ГРУЗОВАЯ ВАГОННАЯ ТЕЛЕЖКА

Полезная модель относится к транспортной технике, а именно к тележкам грузового вагона, имеющим автономные гасители колебаний.
Известна ходовая железнодорожная тележка грузового вагона (RU 9821, B61F 3/02, опубл. 16.05.1999), содержащая опирающиеся на колесные пары боковые рамы, надрессорную балку, опертую на боковые рамы через рессорное подвешивание и гасители колебаний. Гасители колебаний выполнены в виде гидравлических амортизаторов. Гидравлический амортизатор снабжен путевым дросселем, обеспечивающим изменение силовой характеристики в зависимости от просадки рессор, который образован штоком, соосно установленным с зазором в полом штоке поршня.
Недостатком известной ходовой железнодорожной тележки является отсутствие устройств передачи тяговых усилий от кузова вагона на тележку и тормозных усилий от тележки на кузов. Без таких устройств тележка с гидравлическими гасителями колебаний не надежна, поскольку тяговые и тормозные усилия в этой тележке будут передаваться через узлы крепления гидравлических гасителей, которые не предназначены для выполнения таких функций и сразу выйдут из строя.
Известна ходовая железнодорожная тележка грузового вагона (RU 29018, B61F 3/02, B61F 5/10, опубл. 20.01.2003), содержащая опирающиеся на колесные пары боковые рамы, надрессорную балку, опертую на боковые рамы через рессорное подвешивание и гасители колебаний, которые связаны узлами крепления с надрессорной балкой и боковой рамой. Гасители колебаний выполнены в виде гидравлических амортизаторов. Гидравлический амортизатор снабжен путевым дросселем, обеспечивающим изменение силовой характеристики в зависимости от просадки рессор, который образован штоком, соосно установленным с зазором в полом штоке поршня. Узлы крепления гасителей колебаний выполнены в виде сферических резинометаллических шарниров.
Недостатком известной ходовой железнодорожной тележки является отсутствие устройств передачи тяговых усилий от кузова вагона на тележку и тормозных усилий от тележки на кузов. Без таких устройств тележка с гидравлическими гасителями колебаний не надежна, поскольку тяговые и тормозные усилия в этой тележке будут передаваться через узлы крепления гидравлических гасителей, которые не предназначены для выполнения таких функций и сразу выйдут из строя.
Известная железнодорожная грузовая тележка для повышенных скоростей движения вагона (RU 39558, B61F 3/02, опубл. 10.08.2004), принятая за прототип, содержит колесные пары, надрессорную балку, рессорные комплекты, боковые рамы с кронштейнами крепления диагональных связей и кронштейнами подвески триангелей, диагональные связи в виде перекрещивающихся стержней, продольные поводки, вертикальные гасители колебаний, тормозную рычажную передачу, включающую в себя триангели с вертикальными рычагами, нижние концы которых соединены затяжкой. Железнодорожная грузовая тележка для повышенных скоростей движения снабжена горизонтальными гасителями колебаний постоянного трения, шарнирно закрепленными между боковыми рамами и надрессорной балкой. Боковые рамы тележки имеют центральный проем и два периферийных проема. В центральном проеме каждой боковой рамы размещены рессорные комплекты, На рессорные комплекты оперта надрессорная балка с подпятником для установки на него пятника кузова вагона. Периферийными проемами боковые рамы оперты на буксы колесных пар. Между надрессорной балкой и каждой боковой рамой установлены шарнирно закрепленные вертикальные гасители колебаний. Продольные поводки, соединяющие каждую боковую раму тележки с надрессорной балкой, предназначены для передачи тяговых усилий и тормозных усилий. Тяговые усилия передаются от кузова вагона через его пятник, соединенный, как правило, шкворнем с подпятником надрессорной балки к надрессорной балке, от надрессорной балки тяговые усилия через продольные поводки передаются к боковым рамам тележки и от них, через стенки периферийных проемов, - на буксы колесных пар и заставляют колесные пары двигаться по рельсам, осуществляя вращательное движение в буксах. Для обеспечения торможения приводится в действие тормозное устройство, содержащее триангели с вертикальными рычагами и с тормозными колодками. Триангели, подвешенные к кронштейнам боковых рам, под действием вертикальных рычагов прижимают тормозные колодки к колесным парам и тормозят их вращение. При этом тормозные усилия от колесных пар через буксы передаются на вертикальные стенки периферийных проемов боковых рам, от боковых рам тормозные усилия передаются продольными поводками на надрессорную балку и через ее подпятник и шкворень - на пятник кузова вагона и тормозят вагон. Вертикальные и горизонтальные колебания вагона амортизируются рессорными комплектами и ограничиваются вертикальными и горизонтальными гасителями колебаний. Однако при колебаниях вагона вместе с надрессорной балкой продольные поводки изменяют свой наклон, тем самым, повышается нагрузка на крепления поводков и снижается их надежность. В зависимости от загруженности вагона надрессорная балка опускается вниз или поднимается наверх в центральном проеме боковой балки, при этом продольный поводок существенно изменяет свой наклон и, тем самым, еще больше повышает нагрузку на крепления поводков и снижает их надежность. Вследствие снижения надежности крепления поводка снижается в целом надежность тележки грузового вагона.
Недостатком известной тележки является недостаточная надежность, так как продольные поводки железнодорожной грузовой тележки имеют существенную разницу угла наклона при груженном и порожнем состоянии вагона, из-за этого возникают дополнительные нагрузки на элементы крепления продольного поводка, которые изнашивают и повреждают эти элементы. Вследствие быстрого выхода из строя узлов крепления продольного поводка ухудшается передача тяговых и тормозных усилий тележки и снижается надежность железнодорожной грузовой тележки.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности грузовой вагонной тележки с автономными гасителями колебаний за счет повышения надежности устройства для передачи тяговых и тормозных усилий при различной загрузке грузового вагона и при колебаниях кузова с надрессорной балкой на рессорных комплектах. Повышение надежности устройства для передачи тяговых и тормозных усилий обеспечивается усовершенствованием его конструкции.
Поставленная задача достигается тем, что грузовая вагонная тележка, содержащая колесные пары с буксами, боковые рамы, имеющие центральный и периферийные проемы, причем боковые рамы периферийными проемами оперты на буксы колесных пар, а в центральным проеме каждой боковой рамы размещены рессорные комплекты, на которые оперта надрессорная балка, имеющая подпятник в виде бортового круга с центральным отверстием, в который вставлен шкворень и вертикальные пазы- карманы на каждом конце с каждой стороны напротив вертикальных стенок центрального проема боковых рам, автономные вертикальные и горизонтальные гасители колебаний шарнирно, закрепленные между надрессорной балкой и каждой боковой рамой, при этом к вертикальным стенкам центрального проема боковых рам жестко прикреплены планки коробчатой формы из износостойкого материала, тормозную рычажную передачу, включающую в себя триангели с тормозными колодками, устройство передачи тяговых и тормозных усилий. Устройство передачи тяговых и тормозных усилий выполнено в виде сменных сепараторов, которые вставлены в вертикальные пазы-карманы на концах каждой боковой поверхности надрессорной балки с двух сторон напротив каждой планки коробчатой формы из износостойкого материала, жестко прикрепленной к вертикальным стенкам центрального проема боковых рам, при этом сменные сепараторы выполнены из упруго-вязкого материала и содержат весьма жесткие шары, диаметр которых несколько меньше толщины сепаратора и которые имеют возможность вращаться в сепараторе.
Вертикальные пазы-карманы в надрессорной балке снабжены замками в виде стержней, вставленных в отверстия, выполненные в верхней части пазов и зафиксированных в этих отверстиях шплинтами и шайбами.
Шары имеют минимальные зазоры со сменной планкой коробчатой формы из износостойкого материала, закрепленной на вертикальных стенках центрального проема каждой боковой рамы. При этом на подпятник надрессорной балки опирается кузов вагона и соединен с ней шкворнем.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется фигурами: 1 - вид тележки сбоку, 2 - вид тележки сверху, 3 - вид тележки с сепараторами и шарами; 4 - вид сепаратора с шарами между надрессорной балкой и боковой рамой в пазу - кармане надрессорной балки, 5 - сепаратор в разрезе. На фигурах обозначены:
1 - колесная пара;
2 - боковая рама;
3 - надрессорная балка;
4 - рессорный комплект;
5 - букса;
6 - вертикальный гаситель колебаний;
7 - горизонтальный гаситель колебаний;
8 - подпятник;
9 - шкворень;
10 - вертикальный паз- карман в надрессорной балке;
11 - сепаратор;
12 - шар;
13 - планки коробчатой формы из износостойкого материала;
14 - стержень - замок;
15 - шайба со шплинтом;
16 - триангели;
17 - тормозные колодки.
Заявленная грузовая вагонная тележка содержит две колесные пары 1, две боковые рамы 2 с центральным и периферийными проемами, надрессорную балку 3, опирающуюся на рессорные комплекты 4, вставленные в центральные проемы боковых рам. Периферийными проемами боковые рамы опираются на буксы 5 колесных пар. Между надрессорной балкой и боковыми рамами шарнирно закреплены вертикальные 6 и горизонтальные 7 гасители колебаний. В центре надрессорной балки выполнен подпятник 8 в виде бортового круга с центральным отверстием. В центральное отверстие подпятника вставлен шкворень 9, который вместе с подпятником служит для соединения тележки с пятником кузова вагона. Для передачи тяговых и тормозных усилий на концах надрессорной балки с каждой боковой стороны выполнены вертикальные пазы - карманы 10 в которые вставлены сменные сепараторы 11 из полимерного материала, например, из фторопласта, полистирола, полиэтилена, содержащие жесткие металлические шары 12, например, из подшипниковой стали ШХ15, ШХ15СГ, ШХ4. Диаметр этих шаров меньше толщины сепаратора и, при этом, шары установлены в сепараторе с возможностью вращения. Напротив каждого сепаратора к вертикальным стенкам центрального проема боковой рамы жестко прикреплены планки 13 коробчатой формы из износостойкого материала. Снизу и с боков перемещение сепаратора ограничено стенками паза- кармана, а сверху - стержнем- замком 14, вставленным в отверстия в верхних частях боковых стенок паза- кармана и зафиксированным с двух сторон шайбами 15 со шплинтами.
Тележка снабжена тормозной рычажной передачей, включающей в себя триангели 16 с тормозными колодками 17. Триангели подвешены на кронштейнах, которыми снабжены боковые рамы.
Заявленная грузовая вагонная тележка работает следующим образом. При колебаниях кузова грузового вагона надрессорная балка 3 совершает вертикальные и горизонтальные (поперечные к пути) колебательные перемещения относительно боковых рам 2 на рессорном комплекте 4. При этом автономные гасители колебаний вертикальный 6 и горизонтальный 7 сжимаются и растягиваются вдоль своих осей и развивают неупругие силы сопротивления, которые ограничивают амплитуды вертикальных и горизонтальных колебаний кузова вагона до нормативного уровня. При этом упруго-вязкие сепараторы 11, установленные в пазах- карманах 10 в надрессорной балке 3 перемещаются относительно планок 13 коробчатой формы из износостойкого материала. Упруго- вязкие сепараторы 11 за счет упругих и вязких сопротивлений уменьшают амплитуды колебаний надрессорной балки и соединенного с ней кузова вагона на рессорном комплекте 4. При упоре упруго- вязкого сепаратора в боковую стенку коробчатой сменной планки 13 из износостойкого материала достигается жесткое ограничение горизонтальных перемещений надрессорной балки 3, что требуется обеспечением безопасности движения вагона на грузовой вагонной тележки. При взаимных вертикальных перемещениях боковой рамы 2 тележки и надрессорной балки 3 сепаратор 11 удерживается в кармане-пазу 10 снизу нижней стенкой кармана - паза, а сверху - стержнем 14 со шплинтами и шайбами, вставленными в отверстия, имеющиеся в верхних частях вертикальных стенок паза- кармана 10.
Пространственное перемещение осей гидравлических гасителей колебаний 6, 7 обеспечивается их шарнирным закреплением к надрессорной балке 3 и к боковым рамам 2 тележки.
При движении грузового вагона в режиме разгона, когда вагон повышает свою скорость, его кузов тянет за собой тележку, при этом тяговые усилия передаются от кузова через шкворень 9 и подпятник 8 на надрессорную балку 3, от нее - на сепараторы 11 и на планки 13 коробчатой формы из износостойкого материала, установленные на вертикальных стенках центрального проема боковой рамы 2 тележки и, далее, от боковых рам 2 через вертикальные стенки периферийных проемов боковых рам - на буксы 5 колесных пар 1. Тяговые усилия заставляют двигаться буксы 5 колесных пар 1, при этом колесные пары 1 вращаются, обеспечивая их движение по рельсам и, тем самым, обеспечивая движение тележки. При этом упруго-вязкие сепараторы 11 за счет своих качеств не разрушаются, а передают нормируемые тяговые усилия. В случае превышения нормируемых тяговых усилий упруго-диссипативный сепаратор 11 сжимается и тогда передача тяговых усилий начинает производиться упором металлических шаров 12 в планки 13 коробчатой формы из износостойкого материала, установленные на вертикальных стенках центрального проема боковой рамы 2 тележки вагона.
При движении грузового вагона в режиме торможения срабатывают тормозные рычажные передачи, при этом триангели 16 прижимают тормозные колодки 17 к колесным парам 1 и замедляют их вращение. От колесных пар 1 тормозные усилия передаются через буксы 5 к периферийным проемам боковых рам 2. От боковых рам 2 тормозные усилия передаются через планки 13 коробчатой формы из износостойкого материала, установленные на вертикальных стенках центрального проема боковой рамы 2 тележки на сепараторы 11 и, затем, передаются на шары 12, от которых тормозные усилия воспринимает надрессорная балка 3, и через подпятник 8 и шкворень 9 передает тормозные усилия на кузов вагона и тормозит вагон. В зависимости от загрузки вагона и его колебаний в процессе движения на рессорном комплекте 4 надрессорная балка 3 будет занимать различное положение по высоте относительно центрального проема боковой рамы 2. При изменении положения надрессорной балки 3 по высоте сепараторы смещаются и ограничивают колебания надрессорной балки с кузовом вагона, а при больших тяговых нагрузках шары 12 прокатываются по внутренней поверхности стенки надрессорной балки 3 и по планкам 13 коробчатой формы из износостойкого материала. При прокатывании шаров 12 происходит трение качения между ними и сменными планками 13 коробчатой формы из износостойкого материала и внутренней поверхностью стенки надрессорной балки 3. При этом износ контактирующих деталей минимален, и отсутствует явление «схватывания» контактирующих материалов, что в целом повышает надежность устройства передачи тяговых и тормозных усилий тележки грузового вагона. Гидравлические гасители колебаний вертикальные 6 и горизонтальные 7 сохраняют стабильность сил трения при соответствующих деформациях рессорного комплекта 4.
Повышение надежности в предлагаемой грузовой вагонной тележке обеспечивается тем, что тяговые и тормозные усилия при груженном и порожнем вагоне передаются через сепаратор 11 из упруго-вязкого материала с вставленными в них жесткими шарами 12.
Предлагаемая грузовая вагонная тележка может быть использована во всех типах грузовых вагонов - в полувагонах, цистернах, хопперах, думпкарах, лесовозах и др.