ТЕЛЕЖКА ДЛЯ ГРУЗОВЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ

1.1 Область техники
Настоящая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а частности, к тележкам для грузовых железнодорожных вагонов.
1.2 Уровень техники
В уровне техники известны различные конструкции тележек для грузовых железнодорожных вагонов.
Известна тележка двухосная модели 18-100, тип 2 ГОСТ 9246-2013 для грузовых железнодорожных вагонов, содержащая две колесные пары, четыре букса, две литые боковые рамы, два комплекта центрального рессорного взвешивания, литую надрессорную балку и тормозную рычажную передачу. Тормоз тележки – колодочный с односторонним нажатием колодок. Связь рамы с буксами – непосредственная челюстная, опора кузова на тележку через подпятник надрессорной балки, а при наклоне кузова – дополнительно через скользуны. Тележка допускает осевую нагрузку до 230,5 кН (23,5 тс) при скорости движения 120 км/ч и 235 кН (24 тс) при скорости движения 100 км/ч. Причем расстояние от центра площадки контактной планки устройство авторежима до вертикальной поперечной оси пути плоскости, проходящей через центр подпятника тележки должно составлять 270-275 мм.
Недостатком конструкции тележки 18-100 является ограничение расстояния от центра площадки контактной балки устройства авторежима до вертикальной поперечной оси к пути плоскости, проходящей через центр подпятника тележки, что делает конструкцию тележки недостаточно надежной.
Также, известна тележка двухосная модели 18-6863, тип 4 ГОСТ 9246-2013 для грузовых железнодорожных вагонов, содержащая две боковые рамы, кронштейны боковой рамы, литую надрессорную балку, два комплекта центрального рессорного взвешивания, буксовый узел с роликовыми подшипниками, две колесные пары, тормозную рычажную передачу, контактную балку устройства авторежима, скользуны. Тормоз тележки – колодочный с односторонним нажатием колодок. Связь рамы с буксами – челюстная, опора кузова на тележку через подпятник, а при наклоне кузова – дополнительно через скользуны. Тележка допускает осевую нагрузку до 265 Кн (27 тс) при скорости движения 100 км/ч. Причем расстояние от центра площадки контактной планки устройства авторежима до вертикальной поперечной к оси пути плоскости, проходящей через центр подпятника тележки должно составлять 300-310 мм.
Недостатком данной конструкции двухосной тележки так же, как и в тележке модели 18-100, указанной выше, является жесткое ограничение расстояния от центра площадки контактной балки устройства авторежима до вертикальной поперечной оси к пути плоскости, проходящей через центр подпятника тележки, что в свою очередь снижает надежность конструкции, так как возникает вероятность задевания скользуна вагона за балку устройства авторежима при прохождении грузовой тележки криволинейных участков пути.
Еще одним недостатком указанных выше конструкций тележек для железнодорожных вагонов является усложненная конструкция тормозной передачи, в которой кронштейны боковой рамы тележки предназначены для крепления опорной балки устройства авторежима и подвесок триангелей тормозной рычажной передачи.
Таким образом, в уровне техники имеется необходимость создания тележки для грузовых вагонов, обеспечивающую более надежную конструкцию при прохождении грузовой тележки криволинейных участков пути.
В криволинейных участках устройство пути имеет ряд особенностей, основными из которых являются возвышение наружного рельса над внутренним, наличие переходных кривых, уширение колеи при малых радиусах, применение укороченных рельсов на внутренней рельсовой нити, усиление пути, увеличение расстояния между осями путей в круговых кривых двух- и многопутных линий в соответствии с требованиями габарита. Таким образом, при ненадежной конструкции грузовой тележки существует вероятность задевания скользуна вагона за балку устройства авторежима при прохождении криволинейных участков пути, а также высока вероятность задевания балки устройства авторежима вертикальным рычагом тормозной рычажной передачи.
В связи с вышеуказанным, существует потребность в более надежной конструкции грузовой тележки, которая решается за счет настоящей полезной модели, описанной ниже.
Раскрытие сущности полезной модели
Предложена конструкция грузовой тележки для грузовых железнодорожных вагонов, которая содержит одну надрессорную балку, подпятник надрессорной балки, два опорных скользуна надрессорной балки, расположенные на противоложных концах надрессорной балки, две боковые рамы, каждая из которых установлена с каждой стороны от надрессорной балки, две колесные пары, расположенные  на концах боковых рам, четыре буксовых узла колесных пар, тормозную рычажную передачу, интегрированную в тележку, опорную балку устройства авторежима, кронштейны боковой рамы, предназначенные только для крепления опорной балки устройства авторежима, контактную планку устройства авторежима, расположенную на опорной балке устройства авторежима, причем применение тормозной рычажной передачи интегрированной в тележку, как представлено в  данной полезной модели позволяет увеличить расстояние от центра площадки контактной балки устройства авторежима до вертикальной поперечной к оси пути плоскости, проходящей через центр подпятника тележки на величину от 310 до 355 мм.
Обеспечиваемый технический результат заключается в исключении вероятности задевания скользуна вагона за опорную балку устройства авторежима при прохождении грузового вагона криволинейных участков пути и достигается посредством увеличения расстояния от центра площадки контактной планки устройства авторежима до вертикальной поперечной к оси пути плоскости от 310 до 355 мм, вместо установленного расстояния по ГОСТ 9246-2013 от 300 до 310 ммВ одном из вариантов реализации тормозная рычажная передача выполнена с возможностью установки композиционных тормозных колодок.
В другом варианте реализации тормозная рычажная передача выполнена с возможностью установки чугунных тормозных колодок.
В еще одном варианте реализации скользуны надрессорной балки могут быть выполнены жесткими, упругими, катковыми (роликовыми) или упругокатковыми.
В одном из вариантов реализации боковые рамы и надрессорная балка могут быть литыми.
В одном из возможных вариантов реализации боковые рамы и надрессорная балка могут быть изготовлены из стали штампосварной конструкции.
Краткое описание чертежей
Сущность полезной модели более подробно поясняется со ссылкой на прилагаемые чертежи:
На фигуре 1 представлен вид сверху грузовой тележки известной из уровня техники (тележка грузового вагона модели 18-6863) с расстоянием от центра площадки контактной планки устройства авторежима до вертикальной поперечной к оси пути плоскости, проходящей через центр подпятника тележки на величину от 300 до 310 мм согласно ГОСТ 9246-2013.
На фигуре 2 представлен подробный вид сверху рамы боковой грузовой тележки, известной в уровне техники с расстоянием от центра площадки контактной планки устройства авторежима до вертикальной поперечной к оси пути плоскости, проходящей через центр подпятника тележки на величину от 300 до 310 мм согласно ГОСТ 9246-2013.
На фигуре 3 представлен вид сверху грузовой тележки, согласно описанию данной полезной модели.
На фигуре 4 представлен подробный вид грузовой тележки согласно описанию настоящей полезной модели.
Подробное описание полезной модели
Как известно, грузовой авторежим — устройство, автоматически регулирующее режим торможения поезда в зависимости от загрузки каждого вагона путём изменения давления воздуха в тормозных цилиндрах (Энциклопедия Железнодорожного Транспорта, Москва, Научное издательство «Большая Российская Энциклопедия», 1995).
На фиг. 1 и фиг. 2 показаны вид сверху и подробный вид сверху рамы боковой грузовой тележки, известной в уровне техники (модели 18-6863) с расстоянием от центра площадки контактной планки авторежима до вертикальной поперечной к оси пути плоскости, проходящей через центр подпятника тележки на величину от 300 до 310 мм согласно ГОСТ 9246-2013.
Тележка состоит из двух колесных пар, четырех букс, двух литых боковых рам, двух комплектов центрального рессорного подвешивания, литой надрессорной балки и тормозной рычажной передачи.
В тележке на фиг. 1, известной в уровне техники, используется тормозная рычажная передача – колодочного типа, с односторонним нажатием колодок. Тормозная рычажная передача в тележке согласно фиг. 1 имеет вертикальные рычаги тормозной рычажной передачи (не показаны).
Связь рамы с буксами челюстная, опора кузова на тележку через подпятник надрессорной балки, а при наклоне кузова дополнительно через скользуны.
Надрессорная балка отлита из стали 20ГЛ или 20Г1ФЛ в виде бруса равного сопротивления изгибу замкнутого коробчатого сечения. Надрессорная балка имеет подпятник, полку для крепления кронштейна мертвой точки рычажной передачи тормоза, опоры для скользунов, выемки для размещения фрикционных клиньев, бурты ограничивающие смещение внутренних пружин рессорного комплекта, и выступы, удерживающие наружные пружины от смещения при движении тележки.
Боковые перемещения надрессорной балки амортизируются поперечной упругостью пружин, на которые она опирается.
Скользуны тележки являются боковой опорой кузова вагона. Зазор между скользунами для основных типов четырехосных вагонов должен быть в пределах 6 — 16 мм.
На фиг. 2 дополнительно представлен верхний пояс боковой рамы (проекция А), где показаны кронштейны боковой рамы, которые в данной конструкции тележки предназначены для крепления опорной балки авторежима и подвесок триангелей тормозной рычажной передачи.
Предложенная в настоящем описании полезной модели тележка для грузовых железнодорожных вагонов предназначена для всех грузовых четырехосных магистральных вагонов, кроме изотермических, с осевыми нагрузками до 230 кН (23,5 тс) и скоростями движения до 120 км/ч.
Как показано на фиг. 3, предложенная тележка для грузовых железнодорожных вагонов состоит из двух колесных пар 1; двух комплектов центрального рессорного подвешивания (не показаны), четырех буксовых узла 2, которые приводят в движение колесные пары; надрессорной балки 4, двух скользунов 8 надрессорной балки 4; двух боковых рам 3, расположенных с противоположных сторон надрессорной балки 4. Подпятник 5 надрессорной балки, предназначенный для опоры кузова грузового вагона на тележку. Тормозная рычажная передача 6, интегрированная в тележку. Опорная балка 9 устройства авторежима; контактная планка 7 устройства авторежима, закрепленная на опорной балке 9 устройства авторежима.
В настоящей конструкции тележки грузовой используется тормозная рычажная передача 6, интегрированная в тележку. Под понятием «тормозная рычажная передача, интегрированная в грузовую тележку», понимается то, что все компоненты тормозной рычажной передачи, а также тормозной цилиндр размещены на тележке, а на раме вагона находится только пневматическая часть тормоза. Данная конструкция тормозной рычажной передачи 6 не имеет вертикальных рычагов, ограничивающих возможность увеличения расстояния от центра площадки контактной планки 7 устройства авторежима до вертикальной, таким образом, расстояние от центра площадки контактной планки 7 устройства авторежима до вертикальной поперечной к оси пути плоскости составляет от 310 до 355 мм относительно требования ГОСТ 9246-2013. Данная конструкция тормозной рычажной передачи, в отличие от аналога, не имеет рычагов, ограничивающих возможность увеличения расстояния от центра площадки контактной планки устройства авторежима до вертикальной плоскости, поперечной к оси пути. Возможность увеличения данного расстояния позволяет исключить вероятность задевания скользуна вагона за опорную балку 9 устройства авторежима при прохождении тележкой криволинейных участков пути. Минимальное значение данного диапазона (310 мм) размеров обусловлено снижением вероятности задевания скользуна вагона за балку устройства авторежима при прохождении криволинейных участков пути. Максимальное значение данного диапазона (355 мм) размеров обусловлено исключением возможности контакта опорной балки авторежима и колес грузовой тележки.
Таким образом, для обеспечения полного перекрытия скользуна тележки в кривых участках пути малого радиуса боковыми опорами вагона размер боковых опор увеличен, что при стандартных значениях расстояния до балки авторежима может приводить к задеванию авторежима боковой опорой вагона. Для исключения такой возможности в тележке с интегрированной тормозной системой балка авторежима смещена.
На фиг. 4 дополнительно представлен верхний пояс боковой рамы (проекция А), где показаны кронштейны боковой рамы, которые в данной конструкции тележки, в отличие от аналога, предназначены только для крепления опорной балки устройства авторежима. Необходимость в креплении подвесок триангелей тормозной рычажной передачи в данном случае не нужна, так как тормозная рычажная передача интегрирована в тележку.
Связь боковых рам с буксовыми узлами – непосредственная челюстная, со свободным опиранием рамы на буксы и ограничением перемещений букс относительно рамы за счет направляющих челюстей, опора кузова железнодорожного вагона на тележку происходит через подпятник 5 надрессорной балки, а при наклоне кузова железнодорожного вагона при прохождении тележкой криволинейных участков пути дополнительно осуществляется через скользуны 8 надрессорной балки.
Боковая рама 3 состоит из горизонтальных и наклонных поясов, а также колонок. В середине боковой рамы 3 имеется проем для центрального рессорного подвешивания (не показан), а по концам – буксовые проемы, предназначенные для буксовых узлов 2. Сечения наклонных поясов и вертикальных колонок корытообразной формы. Горизонтальный участок нижнего пояса имеет замкнутое коробчатое сечение.
В предпочтительном варианте реализации настоящей полезной модели, в соответствии с ГОСТ 9246-2013 боковые рамы 3 тележки и надрессорная балка 4 могут быть отлиты из низколегированной стали 20ГЛ, 20Г1ФЛ или 20ФТЛ.
В другом варианте реализации настоящей полезной модели, в соответствии с ГОСТ 9246-2013 боковые рамы 3 тележки и надрессорная балка могут быть изготовлены из стали штампосварной конструкции.
В одном из вариантов реализации, в соответствии с ГОСТ 9246-2013 скользуны 8 надрессорной балки 4 могут быть выполнены жесткими, упругими, катковыми (роликовыми) или упругокатковыми.
В одном из вариантов реализации, в соответствии с ГОСТ 9246-2013 тормозная рычажная передача может содержать композиционные тормозные колодки.
В другом варианте реализации, в соответствии с ГОСТ 9246-2013 тормозная рычажная передача также может содержать чугунные тормозные колодки.
Настоящая полезная модель не ограничена конкретными примерами, раскрытыми в описании в иллюстративных целях, и охватывает все возможные модификации и альтернативы, входящие в объем настоящей полезной модели, определенный формулой полезной модели.
Перечень позиционных обозначений
1 – колесная пара,
2 – буксовый узел,
3 – боковая рама,
4 – надрессорная балка,
5 – подпятник надрессорной балки,
6 – тормозная рычажная передача,
7 – контактная планка авторежима,
8 – скользун надрессорной балки,
9 – опорная балка авторежима.
10 – кронштейны боковой рамы.