КОЛЕСО РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
WHEEL FOR RAILWAY TRANSPORT

Изобретение относится к рельсовому транспорту, начиная от железнодорожного подвижного состава до мостовых подъемных кранов и монорельсовых дорог.
Известны конструкции колес колесных пар рельсовых транспортных средств, содержащие упругие элементы, гасящие вибрации, вызываемые перемещением по рельсовой колее, например "Упругое колесо рельсового транспортного средства" по авторскому свидетельству СССР №1775319, МКИ 7 В60В 9/12. За прототип на основании наибольшего совпадения принято "Колесо рельсового транспортного средства" по авторскому свидетельству РФ №2207250, МКИ 7 В60В 9/12, эта конструкция колеса колесной пары состоит из подрессоренного бандажа, ступицы, оси колесной пары, упорного диска, упругого элемента и подшипников.
Недостатком этих решений является отсутствие устройства торможения движению подрессоренного бандажа колеса колесной пары.
Цель предлагаемого изобретения состоит в повышении безопасности движения и комфортности в процессе движения рельсового экипажа.
Указанная цель достигается за счет обособления поверхности катания подрессоренного бандажа (в дальнейшем по тексту просто бандаж) и ограничения направления движения колеса колесной пары, а также путем установки ступицы бандажа на удлиненной цилиндрической поверхности ступицы тормозного диска. С помощью тормозных моментов сил индивидуальных дисковых тормозов бандажей колес колесной пары, действующих независимо друг от друга, возможно осуществление регулирования направления движения колесной пары и скорости движения рельсового экипажа вплоть до его остановки.
На чертеже представлена кинематическая схема предлагаемого изобретения. Колесо колесной пары рельсового транспортного средства имеет несколько сочлененных между собой деталей. На ось колесной пары 1 жестко установлен упорный диск 2. Жесткая установка обеспечена посадкой с "натягом" и кольцевым уступом 3 на оси, играющим роль упора. Бандаж 4 выполнен тонкостенным из упругого материала, преимущественно стали. Бандаж 4 закреплен на ступице 5 посредством прослойки 6 из упругого эластичного материала, например резины. Постоянство положения бандажа 4 относительно ступицы 5 поддерживается профилированными посадочными поверхностями между ними. Ступица 5 жестко установлена на удлиненной цилиндрической поверхности ступицы тормозного диска 9, который установлен на подшипнике 7, закрепленном на оси 1 колесной пары. Ось колесной пары 1 опирается на буксовые подшипники 8, которые установлены в буксах 10. На корпусе буксы 10 жестко закреплен телескопический шарнир 12, в котором установлен суппорт 11, выполненный в виде скобы. В суппорте 11 вмонтирован тормозной цилиндр 13 с поршнем 15, а также накладками 14 и 16. Через входное отверстие 17 в тормозной цилиндр 13 подается под давлением Р рабочее тело (воздух, жидкость). Корпус буксы 10 соединен посредством шарнира 18 с тележкой 19.
Колесо с подрессоренным бандажом, оборудованным дисковым тормозом, работает следующим образом. Тонкостенный бандаж 4 закреплен на ступице 5 посредством прослойки из упругого эластичного материала, например резины, и упруго преодолевает стыки и неровности рельсовой колеи. Постоянство положения бандажа 4 относительно ступицы 5 поддерживается профилированными посадочными поверхностями между ними. Снижение ударных воздействий благотворно сказывается на долговечности пути и экипажа, кроме того, уменьшается уровень шума при движении. Упругие деформации бандажа компенсируются эластичной прослойкой 6. Сферические поверхности сопряжения бандажа и ступицы обеспечивают их взаимную самоустановку в статике и динамике. Жесткая установка упорного диска 2 на оси 1 колесной пары совместно с упорным диском второго колеса, выполненным симметрично относительно продольной оси колесной пары, ограничивают смещение колес колесной пары относительно рельсов, с которыми упорные диски контактируют боковыми поверхностями. Бандаж 4 со ступицей 5 и тормозным диском 9 имеют возможность независимого вращения относительно упорного диска 2 и оси колесной пары 1 благодаря подшипнику 7, что уменьшает сопротивление качению особенно на кривых участках пути. Поверхность катания бандажа 4 выбрана цилиндрической. Такая поверхность создает меньшие осевые усилия, чем типовые конические.
При подаче через отверстие 17 в тормозной цилиндр 13 рабочего тела под давлением Р формируются силы нажатия поршня 15 и скобы 11 на тормозные накладки 14 и 16 соответственно. Накладки в свою очередь прижимаются к торцовым поверхностям тормозного диска 9 и создают тормозной момент сил, который через удлиненную часть ступицы тормозного диска 9, ступицу 5, прокладку 6 передается на бандаж 4 и в точку его контакта с рельсом.
Реакция от момента сил торможения передается через суппорт 11, телескопический шарнир 12, корпус буксы 10 и посредством поводка 18 на тележку 19. Сила торможения поступательному движению колеса передается через подшипник 7, ось колесной пары 1, подшипник 8, корпус буксы 10, поводок 18 и на тележку 19.
В процессе торможения за счет возможных перемещений суппорта 11 в телескопическом шарнире 12 обеспечивается одинаковое нажатие тормозных накладок 14 и 16 на тормозной диск 9 при его возможных осевых перемещениях относительно корпуса буксы 10, а также при неравномерном износе тормозных накладок.
Требуемый технический результат достигается тем, что каждый подрессоренный бандаж колес колесной пары вращается независимо друг от друга и оснащен индивидуальным тормозным дисковым устройством, действующим независимо от другого такого же устройства второго колеса колесной пары. Индивидуальные дисковые тормоза подрессоренных бандажей колес обеспечивают два варианта режима торможения движения: первый режим - дисковые тормоза обоих бандажей тормозят синхронно; второй режим - тормозит дисковый тормоз одного из бандажей. В последнем варианте в колесной паре сила торможения одного из колес формирует момент сил, который стремится повернуть колесную пару в горизонтальной плоскости. Этот режим торможения может быть использован для регулирования направления движения колесной пары и экипажа при вхождении в кривые участки пути и стрелочные переводы. Для снижения поступательной скорости движения колесной пары или осуществления полной ее остановки оба дисковых тормозных устройств бандажей колесной пары должны тормозить по первому варианту - синхронно.
Комфортность внутри экипажа и безопасность движения достигаются за счет оснащения подрессоренного бандажа колеса колесной пары индивидуальным дисковым тормозом, который позволяет регулировать скорость поступательного движения колесной пары, а также направление движения при прохождении кривых участков пути, стрелочных переводов и, как следствие, обеспечить снижение износа бандажей и упорных дисков колес колесной пары.