ТРЕХОСНАЯ ТЕЛЕЖКА С БАЛАНСИРАМИ (ВАРИАНТЫ)
THREE-AXLE BALANCER TROLLEY (VERSIONS)

Заявляемое изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкциям трехосных тележек железнодорожных вагонов.
Известна конструкция трехосной тележки [Патент на полезную модель RU 177424 U1 от 13.09.2017г.], содержащая три колесные пары с буксами, четыре боковые рамы, два балансира, четыре комплекта рессорного подвешивания, две надрессорные балки, шкворневую балку. Конструкция балансира не имеет шарнирного соединения посредством валиков с консолями боковых рам, а консоли боковых рам могут перемещаться по наклонной опорной плоскости пазов, расположенных по концам балансира.
Недостатком данной конструкции является отсутствие возможности модернизации тележек, находящихся в эксплуатации. Данное техническое решение можно осуществить только путем изменения конструкций боковых рам и балансиров.
Также известна конструкция трехосной тележки типа КВЗ-1 [Конструкция вагонов под ред. Л.А. Шадура, Москва, 1962 г., стр. 92, рис. 97], включающая три колесные пары, четыре боковые рамы, две надрессорные балки, две продольные балки, шкворневую балку, два балансира букс средней оси, шесть букс, четыре подушки рессорных комплектов, восемь двухрядных пружин, четыре фрикционных гасителя колебаний, рычажную передачу. На буксы опираются четыре боковые рамы, причем на буксы крайних колесных пар они опираются непосредственно, а на буксы средней через балансиры. Боковые рамы соединены с балансирами валиками.
Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемого изобретения.
Недостатком вышеуказанной конструкции является повышение сопротивления движению тележки на криволинейных участках пути, связанное с ограничением угловых перемещений боковых рам в местах крепления к балансирам средней колесной пары. Вследствие этого возникает быстрый износ гребней колес, установленных на колесных парах и износ головок рельсов.
Задачей заявляемого изобретения является создание конструкции трехосной тележки с балансирами, позволяющей улучшить ходовые характеристики вагона путем снижения сопротивления движению тележек на криволинейных участках пути, уменьшить износ гребней колес и головок рельсов а также снизить материальные затраты на ремонт вагонов.
Поставленная задача по первому аспекту решается путём того, что в конструкции трехосной тележки с балансирами каждая из поверхностей, образующих отверстия в концевых частях боковых рам имеет форму дуги.
По второму аспекту поставленная задача решается путём того, что в каждое из отверстий в концевых частях боковых рам запрессована втулка, внешняя поверхность которой образована по прямой, а поверхность отверстия образована по дуге.
Сущность предлагаемой конструкции по первому варианту изобретения заключается в том, что трехосная тележка с балансирами включает три колесные пары с буксовыми узлами, четыре рессорных комплекта, две надрессорные балки, шкворневую балку, четыре боковые рамы, соединенные с балансирами с помощью валиков, посредством отверстий, расположенных в концевых частях боковых рам, отличающаяся тем, что каждая из поверхностей, образующих отверстия в концевых частях боковых рам имеет форму дуги.
При этом радиус дуги R каждой из поверхностей, образующих отверстия в концевых частях боковых рам, составляет интервал от 50 до 100 мм.
Кроме того, поверхности отверстий в концевых частях боковых рам упрочнены с помощью термической обработки.
Сущность предлагаемой конструкции по второму варианту изобретения заключается в том, что трехосная тележка с балансирами включает три колесные пары с буксовыми узлами, четыре рессорных комплекта, две надрессорные балки, шкворневую балку, четыре боковые рамы, соединенные с балансирами с помощью валиков, посредством отверстий, расположенных в концевых частях боковых рам, отличающаяся тем, что в каждое из отверстий в концевых частях боковых рам запрессована втулка, внешняя поверхность которой образована по прямой, а поверхность отверстия образована по дуге.
Вместе с этим, радиус дуги R поверхности отверстия втулки составляет интервал от 50 до 100 мм.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами:
Фиг. 1 – Трехосная тележка с балансирами (общий вид).
Фиг. 2 – Разрез А-А фиг. 1 (на прямолинейном участке пути).
Фиг. 3 – Разрез А-А фиг. 1 (на криволинейном участке пути).
Фиг. 4 – Вид Б фиг. 2 по пункту 1 формулы изобретения.
Фиг. 5 – Вид Б фиг. 3 по пункту 4 формулы изобретения.
Трехосная тележка с балансирами включает три колесные пары с буксовыми узлами 1, четыре рессорных комплекта 2, две надрессорные балки 3, шкворневую балку 4, четыре боковые рамы 5, соединенные с балансирами 6 с помощью валиков 7, посредством отверстий 8, расположенных в концевых частях боковых рам 5. При этом каждая из поверхностей 9, образующих отверстия 8 в концевых частях боковых рам 5 имеет форму дуги.
При этом радиус дуги R каждой из поверхностей 9, образующих отверстия 8 в концевых частях боковых рам 5, составляет интервал от 50 до 100 мм.
Кроме того, поверхности 9 отверстий 8 в концевых частях боковых рам 5 упрочнены с помощью термической обработки.
Сущность предлагаемой конструкции по второму варианту изобретения заключается в том, что трехосная тележка с балансирами включает три колесные пары с буксовыми узлами 1, четыре рессорных комплекта 2, две надрессорные балки 3, шкворневую балку 4, четыре боковые рамы 5, соединенные с балансирами 6 с помощью валиков 7, посредством отверстий 8, расположенных в концевых частях боковых рам 5. При этом в каждое из отверстий 8 в концевых частях боковых рам 5 запрессована втулка 10, внешняя поверхность 11 которой образована по прямой, а поверхность отверстия 12 образована по дуге.
Вместе с этим, радиус дуги R поверхности отверстия 12 втулки 10 составляет интервал от 50 до 100 мм.
Трехосная тележка с балансирами работает следующим образом.
Когда тележка находится на прямом участке пути, консоли боковых рам 5 располагаются по центру пазов балансира 6. Для предотвращения самопроизвольного расформирования тележки при нештатных ситуациях (сходах), боковые рамы 5 соединены с балансирами 6 с помощью валиков 7 посредством отверстий 8 в консольных частях боковых рам 5. Для защиты валиков 7 от срезывающих усилий вертикальной нагрузки, отверстия 8 в консольных частях боковых рам 5 выполнены в виде вертикально расположенных пазов.
При входе тележки в кривой участок пути происходит набегание гребня колеса на рельс первой по ходу движения колесной пары 1. Под действием бокового усилия, приложенного от головки рельса на гребень колеса, надрессорные балки 3 вместе с боковыми рамами 5 беспрепятственно поворачиваются за счет конструктивных зазоров между валиком 7 и отверстием крепления боковой рамы 5 к балансиру 6. При этом происходит поворот каждой из консольных частей боковой рамы 5 в пазах балансира 6 относительно оси крепления валика 7. Это приводит к центрированию балансиров 6 и средних колесных пар, за счет чего обеспечивается радиальная установка колесных пар.
Из-за ограничения угловых перемещений боковых рам в пределах конструктивных зазоров между валиком и отверстием крепления боковой рамы к балансиру, происходит сопротивление движению тележки на криволинейных участках пути, что приводит к ухудшению ходовых характеристик вагона. Также увеличивается износ гребней колес и головок рельсов. И, как следствие, возрастают затраты на ремонт вагона. Для уменьшения износа гребней колес и головок рельсов и для улучшения ходовых характеристик, необходимо создать достаточный угол поворота боковых рам относительно осей валиков при прохождении тележкой кривых малого радиуса, и тем самым обеспечить радиальную установку колесных пар.
Технический результат от заявляемой полезной модели заключается в том,что выполнение каждой из поверхностей, образующих отверстия в концевых частях боковых рам в форме дуги позволяет осуществить поворот боковых рам при движении трехосной тележки в криволинейном участке пути, что улучшает ходовые характеристики вагона за счет снижения сопротивления движению тележек на криволинейных участках пути, уменьшает износ гребней колес и головок рельсов а также позволяет снизить материальные затраты на ремонт вагонов. Кроме того предлагаемая к защите полезная модель позволяет производить доработку тележки в процессе эксплуатации.
Выполнение радиуса дуги R каждой из поверхностей, образующих отверстия в концевых частях боковых рам, в интервале от 50 до 100 мм позволяет увеличить угол поворота боковых рам и тем самым улучшить прохождение кривых малого радиуса.
Применение термической обработки поверхности отверстий в концевых частях боковых рам повышает прочность отверстий и увеличивает срок службы тележки.
В настоящее время на заявляемое изобретение разработана конструкторская документация и ведутся всесторонние испытания опытных образцов.