УПРУГОЕ КОЛЕСО

Полезная модель относится к области рельсового транспорта и касается конструкции упругих колес.
Известно упругое колесо [ах. СССР №1622171, МКИ B60B 9/12, опубл. 23.01.1991 г., бюл. №3], содержащее установленный на общей оси колесной пары подшипниковый узел, ступицу, обод с кольцевыми выступами, кольцевой амортизатор, размещенный между внутренней радиальной поверхностью обода и наружной радиальной поверхностью ступицы. Ступица снабжена фланцем и шайбой, выполненной подвижной в осевом направлении. Между внутренними торцевыми поверхностями фланцы и шайбы и радиальными поверхностями ступицы и обода, образующие совместно замкнутую полость, размещен амортизатор. Амортизатор выполнен из трех кольцевых упругих частей различной жесткости, две крайние из которых меньшей жесткости и контактируют с внутренней радиальной поверхностью обода и внутренними торцевыми поверхностями фланцев ступицы, а средняя часть большей жесткости установлена без зазоров между частями меньшей жесткости и с зазором относительно внутренней радиальной поверхности обода с возможностью взаимодействия с ней.
Недостатками известного упругого колеса являются низкая износоустойчивость, связанная с износом от трения контактирующих друг с другом шайб амортизатора, а также недостаточные надежность и безопасность в работе, связанные с тем, что шайба фиксируется между ободом и ступицей лишь за счет бокового сжатия. Это может привести к износу и даже к возгоранию шайбы от трения вследствие ее скольжения по ступице и ободу.
Известно упругое колесо [а.с. СССР №1414661, МПК B60B 9/00, опубл. 07.08.1988 г. бюл. №29], содержащее диск, промежуточный обод и упругий опорный обод, связанные между собой расположенными в шахматном порядке соединительными элементами. С целью улучшения упругих свойств и повышения долговечности, промежуточный обод выполнен упругим, а соединительные элементы выполнены в виде П-образных скоб, которые шарнирно закреплены основаниями соответственно на диске и опорном ободе, а свободными концами охватывают промежуточный обод с возможностью ограниченного перемещения в радиальном и окружном направлениях.
Недостатками данного колеса являются невысокая надежность и безопасность в работе.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является упругое колесо [а.с. СССР №660855, МПК B60B 9/12, опубл. 05.05.1979 г., бюл. №17], содержащее бандаж, ступицу с нажимными дисками, центрирующимися ступицей, бандаж и ступица стянуты болтами и гайками. На болты насажены эксцентрики с возможностью осевого перемещения вдоль болтов. Между стянутых болтами нажимных дисков заключен упругий элемент. С целью повышения надежности путем снижения динамических нагрузок упругое колесо снабжено металлическими сегментами, равномерно расположенными по окружности между упругим элементом и ступицей и закрепленными на болтах эксцентриками, поджимающими металлические сегменты к упругому элементу.
Недостатками данного колеса являются сложность конструкции и связанная с этим сложность сборки, разборки и регулировки, а также недостаточная износостойкость, связанная с износом от трения боковых поверхностей бандажа и нажимных дисков. Кроме того, на болты, стягивающие нажимные диски, воздействуют большие динамические нагрузки.
Задачей полезной модели является создание безопасной, надежной и прочной конструкции упругого колеса, позволяющей равномерно распределять динамическую нагрузку между элементами упругого колеса.
Поставленная задача решается за счет того, что упругое колесо содержит бандаж, ступицу с двумя нажимными дисками, стянутыми болтами и гайками, и упругие элементы. Так же упругое колесо снабжено диском-ступицей, представляющей собой ступицу колеса, выполненную заодно с одним из нажимных дисков, бандажом, наружная поверхность которого соответствует поверхности профиля катания колеса по рельсу. Внутренняя поверхность бандажа выполнена в виде усеченного конуса, боковые поверхности конуса ответны поверхностям нажимного диска и диска-ступицы. Бандаж установлен с зазором, между стянутыми болтами диском-ступицей и нажимным диском. В качестве упругих элементов использованы две тарельчатые пружины, вертикально установленные между гайками и нажимным диском.
На фигуре 1 показан общий вид упругого колеса.
Упругое колесо содержит бандаж 1, диск-ступицу 2, нажимной диск 3 и упругие элементы 5. Диск-ступица 2 представляет собой ступицу колеса, выполненную заодно с нажимным диском, идентичным нажимному диску 3. Внутренняя поверхность бандажа 1, выполнена в виде усеченного конуса, боковые поверхности которого ответны поверхностям боковых сторон нажимного диска 3 и диска-ступицы 2. Бандаж 1 установлен на фрикционе, состоящем из диска-ступицы 2 и нажимного диска 3, которые стянуты болтами (4-6 штук) 5 и гайками 6. Стопорная гайка предотвращает раскручивание гаек. В качестве упругих элементов использованы две тарельчатые пружины 5, вертикально установленные между гайками 6 и наружной поверхностью нажимного диска 3. Между внутренними поверхностями нажимного диска 3 и диска-ступицы 2 оставлен зазор, ширина которого равна ширине усечения конуса бандажа 1.
Диск-ступица 2 и нажимной диск 3 могут быть изготовлены из чугуна или малоуглеродистой стали, а бандаж 1 изготавливается из требуемого материала.
Футеровка конуса бандажа неметаллическими материалами, обеспечивает бесшумность при работе и исключает износ контактирующих поверхностей бандажа и дисков.
Упругое колесо работает следующим образом. При движении по рельсам вагона подвижного состава, оснащенного упругими колесами, на обод упругого колеса воздействуют вертикальные колебания, возникающие на стыках рельсов, под действием которых бандаж 1 упругого колеса имеет возможность пружинить за счет того, что он установлен на упругом фрикционе. При этом происходит сжатие тарельчатых пружин 6, что позволяет гасить вертикальные колебания. При воздействии боковых нагрузок гашение горизонтальных колебаний происходит за счет того, что тарельчатые пружины вертикально установлены между гайками 7 и наружной поверхностью нажимного диска 3.
Усилие сжатия конуса бандажа 1 создается тарельчатыми пружинами 5 и может регулироваться гайками 6 в зависимости от величины динамической нагрузки, которую должен передавать фрикцион.