ТЕЛЕЖКА ГРУЗОВОГО ВАГОНА
FREIGHT-CAR TRUCK

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях грузовых вагонов.
Известна тележка грузового вагона модели М-44, описанная в книге: Технический справочник железнодорожника. Том 6. Подвижной состав. Под редакцией В.Н. Сологубова. М.: Трансжелдориздат, 1952 г., где на стр.611-612 представлена тележка (рис.73) с литыми стальными боковинами. Такая тележка состоит из надрессорной балки, расположенной в окнах стальных боковин и опертой на рессорный комплект, выполненный в виде винтовых пружин сжатия. Боковины своими концами связаны с буксами колесных пар, которые состоят из осей с напрессованными на них колесами. Шейки осей колесных пар размещены в подшипниках скольжения, установленных в буксах. Существенным недостатком такой тележки является то, что рессорное подвешивание ее недостаточно эффективно в части обеспечения плавности хода вагона при малой величине его статического прогиба, причем в зависимости от количества груза в кузове вагона жесткость рессорного комплекта постоянна, и он не может работать в условиях автоматического изменения последней.
Известна также тележка грузового вагона модели ЦНИИ-ХЗ, конструкция которой описана в книге (Логинов А.И., Афанаскин Н.Е. Вагоны. Самосвалы. М.: Машиностроение, 1975 г.), где на стр.126-128 и (рис.82) она и представлена. Такая тележка вагона по сравнению с аналогом более эффективна в эксплуатации, однако и она имеет недостатки, связанные с относительной сложностью рессорного комплекта, его достаточно высокой металлоемкостью, а также неспособностью изменять в автоматическом режиме свою жесткость в зависимости от широкого изменения динамических нагрузок, возникающих в процессе движения грузовых вагонов.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является разработка такого рессорного комплекта, который способен в автоматическом режиме изменять свою жесткость.
Поставленная цель достигается тем, что оси колесных пар выполнены полыми и в них с зазором установлены, по крайней мере, по два цилиндра с фланцами, присоединенными жестко к внешним торцевым поверхностям букс, а в них также с зазором размещены упругие стержни, и одни концы их снабжены длинноходовой резьбой, взаимодействующей с ответной нарезанной во втулках, внешние поверхности которых снабжены шлицами, контактирующими с ответными выполненными на внутренней поверхности упомянутых цилиндров, а другие жестко присоединены к рычагам, примыкающим своими концами к надрессорной балке тележки вагона.
На чертежах фиг.1 показан общий вид тележки грузового вагона сбоку, а на фиг.2 - укрупненная часть одного из буксовых узлов колесной пары сверху.
Тележка грузового вагона состоит из боковины 1 с окном 2. В боковине 1 размещены корпусы букс 3 с подшипниками 4 и присоединенным к ним фланцем 5, жестко закрепленным на цилиндре 6, установленном в пустотелой полости 7 оси колесной пары 8. В цилиндре 6 нарезаны шлицы 9, взаимосвязанные с ответными, выполненными на втулке 10. Во втулке 10 с помощью длинноходовой резьбы 11 размещен упругий стержень 12 с жестко к нему присоединенным рычагом 13. На оси 8 колесной пары напрессованы колеса 14, контактирующие с рельсовым путем 15. Рычаги 13 взаимодействуют с надрессорной балкой 16.
Работает тележка грузового вагона следующим образом. Если вагон находится в состоянии покоя и не загружен его кузов грузом, его тележка находится в таком состоянии, как это показано на фиг.1. Предположим, что кузов грузового вагона (на чертеже кузов не показан) оказался загруженным, то под действием такой нагрузки надрессорная балка 16 переместится по вертикали на какую-то величину Δ, при этом рычаги 13 получат также перемещения по стрелкам А. Но так как рычаги 13 жестко закреплены на упругих стержнях 12, то они произведут закрутку их на некоторый угол. Такой угловой поворот упругих стержней 12 за счет наличия на них длинноходовой резьбы 11 позволит втулке 10 получить в шлицах 9 некоторое небольшое поступательное перемещение по стрелке В. Допустим теперь, что грузовой вагон находится в движении и на колесные пары тележки действуют динамические составляющие усилий, возникающие от неровности пути. В этом случае в какой-то момент времени надрессорная балка 16 переместится на величину, большую, чем перемещение Δ (см. фиг.1). При этом рычаги 13 получат еще большее перемещение по стрелкам А, а упругие стержни 12, получив дополнительный угловой поворот, так же за счет наличия резьбы 11 переместят по стрелке В свои втулки 10. В этом случае рабочая длина упругих стержней 12 уменьшится, и их крутильная жесткость возрастет, величина которой, как известно, определяется по формуле:
<mrow><msub><mi>C</mi><mi>ϕ</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>G</mi><msub><mi>J</mi><mi>p</mi></msub></mrow><mrow><mi>l</mi><msup><mi>d</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac></mrow>
Поэтому рост крутильной жесткости упругих стержней будет способствовать демпфированию динамических нагрузок, что позволит повысить плавность хода грузового вагона. После исчезновения указанной нагрузки за счет упругих свойств упругих стержней 12 последние возвратятся в исходное положение, а рычаги 13 вновь займут исходное положение, такое, как это показано на фиг.1. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенной конструкции в сравнении с известным техническим решением очевидно, так как предложенная конструкция тележки грузового вагона имеет лучшие ходовые показатели.