ТЕЛЕЖКА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Полезная модель относится к подвижному составу железных дорог и касается двухосных трехэлементных тележек грузовых вагонов.
Известна тележка подвижного состава железных дорог, содержащая надрессорную балку с подпятником и двумя боковыми скользунами, взаимодействующими с пятой и боковыми опорами кузова, пружины рессорного подвешивания, через которые надрессорная балка опирается на боковые рамы, при этом часть пружин рессорного подвешивания воспринимает нагрузку от надрессорной балки через клинья, которые создают продольные силы нажатия на фрикционные планки упорных поверхностей боковых рам. Боковые рамы опираются на буксовые узлы колесных пар. Тележка содержит также рычажную передачу тормоза. /Вагоны. Под ред. Л.А.Шадура, М.: Транспорт, 1980 г., стр.182/.
Недостатками известной конструкции тележки являются неудовлетворительные динамические качества вагона вследствие нестабильности момента сопротивления повороту тележек и наличия переменных зазоров в боковых скользунах, а также повышенная величина интенсивности износа контактирующих поверхностей в клиновом механизме трения.
Известна также тележка подвижного состава железных дорог, взятая за прототип, содержащая надрессорную балку с центрально расположенным подпятником и двумя боковыми скользунами, поджатыми в упорные плиты боковых опор кузова упругими элементами, выполненными из эластомерного материала и установленными на надрессорной балке. Надрессорная балка опирается на боковые рамы через пружины рессорного подвешивания, при этом часть пружин связана с надрессорной балкой через клинья для создания продольных сил нажатия на фрикционные планки,
закрепленные на упорных поверхностях боковых рам. /Ефимов В.П., Пранов А.А. Модернизация тележки модели 18-100 - эффективный путь повышения безопасности движения поездов. Тяжелое машиностроение. 2003 №12, стр.6-9/.
Применение такой конструкции тележки позволяет улучшить динамические качества вагона в прямых и кривых участках пути.
Недостатком указанной конструкции тележки является то, что упругие элементы боковых скользунов из-за ограниченной высоты между упорными плитами боковых опор кузова и надрессорной балкой имеют высокую жесткость и не обеспечивают в процессе эксплуатации стабильность сил нажатия на боковые опоры кузова, что приводит к нестабильности момента сопротивления повороту тележки относительно кузова. Основной момент сопротивления формируется в пятниковом узле тележки, поэтому для порожнего вагона нестабильность момента сопротивления в боковых скользунах существенно ухудшает динамические порожнего вагона. Высокая жесткость упругих элементов боковых скользунов не обеспечивает эффективное гашение колебаний боковой качки кузова.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение стабильности момента сопротивления повороту тележки, повышение боковой устойчивости кузова, эффективности демпфирования колебаний боковой качки кузова и рессорного подвешивания, снижение интенсивности износа контактирующих поверхностей в клиновом механизме трения и длительный межремонтный ресурс эксплуатации тележки.
Указанный технический результат достигается тем, что тележка подвижного состава железных дорог, содержащая колесные пары с буксовыми узлами, рычажную передачу тормоза, надрессорную балку с центрально расположенным подпятником и двумя боковыми скользунами, поджатыми в упорные плиты боковых опор кузова упругими элементами и имеющими упругий зазор до упора в надрессорную балку, пружины
рессорного подвешивания, через которые надрессорная балка оперта на боковые рамы с закрепленными на ней вертикальными фрикционными планками, при этом часть пружин рессорного подвешивания связана с надрессорной балкой через клинья, отличается тем, что упругие элементы боковых скользунов выполнены в виде набора блоков из эластомерного материала, расположенных в трубах, запрессованных в углублениях надрессорной балки, боковые скользуны центрированы по трубам и поджаты упругими элементами в упорные плиты боковых опор кузова через износостойкие вставки при соотношении величин предварительной деформации упругих элементов и упругого зазора до упора от 1:1 до 2,5:1, клинья выполнены из износостойкого материала, снабжены накладками из антифрикционного материала на наклонных поверхностях и уперты в вертикальные фрикционные планки боковых рам.
На фиг.1 изображен общий вид тележки подвижного состава железных дорог, на фиг.2 - вид тележки в плане, на фиг.3 - поперечное сечение А-А фиг.1, на фиг.4 - элемент Б фиг.1 по рессорному подвешиванию тележки, на фиг.5 - элемент В фиг.3 по боковому скользуну тележки.
Тележка подвижного состава железных дорог содержит надрессорную балку 1 (фиг.1 и 2), в центре которой расположен подпятник 2. С обеих сторон подпятника 2 в надрессорной балке 1 выполнены два углубления 3 (фиг.3), в которые запрессованы трубы 4, по которым центрируются два боковых скользуна 5. В трубах 4 расположены упругие элементы 6, выполненные из эластомерного материала в виде набора блоков, опирающихся на нижний лист надрессорной балки 1 (фиг.5). Боковые скользуны 5 поджаты упругими элементами 6 через износостойкие вставки 7 в упорные плиты 8 боковых опор 9 кузова 10. Под упругие элементы 6 устанавливаются регулировочные прокладки 11, выставляющие опорную поверхность износостойкой вставки 7 боковых скользунов 5 на требуемую
высоту относительно опорной плиты 12 (фиг.3) подпятника 2, что обеспечивает предварительную деформацию упругих элементов 6 и соответствующую силу нажатия боковых скользунов 5 в боковые опоры 9 кузова 10 после его спуска на тележку.
Рабочая деформация упругих элементов 6 (фиг.5) ограничивается упором нижних торцов боковых скользунов 5 в надрессорную балку 1, между которыми выполнен зазор «а». Величина упругого зазора «а» регулируется кольцами 13, устанавливаемыми на трубу 4 надрессорной балки 1. Соотношение величины предварительной деформации упругих элементов 6 и величины упругого зазора «а» до упора находится в диапазоне от 1:1 до 2,5:1 в зависимости от типа вагона.
Наличие зазора «а» между надрессорной балкой 1 и боковыми скользунами 5 обеспечивает распределение массы кузова вагона, приходящейся на тележку, на три точки: подпятник 2 и два упругих скользуна 5, в результате чего кузов 10 имеет угловую степень свободы в поперечной плоскости. Для предотвращения развития колебаний боковой качки кузова в процессе движения вагона по рельсовому пути используется внутреннее трение эластомерного материала упругих элементов 6.
Надрессорная балка 1 оперта на боковые рамы 14 (фиг.4) через пружины рессорного подвешивания 15. Часть пружин 15 рессорного подвешивания связана с надрессорной балкой 1 через клинья 16, выполненных из износостойкого материала, например, из закаленного высокопрочного чугуна. С целью снижения потерь на трение по наклонным поверхностям клиньев 16 и надрессорной балки 1 на наклонных поверхностях клиньев установлены накладки 17 из антифрикционного материала, например, полиуретана высокой твердости. Боковой составляющей от сил нажатия пружин 15 на клинья 16 в вертикальные фрикционные планки 18 и 19, закрепленные на боковой раме 14, в их контакте реализуются силы трения гашения колебаний рессорного подвешивания. Опорная фрикционная планка 19 неподвижно закреплена на
боковой раме 14 заклепками 20, а фрикционная планка 18 является «плавающей» между клином 16 и неподвижной фрикционной планкой 19 и от выпадения удерживается упорами 21 на боковой раме 14 для ограничения поперечных перемещений клина 16 и, соответственно, надрессорной балки 1 вместе с кузовом подвижного состава.
Боковые рамы 14 тележки опираются на колесные пары 22 через буксовые узлы 23, фиксируемые в проемах боковых рам 14 упорами 24. Тележка содержит также рычажную передачу тормоза 25.
Тележка работает следующим образом.
При опуске кузова вагона на тележки боковые скользуны 5 (фиг.3) с износостойкими вставками 7 касаются упорных плит 8 боковых опор 9 кузова 11 и сжимают упругие элементы 6, расположенные в трубах 4 надрессорной балки 1, пока пятник кузова 11 не опустится на опорную плиту 12 подпятника 2.
При движении вагона по рельсовому пути происходит колебательный процесс кузова в поперечной плоскости (боковая качка) на упругих элементах 6 боковых скользунов 5 надрессорной балки 1. Внутреннее трение в упругих элементах 6 боковых скользунов 5 гасит колебательный процесс боковой качки, предельная амплитуда колебаний ограничивается зазором «а» (фиг.5) между боковыми скользунами 5 и надрессорной балкой 1.
Надрессорная балка 1 (фиг.4), воспринимая нагрузку от кузова, деформирует пружины 15 рессорного подвешивания тележки, при этом часть пружин 15 воспринимают нагрузку от надрессорной балки 1 через клинья 16. На наклонной поверхности клина 16 с накладкой 17 от воздействия вертикальной нагрузки создается реакция боковой силы нажатия клина 16 на вертикальные фрикционные планки 18 и 19, закрепленные на боковой раме 14, за счет чего реализуются силы трения в рессорном подвешивании и осуществляется гашение вертикальных колебаний кузова. Благодаря использованию в клиновом механизме трения
износостойких материалов для клина 16, накладки 17 и фрикционных планок 18 и 19 обеспечивается длительный межремонтный ресурс эксплуатации тележки.
Боковые рамы 14 (фиг.1) тележки опираются на колесные пары 22 через буксовые узлы 23. От выпадения буксовых узлов 23 из проемов боковых рам 14, например, при подъеме тележки краном, используются упоры 24, закрепленные на боковых рамах 14 под проемами. Тележка содержит рычажную передачу тормоза 25 для осуществления торможения вагона.