БОКОВАЯ ОПОРА КУЗОВА НА ТЕЛЕЖКУ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции сопряжения кузова железнодорожного экипажа с тележкой.
Известна боковая опора кузова на тележку, содержащая верхнюю и нижнюю опорные плиты, при этом нижняя плита жестко закреплена на раме тележки, а верхняя -на кузове железнодорожного экипажа (Электровоз ВЛ8. Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт, 1982 г., рис. 136 С. 160.).
Недостатком известной опоры кузова является то, что она не имеет защиты от внешней среды, что приводит к ее загрязнению, к нестабильному коэффициенту трения, а следовательно, и нестабильному моменту сопротивления поворота тележки относительно кузова.
Известна также боковая опора кузова на тележку, содержащая установленный на раме тележки корпус, наполненный маслом, в котором размещены верхняя и нижняя опорные плиты, при этом нижняя плита жестко связана с рамой тележки, а верхняя - с кузовом железнодорожного экипажа (Справочник по электроподвижному составу, тепловозам и дизель-поездам. Под ред. А.И. Тищенко. Т. 1. М., «Транспорт», 1976 г., рис. III-74, С. 143).
Недостатком известной опоры кузова является износ верхней и нижней опорной плиты вследствие трения.
В качестве прототипа предлагаемой полезной модели выбрана боковая опора кузова на тележку, содержащая резинометаллические блоки, соединенные с кузовом и рамой тележки (Механическая часть подвижного состава: Учебник для вузов ж.-д. трансп./ И.В. Бирюков, А.Н. Савоськин, г.п. Бурчак и др.: Под ред. И.В. Бирюкова. - М.: Транспорт, 1992. С. 278-279, рис. 12.31).
Недостаток указанной боковой опоры, примененной для модернизации электровоза ВЛ8, заключается в том, что жесткость опоры при поперечном перемещении кузова, которая определяется сопротивлением сдвига резинометаллических блоков, не зависит от величины перемещения, и, при достижении предела допустимого для резинометаллических блоков поперечного смещения в 40 мм, шкворень ударяется о край гнезда, что ухудшает плавность хода экипажа и его воздействие на путь (Механическая часть подвижного состава: Учебник для вузов ж.-д. трансп./ И.В. Бирюков, А.Н. Савоськин, г.п. Бурчак и др.: Под ред. И.В. Бирюкова. - М.: Транспорт, 1992. С. 278-279).
Известно, что величина модуля сдвига магнитореологических эластомеров может быть значительно повышена под воздействием магнитного поля. По данным, приведенным в (X.L. Gong, L. Chen и J.F. Li, «Study of utilizable magnetorheological elastomers,» International Journal of Modern Physics В, т. 21, No 28n29, PP. 4875-4882, 2007.), воздействие магнитного поля величиной 10 кЭ привело к увеличению модуля сдвига для магнитореологического эластомера на основе натуральной резины на 130%, а на основе силиконовой резины - на 878%.
Технический результат заявленной полезной модели состоит в снижении расходов на ремонт пути и экипажа путем предотвращения ударов шкворня о край гнезда, что улучшает плавность хода и снижает воздействие экипажа на путь.
Технический результат достигается тем, что боковая опора кузова на тележку, содержащая эластичные элементы, связанные с кузовом и рамой тележки, имеет источник тока, соединенный с обмоткой электромагнита, размещенной вокруг эластичных элементов, изготовленных из магнитореологического эластомера, при этом поперечная жесткость опоры изменяется подчиненной системой регулирования, состоящей из регулятора тока, сигнал на который поступает с выхода сумматора, сравнивающего сигнал задания величины предельного поперечного перемещения кузова, поступающего с блока установки предельного поперечного перемещения кузова с действительным сигналом величины поперечного перемещения кузова, поступающим с датчика поперечного перемещения кузова.
Сущность заявленной полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1. изображен общий вид боковой опоры кузова на тележку.
Боковая опора кузова на тележку (Фиг. 1) содержит блоки из магнитореологического эластомера 1, связанные с кузовом 2 и рамой тележки 3. Возле места связи блоков 1 с кузовом 2 расположена обмотка электромагнита 4. К обмотке электромагнита 4 подведено напряжение от источника тока 5. Подчиненная система регулирования состоит из регулятора тока 6 (РТ), сумматора 7 (∑), блока уставки 8 (У) и датчика поперечного перемещения кузова 9 (ДП).
Боковая опора кузова на тележку работает следующим образом. При поперечных смещениях тележки относительно кузова блоки из магнитореологического эластомера 1 испытывают деформацию сдвига. Величина тока, проходящего через обмотку электромагнита 4, задается подчиненной системой регулирования. На регулятор тока 6 (РТ) поступает сигнал с выхода сумматора 7 (∑). На сумматор 7 (∑) подается сигнал от блока уставки 8 (У), который соответствует установленному предельному перемещению кузова относительно тележки, и сигнал от датчика поперечного перемещения кузова 9 (ДС), пропорциональный модулю этого перемещения. Когда сигнал от датчика перемещения кузова 9 (ДС) становится больше сигнала блока уставки 8 (У), на регулятор тока 6 (РТ) поступает сигнал, пропорциональный превышению сигнала от датчика перемещения кузова 9 (ДС) над сигналом блока уставки 8 (У), что приводит к протеканию тока через обмотку электромагнита 4. Величина тока, протекающего через обмотку электромагнита 4, пропорциональна сигналу, поступающему на регулятор тока 6 (РТ). Магнитное поле, создаваемое электромагнитом 4, воздействует на элементы из магнитореологического эластомера 1, увеличивая модуль сдвига, сопротивление элементов поперечному перемещению и поперечную жесткость опоры, тем самым ограничивая перемещение кузова относительно тележки и предотвращая удар шкворня о край гнезда. При возвращении тележки в среднее относительно кузова положение, сигнал от датчика поперечного перемещения кузова 9 (ДС) становится меньше сигнала блока уставки 8 (У), сумматор 7 (∑) перестает подавать сигнал на регулятор тока 6 (РТ) и ток перестает проходить через обмотку электромагнита 4.
Технико-экономический эффект заявленной полезной модели заключается в том, что использование боковой опоры кузова на тележку снижает расходы на ремонт пути и экипажа за счет улучшения плавности хода и снижения воздействия экипажа на путь благодаря предотвращению ударов шкворня о край гнезда вследствие плавного увеличения поперечной жесткости опоры в зависимости от перемещения кузова относительно тележки, достигнутого в результате воздействия магнитного поля на элементы из магнитореологического эластомера.