Тележка грузового железнодорожного вагона

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к железнодорожному транспорту, и касается тележки грузового вагона.
Известна тележка двухосная с литыми боковыми рамами и надрессорной балкой типа ЦНИИ-Х3, модель 18-100 (Пастухов И.Ф., Лукин В.В, Жуков Н.И. Вагоны / Под ред. В.В. Лукина - Транспорт, 280 с.). Тележка состоит из двух колесных пар, четырех букс, двух литых боковых рам, двух комплектов центрального рессорного подвешивания, литой надрессорной балки и тормозной рычажной передачи. Надрессорная балка имеет в своем составе выполненный с ней единой отливкой подпятник для сопряжения с пятником, закрепленным на раме вагона. Боковые, поперечные по отношению к направлению движения вагона, перемещения кузова вагона и сопряженной с ним надрессорной балки относительно колесных пар тележки амортизируются поперечной упругостью пружин и обеспечиваются зазорами в соединении надрессорной балки с боковыми рамами тележки, номинальный размер которых составляет до 17 мм с каждой стороны между фрикционным клином и упорными приливами на вертикальных колонках боковой рамы.
Тележка этой наиболее массовой модели эксплуатируется на железных дорогах и по настоящее время.
С момента введения тележки модели 18-100 в эксплуатацию ее конструкция претерпела ряд изменений и модернизаций. На базе ее были созданы тележки новых моделей с улучшенными эксплуатационными показателями, в которых боковые поперечные перемещения кузова вагона относительно колесных пар также обеспечиваются зазором в соединении надрессорной балки с боковыми рамами тележки, номинальный размер которого составляет до 17 мм с каждой стороны между фрикционным клином и приливами на вертикальных колонках боковой рамы.
Недостатком данных тележек является наличие у них ограничения возможности упругого, поперечного направлению движения, перемещения кузова вагона относительно колесных пар тележки, достаточного для компенсации горизонтальных неровностей пути, а также необходимость наличия зазора в соединении надрессорной балки с боковыми рамами тележки, что приводит к повышенным боковым нагрузкам колеса на рельс, особенно при движении по стрелочным переводам, к ударным воздействиям гребня колеса на рельс, к возникновению повышенных напряжений в кромках подошвы рельса, к повышенным динамическим нагрузкам на другие элементы тележки и кузов вагона, к необходимости ограничения скорости движения. Также к недостаткам следует отнести недостаточную жесткость тележки в плане, т.е. из-за наличия зазоров в соединении надрессорной балки с боковыми рамами происходит перекос боковых рам относительно надрессорной балки и относительно друг друга, что приводит к перекосу колесных пар относительно пути и их ускоренному износу. Кроме этого, зазоры в соединении надрессорной балки с боковыми рамами вызывают качание боковых рам относительно вертикальной плоскости, продольной к пути, что приводит к неравномерному нагружению подшипников колесных пар и их ускоренному износу.
Задача полезной модели заключается в создании тележки грузового вагона, при использовании которого обеспечивается необходимая жесткость тележки в плане за счет минимизации величины зазоров в соединении надрессорной балки с боковыми рамами тележки, достаточное, поперечное направлению движения вагона, упругое перемещение кузова вагона относительно колесных пар тележек, которые в свою очередь способствуют снижению воздействия на железнодорожный путь при движении грузового вагона, снижению износа гребней колесных пар тележки и рельсов, улучшению динамических показателей грузового вагона, позволяющих увеличить допускаемую скорость движения и снизить нагрузки на элементы тележки, кузов вагона и перевозимый груз.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является улучшение динамических характеристик грузового вагона, снижение воздействия его на путь и, как следствие, снижение износа гребней колес и снижение износа рельсов, увеличение ресурса подшипников колесных пар.
Указанный технический результат достигается предлагаемой тележкой грузового железнодорожного вагона с подвижным подпятником, состоящей из колесных пар с подшипниками, букс или адаптеров, боковых рам, комплектов центрального рессорного подвешивания, надрессорной балки, тормозной рычажной передачи, причем надрессорная балка тележки имеет в своем составе подпятник, который сопряжен с ней с возможностью упругого, поперечного по отношению к направлению движения вагона, перемещения.
Сопоставительный анализ с прототипами показывает, что предлагаемое техническое решение отличается от прототипов тем, что в конструкцию надрессорной балки включен подпятник, который сопряжен с ней с возможностью упругого, поперечного по направлению движения вагона, перемещения.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленной полезной модели. Следовательно, заявляемая полезная модель соответствует условию «новизна».
Сущность полезной модели иллюстрируется графическими материалами, где:
на фиг. 1 - представлен элемент тележки с надрессорной балкой с подвижным подпятником;
на фиг. 2 - представлен подвижный подпятник со шкворнем;
на фиг. 3 - представлен подвижный подпятник со шкворнем, общий вид.
В состав тележки (фиг. 1) входит надрессорная балка 2, в состав которой входит подвижный подпятник 1 (фиг. 2-3), который сопряжен с ней через цилиндрические ролики 3. На подпятнике установлен шкворень 4 для сопряжения с пятником, закрепленным на кузове вагона. В целях исключения попадания посторонних предметов, место сопряжения подпятника и надрессорной балки закрыто защитным кожухом 5. Вертикальное перемещение подпятника 1 относительно надрессорной балки 2 ограничено ограничителем 6.
Подпятник 1 также может быть сопряжен с надрессорной балкой 2 посредством резинометаллической опоры.
Подпятник 1 имеет возможность поперечного по отношению к направлению движения вагона перемещения по поверхности надрессорной балки, перекатываясь по опорным роликам 3. Упругость такого перемещения обеспечивается вогнутой формой опорных поверхностей для роликов на надрессорной балке и подпятнике. Возврат тележки в исходное положение по отношению к вагону происходит за счет действия силы тяжести кузова вагона.