АДАПТИВНАЯ ТОРСИОННАЯ РЕССОРА
ADAPTIVE TORSION SPRING

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях, например, локомотивов.
Известна торсионная рессора, описанная в книге А.Ф.Крайнев. Словарь-справочник по механизмам. 2-е издание переработанное и дополненное. - М.: Машиностроение, 1987 г., на стр.469, схема «а» и «б». Такая рессора используется в конструкциях транспортных машин и состоит из двух валов (схема «а»), к одному из которых присоединен рычаг 4, нагружаемый сосредоточенной силой F. При закручивании вала 3 моментом Fa звено 2 получает угловой поворот и закручивает вал 1. Такое нагружение обеспечивает как чистое кручение валов торсиона, так и их изгиб. Существенным недостатком этой конструкции является то, что в процессе кручения валов 1 и 3 их крутильная жесткость остается постоянной, а так как нагрузка F имеет в динамике широкий спектр проявления, то ее демпфирование происходит недостаточно эффективно.
Известна также торсионная рессора (см. книгу - Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учебник для студентов ВУЗов. А.А.Камаев и др. под редакцией А.А.Камаева. - М.: Машиностроение, 1981 г.), представляющая собой стержень 2 (см. стр.88, рис.55 этой книги) круглого реже квадратного сечения, один конец которого закреплен во втулке 1, установленной на раме тележки, а другой жестко связан с рычагом 4, шарнирно присоединенным к кузову локомотива. Второй опорой стержня 2 служит подшипник 3. Недостатком такой торсионной рессоры является то, что в процессе закручивания стержня 2 его крутильная жесткость остается постоянной, и поэтому она, так же как и конструкция, описанная в аналоге, не отвечает требованиям, предъявляемым плавности хода локомотива за счет эффективного гашения колебаний его кузова.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является повышение демпфирующих характеристик торсионной рессоры.
Поставленная цель достигается тем, что рычаг стержня выполнен Г-образным и с одной стороны снабжен упором шаровой формы, взаимодействующим с наклонной поверхностью днища кузова локомотива, а с другой присоединен к подвижно расположенной в осевом канале стержня торсиона подпружиненной относительно последнего подвижной оси, причем подвижная ось снабжена радиально расположенными пальцами, установленными с возможностью их перемещения в продольных пазах, выполненных в упомянутом стержне торсиона на участке его осевого канала.
На фиг.1 показан общий вид адаптивной торсионной рессоры сбоку, на фиг.2 - вид на нее по стрелке А и на фиг.3 - часть стержня торсиона, вид по стрелке В.
Адаптивная торсионная рессора состоит из стержня 1, снабженного шлицами 2, взаимосвязанными с ответно выполненными в опоре 3. Другой конец стержня 1 размещен с возможностью угловых поворотов в другой опоре 4. Опоры 3 и 4 жестко закреплены на тележке локомотива 5. В стержне 1 выполнен канал 6 и продольные пазы 7. В пазах 7 подвижно расположены пальцы 8, жестко закрепленные на оси 9. Ось 9 подпружинена пружиной сжатия 10 относительно стержня 1 и снабжена рычагом Г-образной формы 11, который упором шаровой формы 12 контактирует с наклонной поверхностью 13 кузова локомотива 14.
кр
кр
Работает адаптивная рессора следующим образом. Когда локомотив неподвижен, адаптивная рессора нагружена статической нагрузкой приложенной от кузова локомотива 14 к Г-образной формы рычагу 11, который, например, расположен к горизонту под углом α так, как это показано на фиг.2. При этом на стержне 1 возникает статический момент М, направленный по стрелке С. Такой момент создан тем, что ось 9 получила угловой поворот по этой же стрелке С при действии на Г-образной формы рычаг 11 статического усилия F, приложенного от собственного веса кузова локомотива 14 и наличия пальцев 8, которые, находясь в продольных пазах 7 стержня 1, передали ему такой момент. В случае движения локомотива под действием неровности пути возникают колебания кузова 14, причем такие колебания вызывают также по стрелке F динамические составляющие нагрузки различной интенсивности. В этом случае Г-образной формы рычаг получит еще больший угловой поворот в сторону направления М (см. фиг.2) и своей осью 9 и пальцами 8 увеличит последний. При этом за счет наличия наклонной поверхности 13 ось 9 совместно с пальцами 8 переместиться по стрелке А, сжав пружину сжатия 10 и уменьшив тем самым рабочую длину l стержня 1. Известно, что изменение, а в данном случае уменьшение длины l стержня 1 торсиона увеличивается его жесткость на кручение согласно формуле , и поэтому произойдет демпфирование вышеуказанной динамической составляющей нагрузки по стрелке F стержнем 1 торсиона. После исчезновения такой динамической составляющей, когда кузов локомотива 14 переместиться в направлении, обратном стрелке F, под действием сжатой пружины сжатия 10 пальцы 8 совместно с осью 9 и рычагом Г-образной формы займут исходное положение, такое, как это показано на фиг.1. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно направлено на автоматическое действие торсионных рессор, способных приспосабливаться к демпфированию широкого спектра изменения динамических нагрузок, действующих на экипажные части локомотивов.