КОЛЕСО РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
RAILROAD VEHICLE WHEEL

Изобретение относится к рельсовому транспорту, в том числе может применяться для железнодорожного подвижного состава, мостовых подъемных кранов и монорельсовых дорог.
Известны колеса рельсовых транспортных средств, содержащие упругие элементы, гасящие вибрации, вызываемые перемещением по рельсовой колее, например "Упругое колесо рельсового транспортного средства" по авторскому свидетельству СССР №1775319, МКИ 7 В60В 9/12. За прототип на основании наибольшего совпадения принято "Колесо рельсового транспортного средства" по авторскому свидетельству СССР №1685755, МКИ 7 В60В 9/12, конструкция которого имеет бандаж, ступицу, упорный диск, упругий элемент и подшипники.
Недостатком известных устройств является высокое сопротивление движению, в которое входит составной частью сумма сопротивлений по поверхностям катания и ограничения направления движения.
Цель предлагаемого изобретения состоит в повышении устойчивости прямолинейного движения колесной пары в прямых участках пути.
Указанная цель достигается за счет периодически управляемого обособления поверхностей катания и ограничения направления движения, которое достигнуто установкой на диске управляемого устройства блокировки с подвижным штоком. С помощью устройства блокировки дистанционно фиксируют два положения штока: первое (исходное) положение - шток находится в пределах габарита диска и не имеет никакой связи со ступицей, второе положение - шток выдвинут и входит в одно из гнезд, выполненных в ступице.
Технический результат - повышение комфортности и устойчивости прямолинейного движения колесной пары в прямых участках пути.
На чертеже представлена кинематическая схема предлагаемого устройства. Колесо рельсового транспортного средства имеет несколько сочлененных между собой деталей. На ось колесной пары 1 жестко установлен упорный диск 2. Жесткая установка обеспечена посадкой с "натягом" и кольцевым уступом 3 на оси, играющим роль упора. Допустима установка упорных дисков с обеих сторон ступицы. Диск 2 выполнен с круговым углублением в виде чаши. Бандаж 4 выполнен тонкостенным из упругого материала, преимущественно стали. Бандаж закреплен на ступице 5 посредством прослойки 7 из упругого эластичного материала, например резины. Постоянство положения бандажа 4 относительно ступицы 5 поддерживается профилированными посадочными поверхностями между ними. На внешней кромке ступицы выполнен бурт 6, который охватывает торец эластичной прослойки 7. Ступица 5 установлена на подшипниках 8, установленных на оси 1 колесной пары, концы которой снабжены буксовыми подшипниками 9. На диске установлено управляемое устройство блокировки с поршневым приводом 10. На ступице 5 выполнено одно или несколько гнезд 11. Коллектор 12 установлен на оси 1 неподвижно и герметично и соединен через отверстия в стенках оси 1 с ее полостью и радиальными каналами 13 с поршневым приводом устройства блокировки 10. Торец оси снабжен уплотнительным переходником 14 с полостью, выполненной в оси 1. При этом поршневой привод 10 снабжен подпружиненным штоком 15, имеющим возможность совмещения с гнездами 11.
Колесо работает следующим образом. Тонкостенный бандаж 4 закреплен на ступице посредством прослойки из упругого эластичного материала, например резины, и упруго преодолевает стыки и неровности рельсовой колеи. Постоянство положения бандажа 4 относительно ступицы 5 поддерживается профилированными посадочными поверхностями между ними. Снижение ударных воздействий благотворно сказывается на долговечности пути и экипажа, кроме того, уменьшается уровень шума при движении. Упругие деформации бандажа компенсируются эластичной прослойкой 6. Сферические поверхности сопряжения бандажа и ступицы обеспечивают их взаимную самоустановку в статике и динамике. Жесткая установка диска 2 на оси 1 колесной пары совместно со вторым колесом, выполненным симметрично, ограничивают смещение экипажа относительно рельсов, с которыми он контактирует боковыми поверхностями. Диск выполнен с круговым углублением в виде чаши. Бандаж 4 со ступицей 5 имеют возможность независимого вращения от диска 2 благодаря подшипнику 8, что уменьшает сопротивление качению, особенно на кривых участках пути. Поверхность катания бандажа 4 выбрана цилиндрической. Такая поверхность создает меньшие осевые усилия, чем типовые конические. На диске установлено устройство блокировки с выдвигаемым под действием пружины штоком 15. Управляющее воздействие в виде давления через уплотнительный переходник 14 и полость в оси, коллектор 12 и через радиальные каналы 13 приводит в действие шток 15 с поршнем, которые сжимают пружину. С помощью этого устройства блокировки на прямых участках пути дистанционно обеспечиваются два положения штока: первое (исходное) положение - шток находится в пределах диска и не имеет никакой связи со ступицей, второе положение - шток выдвинут и входит в одно из гнезд 11, выполненных в ступице 5.
Комфортность внутри экипажа и безопасность движения достигаются уменьшением нагрузок, возникающих при отсутствии контактирования гребня и боковой поверхности рельса, вызывающих акустические возмущения не только ударного характера вверх-вниз и вправо-влево, но и "скрежета", возникающего между бандажом, рельсом и упорным диском из-за различия их скоростей, а также за счет выравнивания скоростей движения бандажа и гребня колеса, который при отсутствии контакта с рельсом не совершает вращения на оси колесной пары. Устойчивость прямолинейного движения при прохождении горизонтальных неровностей рельсовых нитей при касании гребня боковой поверхности головки рельсов в прямых участках пути достигается за счет введения жесткой связи между ступицей и дисками обоих колес. Жесткая связь обеспечивает равенство скоростей вращения кругов катания обоих колес, что препятствует отклонению колесной пары от прямолинейного движения.
Комфортность внутри экипажа и безопасность движения достигаются за счет выравнивания скоростей движения бандажа и гребня колеса. Устойчивость прямолинейного движения при прохождении горизонтальных неровностей рельсовых нитей достигается за счет введения жесткой связи между ступицей и дисками обоих колес.