устройство - пружинный комплект для подвешивания тележки грузового железнодорожного вагона (Патент на полезную модель RU 101986, B61F 5/06 от 27.10.2010 г.), состоящий из симметрично расположенных девяти двухрядных, витых, цилиндрических пружин, на две из которых установлены фрикционные клинья, а семь расположены под надрессорной балкой. Пружинный комплект имеет внутренние пружины под фрикционными клиньями, наружные пружины под фрикционными клиньями, внутренние пружины под надрессорной балкой, наружные пружины под надрессорной балкой, выполненные в порядке убывания высоты.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
Существенными недостатком данной конструкции является наличие в пружинном комплекте четырех разных пружин, изменяющиеся по высоте в свободном состоянии, диаметру прутков и рабочему числу витков. Данное исполнение конструкции увеличивает номенклатуру деталей пружинного комплекта, что в свою очередь увеличивает себестоимость пружинного комплекта в новом изделии и ведет к увеличению стоимости ремонта узла в эксплуатации. Также четыре разных типоразмера пружин в пружинном комплекте увеличивают трудоемкость сборки двухосных тележек грузовых вагонов, прежде всего связанную с подбором пружин комплекта по высоте.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании наружной, устанавливаемой в рессорном подвешивании пружины с геометрическими характеристиками, которые позволят создать в комплекте с соответствующими внутренними пружинами, рессорное подвешивание двухосной тележки грузового вагона с семью двухрядными пружинами обеспечивающее эксплуатационную надежность, а также обеспечивающее выполнение требований ГОСТ 9246-2013 «Тележки двухосные трехэлементные грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия».
Поставленная задача решается за счет того, что конструкция пружины имеет средний диаметр витка в интервале от 168 мм до 172 мм, а индекс, определяемый как отношение среднего диаметра витка к диаметру прутка пружины, находится в интервале от 5,667 до 5,931. При этом пружина выполнена из стали с пределом текучести не менее 1470 МПа. Кроме того, угол подъема оси винтового бруса пружины составляет интервал от 5,853 до 6,229 градусов, а длина оси рабочей части винтового бруса составляет интервал от 2094 мм до 2149 мм.
Сущность предлагаемой конструкции заключается в том, что наружная пружина сжатия для рессорного подвешивания цилиндрическая, винтовая, представляющая собой брус, ось которого параллельна винтовой линии образующей цилиндра, с рабочими и опорными витками, средний диаметр которой составляет интервал от 168 мм до 172 мм, а ее индекс, определяемый как отношение среднего диаметра витка к диаметру прутка пружины, составляет интервал от 5,667 до 5,931, при этом пружина выполнена из стали с пределом текучести не менее 1470 МПа, кроме того, угол подъема оси винтового бруса составляет интервал от 5,853 до 6,229 градусов, а длина оси рабочей части винтового бруса составляет интервал от 2094 мм до 2149 мм.
Технический результат от заявляемой полезной модели заключается в повышении эксплуатационной надежности пружины рессорного подвешивания двухосной тележки грузового вагона, в сочетании с выполнением требований ГОСТ 9246-2013 «Тележки двухосные трехэлементные грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия» по обеспечению заданного перемещения обрессоренной части железнодорожного вагона в порожнем и груженом состоянии и с повышением уровня взаимозаменяемости и ремонтопригодности, с уменьшением себестоимости и трудоемкости изготовления и ремонта в эксплуатации рессорного подвешивания.
Пружина сжатия наружная для рессорного подвешивания, с углом подъема оси винтового бруса, составляющего интервал от 5,853 до 6,229 градусов и с длиной оси рабочей части винтового бруса, составляющего интервал от 2094 мм до 2149 мм, выполненная из стали с пределом текучести не менее 1470 МПа, обеспечивает запас по напряжениям в пружине от эксплуатационных нагрузок до допускаемых значений напряжений в пределах от 13,61% до 24,55%. Как следствие, наличие запаса до допускаемых напряжений снижает вероятность излома прутков пружин и выхода из строя рессорного комплекта тележки в эксплуатации.
В подтверждение данного утверждения, в таблице 1 приведены из множества вариантов несколько возможных вариантов изготовления пружин.
В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и проведены всесторонние испытания.