БУКСОВОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ ТЕЛЕЖКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ)

Заявляемое техническое решение относится к транспортному машиностроению, в частности, к конструкции буксового подвешивания тележки железнодорожного транспортного средства.
Для устойчивого и комфортного движения вагона колесная пара должна быть связана с рамой тележки в горизонтальной плоскости определенными жесткостными параметрами в продольном и поперечном относительно железнодорожного пути направлениях.
Конструктивно это осуществляется в основном через буксовые поводковые связи, основными составляющими которых являются устанавливаемые в узлах заделки упругие элементы, вертикальная (крутильная) жесткость которых должна быть минимальной, чтобы не уменьшать прогиб пружин буксового подвешивания.
Известно буксовое подвешивание тележки типа Y 237 (Реферативный журнал. Железнодорожный транспорт. 11Б. Локомотивостроение и вагоностроение. Выпуск сводного тома. М., ВИНИТИ, 1988 г., №1, с.13), где вертикальная нагрузка от рамы тележки передается через пружину на верхнюю часть буксы, имеющей кронштейн-рычаг с отверстием в концевой части, в которое вставляется резиновый шарнир, в центральную зону которого с двух противоположных сторон запрессованы металлические конусы, закрепляемые болтами к вертикальным стенкам кронштейнов продольной балки рамы.
Данная конструкция сложная, а возможность ослабления конусного соединения за счет истирания-износа резины в зоне контакта от действия динамических нагрузок приведет к нарушению жесткостных характеристик и ухудшению ходовых качеств тележки.
Наиболее близким техническим решением (принятым за прототип) является буксовое подвешивание тележки железнодорожного транспортного средства (патент РФ №71616, B61F 5/04, заявл. 24.10.2007 г., опубл. 20.03.2008 г. Бюл. №8), содержащее амортизатор резинометаллического типа, буксовую подвеску, буксовый узел, буксовый кронштейн, конец которого шарнирно соединен с кронштейном боковины рамы, в щеках которого закреплена поперечная шарнирная ось упомянутого амортизатора, впрессованного в отверстие проушины буксового кронштейна, крепежные элементы, а на торцах проушины буксового кронштейна закреплены соосно амортизирующие шайбы, каждая из которых зафиксирована на торце проушины буксового кронштейна двумя полукольцами, вставленными в проточку оси амортизатора и скрепленными сваркой в расточке шайбы в кольцо.
Известная конструкция сложная и, кроме того, вертикальная (крутильная) жесткость такого шарнира за счет амортизирующих шайб существенно уменьшает прогиб пружин буксового подвешивания, что неблагоприятно отражается на плавности хода тележки.
Варианты 1, 2, 3. Задачей предложения является упрощение конструкции буксового подвешивания и повышение плавности хода тележки.
Вариант 1. Для этого буксовое подвешивание тележки железнодорожного транспортного средства содержит амортизатор резинометаллического типа, состоящий из металлической и упругой втулок, шарнирной оси, средняя часть которой сопряжена с упругой втулкой, буксовую подвеску, буксовый узел, кронштейн боковины рамы, буксовый кронштейн, в отверстие проушины которого впрессован упомянутый амортизатор, шарнирная ось которого закреплена в щеках кронштейна боковины рамы, крепежные элементы. Новым является то, что толщина стенки упругой втулки составляет 0,1-0,3 длины упругой втулки.
Кроме того, средняя часть шарнирной оси может быть выполнена цилиндрической или сферической или в виде симметрично совмещенных в наибольшем сечении усеченных конусов или в виде симметрично совмещенных в наименьшем сечении усеченных конусов.
Вариант 2. Для этого буксовое подвешивание тележки железнодорожного транспортного средства содержит амортизатор резинометаллического типа, состоящий из металлической и упругой втулок, шарнирной оси, средняя часть которой сопряжена с упругой втулкой, буксовую подвеску, буксовый узел, кронштейн боковины рамы, буксовый кронштейн, в отверстие проушины которого впрессован упомянутый амортизатор, шарнирная ось которого закреплена в щеках кронштейна боковины рамы, крепежные элементы. Новым является то, что толщина стенки упругой втулки составляет 0,1-0,3 длины упругой втулки, в которой выполнены сквозные продольные равномерно расположенные по ее сечению отверстия.
Кроме того, средняя часть шарнирной оси может быть выполнена цилиндрической или сферической или в виде симметрично совмещенных в наибольшем сечении усеченных конусов или в виде симметрично совмещенных в наименьшем сечении усеченных конусов.
Вариант 3. Для этого буксовое подвешивание тележки железнодорожного транспортного средства содержит амортизатор резинометаллического типа, состоящий из металлической и упругой втулок, шарнирной оси, средняя часть которой сопряжена с упругой втулкой, буксовую подвеску, буксовый узел, кронштейн боковины рамы, буксовый кронштейн, в отверстие проушины которого впрессован упомянутый амортизатор, шарнирная ось которого закреплена в щеках кронштейна боковины рамы, крепежные элементы. Новым является то, что толщина стенки упругой втулки составляет 0,1-0,3 длины упругой втулки, в средней части которой выполнена кольцевая выемка, а металлическая втулка выполнена разъемной, между частями которой установлено разрезное дистанционное кольцо или два полукольца.
Кроме того, средняя часть шарнирной оси может быть выполнена цилиндрической или сферической или в виде симметрично совмещенных в наибольшем сечении усеченных конусов или в виде симметрично совмещенных в наименьшем сечении усеченных конусов.
Технический результат выразится в следующем.
Варианты 1, 2, 3. Выполнение толщины стенки упругой втулки 0,1-0,3 от ее длины упрощает конструкцию, так как не требуется дополнительных амортизирующих шайб, и обеспечивает оптимальные величины жесткостей: продольную жесткость от 8 до 25 кН/мм, поперечную жесткость от 1,5 до 5 кН/мм, а вертикальную сводит до минимума, что повышает плавность хода тележки за счет уменьшения вертикальной и угловой жесткостей связи буксового узла колесной пары с рамой тележки.
Вариант 2. Выполнение в упругой втулке сквозных продольных равномерно расположенных по ее сечению отверстий уменьшает величины вертикальной и угловой жесткостей связи буксового узла колесной пары с рамой тележки за счет уменьшения массы упругой втулки, что повышает плавность хода тележки.
Вариант 3. Выполнение в средней части упругой втулки кольцевой выемки, а металлической втулки разъемной и установка между ее частями разрезного дистанционного кольца или двух полуколец уменьшает величины вертикальной и угловой жесткостей связи буксового узла колесной пары с рамой тележки за счет уменьшения массы упругой втулки, что повышает плавность хода тележки.
Прилагаемые чертежи изображают:
На фиг.1 - буксовое подвешивание тележки (вид спереди);
На фиг.2 - Сечение А-А на фиг.1 (варианты 1, 2, средняя часть шарнирной оси цилиндрическая);
На фиг.3 - Сечение А-А на фиг.1 (вариант 3, средняя часть шарнирной оси цилиндрическая, металлическая втулка выполнена разъемной);
На фиг.4 - Сечение А-А на фиг.1 (варианты 1, 2, средняя часть шарнирной оси сферическая);
На фиг.5 - Сечение А-А на фиг.1 (вариант 3, средняя часть шарнирной оси сферическая, металлическая втулка выполнена разъемной);
На фиг.6 - Сечение А-А на фиг.1 (варианты 1, 2, средняя часть шарнирной оси в виде симметрично совмещенных в наибольшем сечении конусов);
На фиг.7 - Сечение А-А на фиг.1 (вариант 3, средняя часть шарнирной оси в виде симметрично совмещенных в наибольшем сечении конусов, металлическая втулка выполнена разъемной);
На фиг.8 - Сечение А-А на фиг.1 (варианты 1, 2, средняя часть шарнирной оси в виде симметрично совмещенных в наименьшем сечении конусов);
На фиг.9 - Сечение А-А на фиг.1 (вариант 3, средняя часть шарнирной оси в виде симметрично совмещенных в наименьшем сечении конусов, металлическая втулка выполнена разъемной)
На фиг.10 - Сечение Б-Б на фиг.2, 4, 6, 8 (вариант 2).
Варианты 1, 2, 3. Буксовое подвешивание тележки железнодорожного транспортного средства содержит амортизатор 1 резинометаллического типа, буксовую подвеску 2, буксовый узел 3, кронштейн 4 боковины 5 рамы тележки, буксовый кронштейн 6, крепежные элементы 7. Амортизатор 1 впрессован в отверстие 8 проушины 9 буксового кронштейна 6 и состоит из металлической 10, упругой 11 втулок и шарнирной оси 12, средняя часть которой сопряжена с упругой втулкой 11. Шарнирная ось 12 амортизатора 1 представляет собой валик и закреплена в щеках 13 (фиг.2, 3, на других не показано) кронштейна 4. Каждый конец оси 12 выполнен в виде клина 14 (фиг.1) с отверстием 15 (фиг.2, 3, на других не показано) для его зажима крепежным элементом 7 в соответствующем клиновом пазу 16 щек 13 кронштейна 4 боковины 5. Втулка 10 может быть дополнительно закреплена в проушине 9 кронштейна 6 торцевыми шайбами 17 и крепительными элементами 18. Средняя часть шарнирной оси 12 выполнена цилиндрической (фиг.2, 3). Она может быть сферической (фиг.4, 5) или в виде симметрично совмещенных в наибольшем сечении усеченных конусов (фиг.6, 7) или в виде симметрично совмещенных в наименьшем сечении усеченных конусов (фиг.8, 9). Толщина S стенки упругой втулки 11 составляет 0,1-0,3 длины L упругой втулки 11.
Вариант 2. В упругой втулке 11 выполнены сквозные продольные равномерно расположенные по ее сечению отверстия 19.
Вариант 3. В средней части упругой втулки 11 выполнена кольцевая выемка 20, а металлическая втулка 10 выполнена разъемной, между частями 21 и 22 которой установлено разрезное дистанционное кольцо 23 или два полукольца для регулировки ширины В кольцевой выемки 20 при запрессовке (фиг.3, 5, 7, 9).
Буксовое подвешивание тележки железнодорожного транспортного средства работает следующим образом.
Вертикальная и поперечная нагрузки от кузова вагона, воспринимаемые боковиной 5 рамы совместно с кронштейном 4, передаются через буксовую подвеску 2 и амортизатор 1 на буксовый узел 3 и буксовый кронштейн 6.
За счет гибкости буксовой подвески 2 и вертикальных (крутильных) деформаций амортизатора 1 обеспечивается необходимый статический прогиб буксового рессорного подвешивания, а горизонтальная жесткость узла в продольном и поперечном относительно железнодорожного пути направлениях обеспечивается жесткостью упругой втулки 11.