РЕССОРНОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ ДВУХОСНОЙ ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, касается рессорного подвешивания двухосных тележек грузовых вагонов, в частности рессорного комплекта и пружин в него входящих.
Известна конструкция тележки грузового вагона (Свидетельство на полезную модель RU 16482, B61F 5/00 от 01.10.2001 г.), содержащая раму, опирающуюся на буксовые узлы колесных пар, включающую в себя боковины, соединенные надрессорной балкой. Надрессорная балка установлена на двухрядные пружины, и соединена с боковой рамой с помощью фрикционных клиньев, поддерживаемых также двухрядными пружинами. Двухрядные пружины под надрессорной балкой, состоят из наружной и внутренней пружин, при этом одна пружина имеет большую высоту в свободном состоянии, чем другая. Под фрикционные клинья установлены двухрядные пружины с одинаковой высотой наружной и внутренней пружин, причем их высота равна высоте большей из пружин, установленных под надрессорной балкой.
Данная конструкция охватывает большое количество вариантов исполнения рессорного подвешивания двухосных тележек грузовых вагонов, которые можно условно разделить на три группы. Первая группа конструкций никогда не сможет обеспечить работоспособность узла. Вторая группа конструкций может обеспечить работоспособность узла, но не удовлетворяет требованиям нормативных документов. Третья группа конструкций может обеспечить работоспособность узла и удовлетворить требования нормативных документов, но определить это множество полезных вариантов не представляется возможным. Недостатком данной конструкции является тот факт, что не указан диапазон геометрических характеристик пружин рессорного подвешивания, обеспечивающий выполнение требований ГОСТ 9246-2013 «Тележки двухосные трехэлементные грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия».
Также известно устройство - пружинный комплект для подвешивания тележки грузового железнодорожного вагона (Патент на полезную модель RU 101986, B61F 5/06 от 27.10.2010 г.), состоящий из симметрично расположенных девяти двухрядных, витых, цилиндрических пружин, на две из которых установлены фрикционные клинья, а семь расположены под надрессорной балкой. Пружинный комплект имеет внутренние пружины под фрикционными клиньями, наружные пружины под фрикционными клиньями, внутренние пружины под надрессорной балкой, наружные пружины под надрессорной балкой, выполненные в порядке убывания высоты.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели по всем аспектам.
Существенными недостатком данной конструкции является наличие в пружинном комплекте четырех разных пружин, изменяющиеся по высоте в свободном состоянии, диаметру прутков и рабочему числу витков. Данное исполнение конструкции увеличивает номенклатуру деталей пружинного комплекта, что в свою очередь увеличивает себестоимость пружинного комплекта в новом изделии и ведет к увеличению стоимости ремонта узла в эксплуатации. Также четыре разных типоразмера пружин в пружинном комплекте увеличивают трудоемкость сборки двухосных тележек грузовых вагонов, прежде всего связанную с подбором пружин комплекта по высоте.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании конструкции комплекта рессорного подвешивания с двухрядными пружинами, геометрические характеристики которых позволят создать рессорное подвешивание двухосной тележки грузового вагона с семью двухрядными пружинами, обеспечивающее эксплуатационную надежность, а также обеспечивающее выполнение требований ГОСТ 9246-2013 «Тележки двухосные трехэлементные грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия».
Поставленная задача решается путем того, что в рессорное подвешивание двухосных тележек грузовых вагонов установлены двухрядные пружины с одинаковым номинальным значением высоты наружных и внутренних пружин в свободном состоянии, при этом у каждой наружной пружины угол подъема оси винтового бруса составляет интервал от 5,853 до 6,229 градусов, а длина оси рабочей части винтового бруса составляет интервал от 2094 мм до 2149 мм, а у каждой внутренней пружины угол подъема оси винтового бруса составляет интервал от 5,839 до 6,318 градусов, а длина оси рабочей части винтового бруса составляет интервал от 2123 мм до 2280 мм. При этом, с учетом предельных отклонений, разность по высоте пружин в свободном состоянии, входящих в рессорное подвешивание, не более 3 мм, вместе с этим, пружины, установленные под фрикционные клинья, выше пружин, установленных под надрессорной балкой.
Сущность предлагаемой конструкции заключается в том, что рессорное подвешивание двухосной тележки грузового вагона содержит два рессорных комплекта, каждый из которых установлен под одним из концов надрессорной балки и состоит из пяти двухрядных пружин, поддерживающих надрессорную балку, и двух двухрядных пружин, поддерживающих фрикционные клинья, при этом каждая двухрядная пружина рессорного подвешивания состоит из наружной пружины, средний диаметр которой составляет интервал от 168 мм до 172 мм, а индекс, определяемый как отношение среднего диаметра витка к диаметру прутка пружины составляет интервал от 5,667 до 5,931, и из внутренней пружины, средний диаметр которой составляет интервал от 110 мм до 115 мм, а индекс пружины составляет интервал от 5,500 до 6,053, кроме того, каждая пружина выполнена цилиндрической винтовой, представляющей собой брус, ось которого параллельна винтовой линии образующей цилиндра, с рабочими и опорными витками, из стали с пределом текучести не менее 1470 МПа, вместе с этим, сумма индексов пружин каждой двухрядной пружины составляет не менее 11,3, также у каждой наружной пружины угол подъема оси винтового бруса составляет интервал от 5,853 до 6,229 градусов, а длина оси рабочей части винтового бруса составляет интервал от 2094 мм до 2149 мм, а у каждой внутренней пружины угол подъема оси винтового бруса составляет интервал от 5,839 до 6,318 градусов, а длина оси рабочей части винтового бруса составляет интервал от 2123 мм до 2280 мм, при этом, с учетом предельных отклонений, разность по высоте пружин в свободном состоянии, входящих в рессорное подвешивание, не более 3 мм, вместе с этим, пружины, установленные под фрикционные клинья, выше пружин, установленных под надрессорной балкой.
Кроме того, в рессорном подвешивании двухосной тележки грузового вагона, наружная и внутренняя пружины, входящие в каждую двухрядную пружину, имеют противоположную навивку.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами:
Фиг. 1 - вид сверху рессорного подвешивания;
Фиг. 2 - вид А фиг. 1;
Рессорное подвешивание двухосной тележки грузового вагона, содержит два рессорных комплекта 1, каждый из которых установлен под одним из концов надрессорной балки 2 и состоит из пяти двухрядных пружин 3, поддерживающих надрессорную балку 2, и двух двухрядных пружин 4, поддерживающих фрикционные клинья 5. Каждая двухрядная пружина рессорного подвешивания состоит из наружной пружины 6, средний диаметр которой составляет интервал от 168 мм до 172 мм, а индекс, определяемый как отношение среднего диаметра витка к диаметру прутка пружины составляет интервал от 5,667 до 5,931, и из внутренней пружины 7, средний диаметр которой составляет интервал от 110 мм до 115 мм, а индекс пружины составляет интервал от 5,500 до 6,053. Кроме того, каждая пружина 6 и 7 выполнена цилиндрической винтовой, представляющей собой брус, ось которого параллельна винтовой линии образующей цилиндра, с рабочими и опорными витками. Пружины 6 и 7 изготовлены из сталей с пределом текучести не менее 1470 МПа. Сумма индексов пружин каждой двухрядной пружины 4 составляет не менее 11,3. Вместе с этим, у каждой наружной пружины 6 угол подъема оси винтового бруса составляет интервал от 5,853 до 6,229 градусов, а длина оси рабочей части винтового бруса составляет интервал от 2094 мм до 2149 мм, а у каждой внутренней пружины 7 угол подъема оси винтового бруса составляет интервал от 5,839 до 6,318 градусов, а длина оси рабочей части винтового бруса составляет интервал от 2123 мм до 2280 мм. Также, с учетом предельных отклонений, разность по высоте пружин в свободном состоянии, входящих в рессорное подвешивание, не более 3 мм, а пружины, установленные под фрикционные клинья 5, выше пружин, установленных под надрессорной балкой 2.
В рессорном подвешивании двухосной тележки грузового вагона наружная 6 и внутренняя 7 пружины, входящие в каждую двухрядную пружину 4, имеют противоположную навивку.
Технический результат от заявляемой полезной модели заключается в повышении эксплуатационной надежности пружины рессорного подвешивания двухосной тележки грузового вагона, в сочетании с выполнением требований ГОСТ 9246-2013 «Тележки двухосные трехэлементные грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия» по обеспечению заданного перемещения обрессоренной части железнодорожного вагона в порожнем и груженом состоянии и с повышением уровня взаимозаменяемости и ремонтопригодности, с уменьшением себестоимости и трудоемкости изготовления и ремонта в эксплуатации рессорного подвешивания.
Рессорное подвешивание двухосных тележек грузовых вагонов с установленными двухрядными пружинами, выполненными из стали с пределом текучести не менее 1470 МПа, в которых у каждой наружной пружины угол подъема оси винтового бруса составляет интервал от 5,853 до 6,229 градусов, а длина оси рабочей части винтового бруса составляет интервал от 2094 мм до 2149 мм, а у каждой внутренней пружины угол подъема оси винтового бруса составляет интервал от 5,839 до 6,318 градусов, а длина оси рабочей части винтового бруса составляет интервал от 2123 мм до 2280 мм, обеспечивает запас по напряжениям в пружине от эксплуатационных нагрузок до допускаемых значений напряжений в пределах от 13,61% до 24,55%. Как следствие, наличие запаса до допускаемых напряжений снижает вероятность излома прутков пружин и выхода из строя рессорного комплекта тележки в эксплуатации.
В подтверждение данного утверждения, в таблице 1 приведены из множества вариантов несколько возможных вариантов изготовления двухрядных пружин, входящих в рессорное подвешивание.
Разность по высоте пружин в свободном состоянии, входящих в рессорное подвешивание, не более 3 мм (с учетом предельных отклонений) и установка под фрикционные клинья пружин с большей высотой в свободном состоянии, чем пружины под надрессорной балкой, обеспечивают повышение эксплуатационной надежности, так как при износе фрикционного клина сохраняется необходимое значение силы поджатая клина к ответной поверхности на надрессорной балке.
Выполнение наружной и внутренней пружин, входящих в каждую двухрядную пружину, с противоположной навивкой позволяет исключить попадание витков пружин в пространство между витками соседних пружин, при смещении пружин относительно базовых мест установки, что снижается вероятность излома пружин.
В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и проводятся всесторонние испытания опытных образцов.