БОКОВАЯ ОПОРА ГРУЗОВОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ ТЕЛЕЖКИ

Заявляемая полезная модель относится к области железнодорожного транспорта, в частности к боковым опорам тележек грузовых вагонов.
Известна конструкция скользуна тележки ЦНИИ-ХЗ-O [Конструкция вагонов под ред. Л.А. Шадура, Москва, 1962 г., 416 с, стр. 84, рис. 86], состоящая из опоры надрессорной балки, колпака скользуна, надеваемого на эту опору, прокладок, служащих для регулировки зазоров между скользунами рамы вагона и тележки, болта, предохраняющего колпак от падения при разгрузке вагона на вагоноопрокидывателе. Аналогичной конструкцией оборудована тележка модели 18-100.
Недостатком данной конструкции является возникновение значительных сил трения, которые вызывают повышенные рамные силы и горизонтальное воздействие тележки на железнодорожный путь во время перевалки рамы вагона относительно надрессорной балки тележки и в выборе зазора между скользунами кузова и тележки, что также способствует нестабильности ходовых характеристик вагона, затрудняет вписывание тележек в кривые участки пути и стрелочные переводы и ускоряет износ колесных пар и других элементов тележки.
Также известна конструкция упругой боковой опоры железнодорожного транспортного средства [Патент CN на полезную модель CN 204137006 U от 04.02.2015 г.], состоящая из упругого бокового скользуна, включающего в себя боковой опорный элемент и основание. При этом боковой опорный элемент и основание содержат шарниры, соединенные между собой стержнями, пружины скользуна, расположенные между ограничителями, находящимися на основании и боковом опорном элементе, верхняя часть бокового элемента скользуна оборудована износостойкой пластиной.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.
Недостатком данной конструкции является то, что из-за ограниченного подкузовного пространства между тележкой и кузовом пружины имеют ограниченное количество витков и высоту, Данная особенность конструкции не позволяет получить при изготовлении пружин стабильные жесткостные характеристики упругих элементов.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании конструкции боковой опоры грузовой железнодорожной тележки, позволяющей стабилизировать ходовые характеристики вагона, снизить вертикальную нагрузку на пятниковый узел и подпятник надрессорной балки тележки, повысить плавность хода и уменьшить динамические нагрузки, возникающие при вилянии тележек во время движения.
Поставленная задача решается за счет того, что к колпаку боковой опоры жестко закреплен первый торсионный блок, который посредством стержней, расположенных с боков колпака и крепежных элементов соединен со вторым торсионным блоком, жестко закрепленным с опорной планкой. Каждый торсионный блок состоит из корпуса в форме квадратной трубы с радиусами скругления, сердечника квадратного сечения и четырех упругих элементов. Сердечник размещен с зазором к внутренним поверхностям корпуса торсионного блока.
Сущность полезной модели заключается в том, что боковая опора грузовой железнодорожной тележки включает боковой выступ, отлитый на надрессорной балке, колпак, закрепленный на боковом выступе посредством крепежных элементов и регулировочные пластины, кроме того, к колпаку жестко закреплен первый торсионный блок, который посредством стержней, расположенных с боков колпака и крепежных элементов соединен со вторым торсионным блоком, жестко закрепленным с опорной планкой, при этом каждый торсионный блок состоит из корпуса в форме квадратной трубы с радиусами скругления, сердечника квадратного сечения и четырех упругих элементов, также сердечник размещен с зазором к внутренним поверхностям корпуса торсионного блока.
Упругие элементы торсионных блоков выполнены из морозостойкой резины или из полиуретана.
Также на поверхности опорной планки, направленной в сторону колпака, жестко закреплена упорная пластина.
Кроме того, ребра сердечника притуплены фаской или радиусом скругления.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется конкретным примером ее выполнения и иллюстрируется графическими материалами, где:
Фиг. 1 - Боковая опора грузовой железнодорожной тележки.
Фиг. 2 - Боковая опора грузовой железнодорожной тележки (вид сверху).
Фиг. 3 - Разрез А-А фиг.2.
Фиг. 4 - Разрез Б-Б фиг.2.
Боковая опора грузовой железнодорожной тележки включает боковой выступ 1, отлитый на надрессорной балке, колпак 2, закрепленный на боковом выступе 1 посредством крепежных элементов 3, и регулировочные пластины 4. К колпаку 2 жестко закреплен первый торсионный блок 5.1, который посредством стержней 6, расположенных с боков колпака 2 и крепежных элементов 7 соединен со вторым торсионным блоком 5.2, жестко закрепленным с опорной планкой 8. Каждый торсионный блок 5.1 и 5.2 состоит из корпуса 9 в форме квадратной трубы с радиусами скругления, сердечника квадратного сечения 10 и четырех упругих элементов 11. Сердечник 10 размещен с зазором к внутренним поверхностям корпуса 9 торсионного блока 5.1 или 5.2.
Упругие элементы 11 торсионных блоков 5.1 и 5.2 выполнены из морозостойкой резины или из полиуретана.
Также на поверхности опорной планки 8, направленной в сторону колпака 2, жестко закреплена упорная пластина 12.
Кроме того, ребра сердечника 10 притуплены фаской или радиусом скругления.
Боковая опора работает следующим образом.
На боковом выступе 1, отлитом на надрессорной балке, закреплен колпак 2 посредством крепежного соединения 3. Первый торсионный блок 5.1 жестко закреплен с колпаком 2, второй торсионный блок 5.2 жестко закреплен с опорной планкой 8. Во время подкатки тележки под кузов вагона и установки скользуна рамы вагона на опорную планку 8 тележки, опорная планка 8 перемещается вниз под действующей нагрузкой. При этом происходит одновременный поворот вокруг своих осей сердечников 10 каждого из торсионных блоков 5.1 и 5.2. Сердечники 10 торсионных блоков 5.1 и 5.2 соединены между собой стержнями 6, закрепленными посредством крепежных элементов 7. Упругие элементы 11, расположенные между сердечником 10 и корпусом 9 торсионного блока 5.1 и 5.2, работая на сдвиг, упруго воспринимают нагрузку, передаваемую от кузова на опорную планку 8. Перемещение опорной планки 8 происходит до выбора необходимого зазора между опорной планкой 8 и колпаком 2. Величина зазора регулируется при помощи регулировочных пластин 4, установленных между колпаком 2 и опорной поверхностью бокового выступа 1, отлитого на надрессорной балке. Во время перевалки кузова относительно надрессорной балки, при прохождении вагоном кривых участков пути, опорная планка 8 прижимается к колпаку 2 и происходит отключение боковой опоры грузовой железнодорожной тележки. При снятии нагрузки от кузова вагона, опорная планка 8 возвращается в исходное положение посредством стержней 6 под действием упругих сил, возникающих в упругих элементах 11.
Технический результат от заявляемой полезной модели заключается в том, что установка к колпаку жестко закрепленного первого торсионного блока, который посредством стержней, расположенных с боков колпака и крепежных элементов соединен со вторым торсионным блоком, жестко закрепленным с опорной планкой, при этом каждый торсионный блок состоит из корпуса в форме квадратной трубы с радиусами скругления, сердечника квадратного сечения и четырех упругих элементов, также сердечник размещен с зазором к внутренним поверхностям корпуса торсионного блока, обеспечивает эксплуатационную надежность путем обеспечения постоянного контакта опорной планки боковой опоры тележки с боковой опорой кузова вагона, что создает стабилизирующий момент сопротивления повороту тележки относительно кузова вагона, повышает плавность хода и уменьшает динамические нагрузки, возникающие при вилянии тележек во время движения.
Во время движения вагона на прямых участках пути происходит виляние тележек относительно кузова, также при прохождении кривых участков пути происходит перевалка кузова на подпятнике тележки. Вследствие этого происходит боковая качка кузова относительно надрессорной балки тележки, также возникают вертикальные нагрузки на подпятниковый узел и пятник надрессорной балки тележки. В результате ухудшаются ходовые качества вагона, затрудняется вписывание тележек в кривые участки пути и возникает опасность схода вагона с рельсов. Для снижения колебаний перевалки кузова на подпятнике и для гашения колебаний виляния тележек относительно кузова необходимо произвести регулировку зазора между опорной планкой и колпаком таким образом, чтобы опорная планка имела постоянный контакт с боковой опорой кузова при движении вагона. Предлагаемая конструкция боковой опоры грузовой железнодорожной тележки позволяет обеспечить выставление зазора и контроль за ним. Применение предлагаемой к защите полезной модели позволит улучшить ходовые качества вагона, что повышает коэффициент запаса устойчивости против схода с рельсов, повысить критическую скорость порожнего вагона, улучшить воздействие вагона на путевую инфраструктуру.
Кроме того, применение в конструкции упругих элементов морозостойкой резины или полиуретана обеспечивает гашение колебаний при различных температурных режимах эксплуатации.
При этом, применение упорной пластины, жестко закрепленной на поверхности опорной планки, направленной в сторону колпака позволит обеспечить необходимый зазор между опорной планкой и кузовом, в случае нарушения работы упругих элементов торсионных блоков, что позволит избежать аварийной ситуации при поломке торсионных блоков.
Выполнение фаски или радиусов скругления на ребрах в конструкции сердечника исключает повреждение упругих элементов при повороте сердечника вокруг своей оси.
Данная конструкция позволяет производить модернизацию тележки, оборудованной скользунами зазорного типа путем переоборудования, без изменения конструкции надрессорной балки. Это дает возможность применения данной конструкции как на тележках вновь строящихся вагонов, так и на тележках вагонов, находящихся в эксплуатации.
В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация.