ЧЕТЫРЕХОСНАЯ ТЕЛЕЖКА ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к конструкциям четырёхосных тележек грузового вагона.
Известна четырехосная тележка грузового вагона [Шадур Л.А. Вагоны - М.: Транспорт, 1980 г., с.185, рис. VIII.11], которая составлена из двух двухосных тележек типа ЦНИИ-Х3-О с осевой нагрузкой 23,5 тс, связанных соединительной балкой. Эта балка снизу по концам имеет пятники и жесткие крайние скользуны, взаимодействующие с жесткими скользунами надрессорных балок двухосных тележек. Между крайними скользунами соединительной балки и скользунами тележек имеются зазоры, которые регулируются с помощью установки прокладок под скользуны тележек. Сверху в средней части соединительной балки расположены подпятник, на который опирается пятник рамы кузова и центральные жесткие скользуны, поддерживающие кузов при действии боковых сил.
Недостатком такой конструкции четырехосной тележки является её низкая усталостная прочность и как следствие недостаточная долговечность из-за повышенных переменных напряжений в концевых зонах соединительной балки, возникающих при перевалке кузова на пятниках при выборе зазоров и опирании на жесткие скользуны.
Решаемой технической проблемой является увеличение долговечности и срока службы четырехосной тележки.
Назначенный срок службы соединительной балки составляет всего 16 лет, в то время как остальные несущие элементы вагонов имеют срок службы 30 – 32 года.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в увеличении срока службы соединительной балки четырехосной тележки за счет уменьшения количества циклов переменных напряжений при перевалке на пятниках.
Для этого четырехосная тележка грузового вагона, включающая две двухосные тележки, связанные соединительной балкой, имеющей по концам концевые пятники и крайние скользуны, а также расположенный в средней части центральный подпятник и центральные скользуны, выполнена так, что соединительная балка дополнительно опирается на двухосные тележки через крайние скользуны на скользуны постоянного контакта надрессорных балок двухосных тележек, а сами крайние скользуны соединительной балки снабжены регулировочными прокладками, что приводит к уменьшению циклов переменных напряжений.
Предлагаемая полезная модель пояснена графическим материалом:
на фиг. 1 показана четырехосная тележка грузового вагона вид сбоку;
на фиг. 2 показан вид четырехосной тележки грузового вагона сверху;
на фиг. 3 показано сечение с крайним скользуном соединительной балки;
на фиг. 4 показана зависимость напряжения σ в соединительной балке при колебаниях перевалки на пятниках от времени t.
Четырехосная тележка включает две двухосные тележки 1 с упругими скользунами 2, связанные соединительной балкой 3, имеющей центральный подпятник 4, центральные зазорные скользуны 5, концевые пятники 6 с крайними скользунами 7, снабженными регулировочными прокладками 8 (фиг. 3), которые необходимы для регулирования поджатия упругих скользунов в соответствии с технической документацией на тележку.
Принцип работы четырехосной тележки проиллюстрирован на фиг. 4, где для сравнения показаны зависимости напряжения σ в соединительной балке при колебаниях перевалки на пятниках от времени t для двух видов исполнения соединительной балки:
линия 1 – со скользунами с зазором;
линия 2 – со скользунами постоянного контакта.
При перевалке вагона на пятниках традиционной соединительной балки с завалом кузова на скользуны с зазором (основной режим, влияющий на усталостную прочность соединительной балки) каждый цикл перевалки кузова относительно надрессорных балок тележек сопровождается двумя циклами изменения напряжений (кривая 1).
Первоначально, когда соединительная балка опирается на подпятники надрессорных балок напряжения минимальны и обусловлены весом кузова (точка А).
В начале наклона кузова и соединительной балки относительно надрессорных балок двухосных тележек напряжения в соединительной балке в зоне концевых пятников достигают максимума из-за краевого опирания (точка B).
После выбора зазоров в скользунах и их смыкания в связи с появлением дополнительной опоры напряжения уменьшаются (точка C).
При обратном движении после размыкания скользунов из-за краевого опирания напряжения снова увеличиваются (точка D), затем уменьшаются (точка Е).
Таким образом, за Ѕ периода колебаний наблюдается два пика напряжений в концевых пятниках соединительной балки традиционной двухосной тележки.
У четырехосной тележки грузового вагона со скользунами постоянного контакта при перевалке кузова относительно надрессорных балок тележек напряжения в концевых зонах соединительных балок вначале возрастают, а затем (при обратном движении) уменьшаются, причем сами напряжения будут меньше. Установка скользунов постоянного контакта позволяет вдвое уменьшить число циклов напряжений в концевых зонах соединительной балки и, таким образом, увеличить срок службы за счет уменьшения циклов нагружения и величины напряжений.
Наличие постоянной силы прижатия фрикционных поверхностей скользунов увеличивает момент трения на поворот тележки под вагоном, работа скользунов постоянного контакта в вертикальном направлении амортизирует перевалку кузова на подпятники.
Это решение позволяет уменьшить боковые колебания, вызываемые вилянием тележки и снизить её нагруженность, тем самым увеличивается срок службы соединительной балки, а, следовательно, и всей четырехосной тележки.