БОКОВАЯ ОПОРА КУЗОВА ВАГОНА НА ТЕЛЕЖКУ
CAR BODY LATERAL SUPPORT AT BOGIE

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается устройств соединения тележки с кузовом грузовых вагонов.
Известно изобретение опорного скользуна (боковой опоры) тележки железнодорожного вагона, который имеет нижний участок и стенку, идущую вверх от нижнего участка основания и образующую приемную конструкцию основания, имеющую открытую верхнюю часть, сдвоенный комплект пружин содержит первую винтовую пружину, расположенную внутри второй винтовой пружины. Каждая из первой и второй винтовых пружин имеет заданную высоту в несжатом состоянии. Опорный скользун также содержит эластомерную пружину в виде цилиндрического стержня, расположенную внутри первой винтовой пружины, и колпак. Эластомерная пружина имеет высоту в несжатом состоянии, которая меньше, чем высота в несжатом состоянии первой винтовой пружины и второй винтовой пружины. Колпак имеет верхний участок и стенку колпака, идущую вниз от верхнего участка и образующую приемную конструкцию колпака, имеющую открытое дно. Участок первой винтовой пружины и участок второй винтовой пружины заходят в открытое дно приемной конструкции колпака. Первая винтовая пружина и вторая винтовая пружина имеют заданные высоты в несжатом состоянии и номинальные нагрузки. Эластомерная пружина имеет такую заданную высоту в несжатом состоянии, что при нормальном движении порожнего железнодорожного вагона колпак не входит в контакт с эластомерной пружиной. В случае порожнего железнодорожного вагона, колпак входит в контакт с эластомерной пружиной, когда железнодорожный вагон при движении достигает заданного угла отклонения от вертикали. Колпак входит в контакт с эластомерной пружиной только тогда, когда первая и вторая винтовые пружины будут сжаты так, что остается зазор около 1,2 см до контакта колпака со стопорной поверхностью основания. (RU, патент 2416540 С2, кл. B61F 5/14, 2006 г.)
Недостатком этого изобретения является наличие пары трения между колпаком и стенкой основания опорного скользуна, что при постоянной качке вагона может привести к перекосу и заклиниванию крышки в корпусе в нижнем положении, что в свою очередь может привести к неуправляемости вагона в кривой и, как следствие, сходу вагона с рельсов.
Известно изобретение опорного скользуна (боковой опоры) тележки железнодорожного вагона, который содержит: секцию основания, имеющую секцию дна и цилиндрическую секцию стенки, колпак в форме стакана, имеющий круговую верхнюю секцию и идущую вниз цилиндрическую секцию стенки секции основания телескопическим образом, с заданным пространственным зазором между ними; и по меньшей мере одну винтовую пружину, предусмотренную внутри секции основания, идущую между секцией основания и колпаком, причем винтовая пружина имеет максимально допустимую нагрузку ориентировочно менее 1080 кг/см и длину перемещения от нагруженной статической высоты, составляющую по меньшей мере 1,59 см, причем стенки колпака и основания выполнены так, чтобы сохранять перекрытие в состоянии нагруженной статической высоты и допускать длину перемещения пружины, составляющую по меньшей мере 1,59 см, ранее упора частей колпака и секции основания друг в друга, что препятствует дополнительному перемещению пружины, при этом колпак в форме стакана имеет расположенную по центру секцию выреза и вставку внутри секции выреза, выполненную из комбинации углерода, эластомера и упрочняющих волокон. (RU, патент 2370388 С, кл. B61F 5/14, 2006 г.)
Недостатком этого изобретения является наличие пары трения между колпаком и стенкой основания опорного скользуна, что при постоянной качке вагона может привести к перекосу и заклиниванию крышки в корпусе в нижнем положении, что в свою очередь может привести к неуправляемости вагона в кривой и, как следствие, сходу вагона с рельсов.
Известна конструкция упруго-катковой боковой опоры кузова вагона на тележку, принятая за прототип, которая установлена на надрессорной балке, обеспечивает постоянный контакт трущихся верхних и нижних частей боковой опоры за счет упругого элемента, установленного в нижней части боковой опоры, при критическом наклоне кузова упругий элемент сжимается на определенную величину, износостойкая планка, укрепленная на верхней части боковой опоры кузова вагона, контактирует с (опорным) роликом, который установлен в корпусе нижней части боковой опоры, благодаря данной конструкции обеспечивается регламентированная величина трения при поворотах тележки относительно кузова. (Обобщение передового опыта тяжеловесного движения: Пер. с англ. / У.Дж. Харрис, С.М. Захаров, Дж. Ландгрен, X. Турне, В. Эберсен. М.: Интекст, 2002. - стр. 2-28, 2-29, рис. 2.35.)
Недостатком этой конструкции является несоосность плоскости скольжения колпака с поперечной осью тележки, что в свою очередь может привести к нестабильному моменту поворота тележки относительно оси ее поворота в шкворне и к неуправляемости вагона в криволинейном участке пути и, как следствие, сходу вагона с рельсов.
Техническим результатом изобретения является создание боковой опоры, обеспечивающей стабильный момент поворота тележки относительно оси ее поворота в шкворне.
Указанный технический результат достигается тем, что в боковой опоре кузова вагона на тележку, содержащей верхнюю часть, включающую износостойкую планку, установленную на кузове вагона, и нижнюю часть боковой опоры, установленную на надрессорной балке тележки вагона, включающую корпус, упругий элемент, опорный ролик, свободно вращающийся вокруг своей оси, который контактирует с износостойкой планкой в кривых участках пути или при значительном боковом наклоне кузова и не контактирует (имеет зазор α) при движении вагона на прямых и кривых большого радиуса, корпус выполнен как минимум из двух конусных труб, пространство между которыми заполнено упругим элементом в виде эластомерного материала, и установлен на основание боковой опоры, включающее опорную плиту, крепящуюся к надрессорной балке тележки, и коническую направляющую, соединенную с опорной плитой, на коническую направляющую установлены корпус и опорный ролик, при этом опорный ролик установлен по центру оси боковой опоры сверху конической направляющей в ее углубление, имеющее в нижней части профиль, аналогичный профилю опорного ролика, сверху корпуса закреплено кольцо из самосмазывающегося материала для постоянного контактирования с износостойкой планкой, между вершиной опорного ролика и износостойкой планкой выполнен зазор.
На фиг. 1 показан вид сверху на боковые опоры кузова на тележку.
На фиг. 2 показан вид сбоку на боковую опору кузова на тележку.
На фиг. 3 - сечение по А-А на фиг. 1 боковой опоры кузова на тележку.
Боковая опора кузова вагона на тележку (фиг. 1, 2, 3) содержит верхнюю часть, включающую износостойкую планку 1, установленную на кузове 2 вагона, и нижнюю часть 3 боковой опоры, установленную на надрессорной балке 4 тележки 5 вагона и включающую корпус 6, упругий элемент 7, опорный ролик 8, свободно вращающийся вокруг своей оси. Корпус 6 выполнен как минимум из двух конусных труб 9, пространство между которыми заполнено упругим элементом 7, и установлен на основание 10 боковой опоры, включающее опорную плиту 11, крепящуюся к надрессорной балке 4 тележки 5, и коническую направляющую 12, соединенную с опорной плитой 11. На коническую направляющую 12 установлены корпус 6 и опорный ролик 8, при этом опорный ролик установлен по центру оси боковой опоры сверху конической направляющей 12 в ее углубление 13, имеющее в нижней части профиль, аналогичный профилю опорного ролика 8. Сверху корпуса 6 закреплено кольцо 14 из самосмазывающегося материала, например полиуретана с добавкой графита, для постоянного контактирования с износостойкой планкой 1.
Между вершиной опорного ролика 8 и износостойкой планкой 1 выполнен зазор α.
Кузов 2 оперт на тележку 5 через две боковые опоры. Тележка 5 имеет условную ось 15 ее поворота в шкворне 16.
Боковая опора кузова вагона на тележку работает следующим образом.
При повороте тележки 5 относительно условной оси 15 опорная поверхность износостойкой планки 1, установленной на кузове 2 вагона, постоянно скользит по кольцу 14, в результате чего возникает сила трения, а от двух боковых опор на противоположных концах надрессорной балки 4 пара сил трения создается момент, препятствующий взаимному повороту тележки 5 и кузова 2. При движении вагона на прямых и кривых большого радиуса, между опорными роликами 8 боковых опор и опорной поверхностью износостойких планок 1, установленных на кузове 2 вагона, для возможности перемещения кузова 2 вагона в вертикальной плоскости есть зазоры α, в кривых участках пути или при сильной боковой качке кузова 2 вагона при значительном боковом наклоне кузова 2 вагона износостойкая планка 1 контактирует с опорным роликом 8, который при надавливании на кольцо 14 выходит из конусных труб 9 корпуса 6 боковой опоры и за счет вращения опорного ролика 8 вокруг своей оси облегчает поворот кузова 2 относительно тележки 5 при вписывании в кривые. При такой схеме опирания кузова 2 на надрессорные балки 4 обеспечивается стабильный момент поворота тележки 5 относительно условной оси 15 ее поворота в шкворне 16.