ФРИКЦИОННЫЙ КЛИН ТЕЛЕЖКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА
FRICTION WEDGE OF RAILWAY CAR TRUCK

Настоящее изобретение относится, в общем, к устройствам фрикционного демпфирования тележки железнодорожного вагона и, более конкретно, к фрикционному клину тележки железнодорожного вагона.
Настоящее изобретение относится к фрикционному клину для тележки железнодорожного вагона и, в частности, к фрикционному клину, содержащему корпус с наклонной и вертикальной поверхностями. Фрикционный клин рассеивает энергию во всем диапазоне перемещения подвески и компенсирует износ, возникающий за годы использования.
Тележки железнодорожных вагонов, известные в качестве трехэлементной тележки железнодорожного вагона, включают в себя две боковые рамы, отстоящие друг от друга, и надрессорную балку, проходящую поперек между боковыми рамами. Надрессорная балка на каждом конце упруго опирается посредством нескольких пружин рессорной подвески на соответствующую боковую раму. В таких тележках железнодорожных вагонов для гашения колебательного движения надрессорной балки относительно боковой рамы тележки железнодорожного вагона используют фрикционные клинья. Фрикционные клинья обычно характеризуются треугольной формой, при этом каждая из двух отстоящих друг от друга в боковом направлении наклонных поверхностей находится во взаимодействии с одной из двух отстоящих друг от друга в боковом направлении наклонных поверхностей надрессорной балки. Кроме того, фрикционный клин характеризуется наличием вертикальной поверхности, находящейся во взаимодействии с соответствующей пластиной износа, установленной на вертикальной поверхности стойки боковой рамы. Таким образом, фрикционный клин действует как гаситель колебательного движения между надрессорной балкой и пластиной износа на вертикальной стойке боковой рамы.
Пластина износа на вертикальной стойке боковой рамы обычно изготовлена из стали. Пружина рессорной подвески вводит фрикционный клин между наклонными поверхностями надрессорной балки и вертикальной стойкой боковой рамы, обеспечивая их взаимное зацепление. Сопротивление скольжению фрикционного клина относительно боковой рамы, которое в свою очередь обеспечивает гашение вертикального движения надрессорной балки, обеспечивается силами трения, создаваемыми между вертикальной поверхностью фрикционного клина и пластиной износа на вертикальной стойке боковой рамы. Клиновидная форма фрикционного клина и пружины, толкающие фрикционный клин вверх между вертикальной стойкой боковой рамы и наклонными поверхностями надрессорной балки, обеспечивают автоматическую компенсацию износа в системе. Поскольку фрикционный клин, надрессорная балка и стойка боковой рамы со временем изнашиваются, под воздействием пружины фрикционный клин перемещается в постепенно увеличивающееся пространство. Как следствие, фрикционный клин автоматически компенсирует износ и по мере износа системы поднимается относительно надрессорной балки.
При нормальной работе фрикционные клинья перемещаются также в боковом направлении в карманах для фрикционных клиньев в надрессорной балке и истираются о боковую стенку кармана. В процессе отливки, который используют для изготовления фрикционного клина, имеющего полый корпус, обычно используют отверстия в треугольных боковых стенках для поддерживания части литейной формы, создающей полость внутри фрикционного клина. По мере того как фрикционный клин истирается о боковые стенки кармана для фрикционного клина в надрессорной балке, эти отверстия оставляют «островки» неизношенного материала, которые могут мешать подъему фрикционного клина для компенсации износа наклонных поверхностей надрессорной балки и поверхностей стойки боковой рамы или предотвращать этот подъем.
Целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного фрикционного клина тележки железнодорожного вагона, причем благодаря этому усовершенствованию фрикционный клин и надрессорная балка могут иметь более продолжительный срок службы, и фрикционный клин не будет застревать в надрессорной балке.
Краткое описание фигур
На фиг. 1 представлен покомпонентный вид в перспективе тележки железнодорожного вагона в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 представлен подробный частичный вид в перспективе тележки железнодорожного вагона в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 3 представлен вид в перспективе фрикционного клина в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 4 представлен вид снизу фрикционного клина в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 5 представлен вид сбоку фрикционного клина в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 6 представлен разрез фрикционного клина в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления
Рассмотрим фиг. 1, где предлагаемый фрикционный клин 8 показан внутри тележки железнодорожного вагона. Тележка железнодорожного вагона содержит две боковые рамы 2, отстоящие друг от друга и параллельные между собой. Каждая боковая рама 2 содержит рессорный проем 13, образованный парой отстоящих друг от друга вертикальных стоек 14. К внутренней поверхности каждой стойки 14 присоединена плоская пластина 15 износа. Кроме того, тележка железнодорожного вагона содержит надрессорную балку 1, проходящую в поперечном направлении между боковыми рамами 2. Каждый конец 12 надрессорной балки 1 находится в соответствующем рессорном проеме 13 и опирается в вертикальном направлении на боковую раму 2 при помощи нескольких спиральных пружин 10 подвески. Пружины 10 подвески в свою очередь опираются на опорную площадку 16 для пружинного комплекта каждой боковой рамы 2. Пружины 10 подвески являются упруго сжимающимися, тем самым позволяя концам надрессорной балки 1 перемещаться в вертикальном направлении вверх и вниз в проемах 13 и относительно боковых рам 2. Каждый конец 12 надрессорной балки содержит несколько наклонных стенок 22. Каждая наклонная стенка 22 предназначена для вхождения в зацепление с наклонной поверхностью 20 соответствующего фрикционного клина 8. Как видно на этой фигуре, фрикционный клин 8 опирается на контрольные пружины 9 подвески и предназначен для создания демпфирующего усилия, противодействующего вертикальному перемещению надрессорной балки 1, опирающейся на пружины 10 подвески, при движении железнодорожного вагона по рельсам.
Железнодорожные колеса 4 установлены на осях 3. На концах осей 3 установлены осевые подшипники 5. Для приема осевых подшипников в буксовых проемах 2А боковой рамы предусмотрены прокладка 6 подшипника и опора 7. На верхней поверхности надрессорной балки 1 предусмотрен подпятник 11, предназначенный для опоры железнодорожного грузового вагона на тележку.
Как лучше всего показано на фиг. 2, фрикционный клин 8 содержит корпус 17. Корпус 17 имеет треугольную или клиновидную форму и ширину 5-10 дюймов. Корпус 17 содержит основание, имеющее по существу горизонтальную нижнюю стенку 34. Нижняя поверхность 34 основания предназначена для вхождения в зацепление с верхним концом комплекта контрольных пружин 9 подвески. Кроме того, корпус 17 содержит по существу вертикальную переднюю стенку, имеющую переднюю поверхность 19. Кроме того, корпус 17 содержит отстоящие друг от друга в боковом направлении наклонные стенки 20 и 20А, проходящие под углом приблизительно тридцать пять градусов между основанием 34 и передней поверхностью 19. Каждая из наклонных стенок 20 и 20А предназначена для вхождения в зацепление с наклонными стенками 22 надрессорной балки 1. Фрикционный клин 8 зафиксирован в боковом направлении на конце 12 надрессорной балки при помощи боковых стенок 32 кармана для фрикционного клина надрессорной балки и треугольных боковых стенок 30 и 30А фрикционного клина.
Как лучше всего показано на фиг. 3, 4, 5 и 6, передняя поверхность 19 корпуса 17 фрикционного клина имеет удлинение 31, выступающее приблизительно на 1 дюйм из нижней поверхности 34 основания. Передняя поверхность 19 корпуса 17 фрикционного клина находится в непосредственном контакте с пересечением с верхним краем 25 наклонной поверхности 20 и 20А и центральной промежуточной частью 21 и проходит от указанного пересечения. Центральная промежуточная часть 21 проходит между отстоящими друг от друга в боковом направлении наклонными стенками 20 и 20А. Центральная промежуточная часть 21 может иметь отверстие 23, проходящее почти от верхнего края 25 корпуса 17 фрикционного клина почти до пересечения 27 между нижней поверхностью 34 основания и центральной промежуточной частью 21. Центральная промежуточная часть 21 может быть утоплена относительно наклонных поверхностей 20 и 20А. Корпус 17 фрикционного клина 8 может изготавливаться из металлов, таких как сталь или чугун. Отстоящие друг от друга наклонные поверхности 20 и 20А фрикционного клина проходят под углом 150-178 градусов, предпочтительно 174-176 градусов, относительно друг друга и обеспечивают возврат фрикционного клина к центру кармана вместо того, чтобы он постоянно истирался о боковую стенку 32 кармана для фрикционного клина надрессорной балки. Кроме того, по существу треугольные боковые стенки 30 и 30А клина не имеют отверстий. Благодаря этому истирание фрикционного клина о боковые стенки 32 кармана для фрикционного клина надрессорной балки не будет образовывать нежелательных выступов, которые могут мешать способности фрикционного клина перемещаться относительно надрессорной балки при износе вертикальной поверхности 19 фрикционного клина, пластины 15 износа на стойке боковой рамы, наклонных поверхностей 22 надрессорной балки и наклонных поверхностей 20 и 20А фрикционного клина со временем при нормальной работе. Уникальная геометрическая конструкция этого фрикционного клина позволяет переместить отверстия 33 и 33А для поддержания литейной формы при отливке к не подверженным износу поверхностям снизу корпуса 17 фрикционного клина. Корпус 17 фрикционного клина типично изготавливают из чугунной или стальной отливки. Демпфирующее усилие, создаваемое фрикционным клином 8, может варьировать, поскольку оно может зависеть от материалов, из которых изготовлен корпус 17 фрикционного клина, и степени взаимодействия передней поверхности 19с пластиной 15 износа на стойке боковой рамы.
Эти демпфирующие усилия могут варьировать от 700 до 16250 фунтов-силы с диапазоном скорости перемещения вертикальной поверхности 19 фрикционного клина по пластине 15 износа на стойке боковой рамы 0-19 дюймов в секунду. Сила, направленная перпендикулярно вертикальной поверхности 19, может варьировать в пределах 2000-12000 фунтов-силы.