ДВУХОСНАЯ ТЕЛЕЖКА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Полезная модель относится к подвижному составу железных дорог и касается конструктивных элементов двухосных тележек грузовых вагонов.
Известна тележка подвижного состава железных дорог, используемая для грузовых вагонов, содержащая надрессорную балку с пятниковым узлом, взаимодействующим с пятой кузова, а также скользунами. При этом между скользунами на надрессорной балке и скользунами на кузове имеются зазоры. Надрессорная балка опирается через пружины рессорного подвешивания на боковые рамы, и часть пружин рессорного подвешивания воспринимает нагрузку от надрессорной балки через клинья, обеспечивающие демпфирование колебаний надрессорного строения (см. Вагоны. Под ред. Л.А. Шадура. М.: Транспорт, 1980 г., стр. 182, рис. VIII.8).
Недостатком известной конструкции является повышенная амплитуда боковой качки кузова на рессорном подвешивании и на пяте, слабая жесткость, отсутствие возможности увеличения объема кузова вагона.
Кроме того, при появлении на колесах колесных пар проката увеличивается коничность колес и, следовательно, частота извилистого движения колесных пар. При величинах проката 2-3 мм частота виляния колесных пар, начиная с 60-70 км/ч, приближается или совпадает с частотой колебаний боковой качки порожнего кузова на рессорном подвешивании, статический прогиб которого около 8 мм. В этом случае проявляется резонанс.Динамические показатели вагона резко ухудшаются. Это явление и большие амплитуды боковой качки кузова оказывают негативное влияние на безопасность движения вагона.
Известна также тележка подвижного состава железных дорог, содержащая надрессорную балку с пятниковым узлом и двумя боковыми скользунами, поджатыми в упорные плиты боковых опор кузова упругими элементами, установленными на надрессорной балке. Надрессорная балка опирается через эластичные пружины. Статический прогиб рессорного подвешивания в такой тележке при порожнем кузове составляет 10-11 мм. Кроме того, используемый пятниковый узел не обладает достаточной жесткостью, поскольку шкворневое отверстие не достаточно усилено (см. Ефимов В.П., Прянов А.А. Модернизация тележки модели 18-100 - эффективный путь повышения безопасности движения поездов. Тяжелое машиностроение, 2003 г., №12, стр. 6-9). Прототип.
Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение устойчивости движения вагона с повышенной загрузкой на скоростях движения вплоть до конструкционной 120 км/ч за счет увеличения жесткости рессорного подвешивания и пятникового узла.
Заявленный технический результат достигается за счет следующей совокупности существенных признаков: двухосная тележка подвижного состава железных дорог, содержащая надрессорную балку с центрально расположенным пятниковым узлом и двумя боковыми скользунами, два комплекта рессорного подвешивания, через которые надрессорная балка оперта на две боковые рамы, каждая из которых взаимодействует с двумя буксами, которые установлены на двух колесных парах, при этом внутри надрессорной балки установлен торсион, опирающийся с возможностью угловых перемещений на два подшипника, наружные корпуса которых закреплены на торцах надрессорной балки, а каждый конец торсиона с каждой стороны тележки жестко соединен с горизонтальным рычагом, противоположный конец которого через сферический упругий шарнир соединен с кронштейном, закрепленным на каждой боковой раме, пятниковый узел содержит четыре вертикальных ребра жесткости, расположенных вокруг шкворневого отверстия внутри надрессорной балки, при этом чашеобразный пятник выполнен с круглым фланцем и имеет высоту 35 мм.
Заявленная полезная модель поясняется графическим материалом. На фиг. изображен общий вид тележки.
Двухосная тележка подвижного состава железных дорог содержит надрессорную балку 1 с центральным расположенным пятником 2 и двумя боковыми скользунами 3. Надрессорная балка 1 оперта через комплекты рессорного подвешивания 4 и 5 на боковые рамы 6 и 7, взаимодействующие с буксами 8 колесных пар 9. Внутри надрессорной балки 1 установлен торсион 10, опирающийся с возможностью угловых перемещений на подшипники 11, 12, наружные корпуса которых закреплены на торцах надрессорной балки 1. Концы торсиона 10 с каждой стороны тележки жестко соединены (к примеру, шлицевым соединением) с горизонтальными рычагами 13, 14, а противоположные концы этих горизонтальных рычагов 13, 14 через сферические упругие шарниры 15, 16 соединены с кронштейнами 17, 18, закрепленными на боковых рамах 6, 7.
Тележка работает следующим образом.
При колебаниях боковой качки кузова надрессорная балка 1, наклоняясь на одной стороне тележки, сжимает комплект рессорного подвешивания, к примеру, 4, а горизонтальный рычаг 13 поворачивается вниз относительно сферического шарнира 15. Другая сторона надрессорной балки 1, поднимаясь вверх, обезгруживает комплект рессорного подвешивания 4 или 5, а горизонтальный рычаг 14 поворачивается вверх относительно сферического упругого шарнира 16.
Угловые перемещения горизонтальных рычагов 13, 14 с двух сторон тележки имеют противоположные направления, что приводит к скручиванию торсиона 10 и увеличению тем самым жесткости рессорного подвешивания 4 и 5 для колебаний боковой качки. В этом случае частота колебаний тележки повышается, и не будет совпадать с частотой извилистого движения колесных пар 9.
Для колебаний подпрыгивания торсионное устройство не оказывает влияния, поскольку угловые перемещения горизонтальных рычагов при этих колебаниях имеют одинаковое направление.
Пятниковый узел содержит четыре вертикальных ребра жесткости (не показаны), расположенных вокруг шкворневого отверстия внутри надрессорной балки, которые придают жесткость соединения тележки вагона и кузова или рамы вагона, что позволяет значительно увеличить массу, объем и вес вагона, а следовательно и грузоподъемность.
Чашеобразный пятник выполнен с круглым фланцем и имеет высоту 35 мм. Дальнейшее увеличение высоты пятника будет нарушать устойчивость всей системы тележка-вагон-груз.
Таким образом, увеличение жесткости рессорного подвешивания при колебаниях боковой качки вагона и пятникового узла позволит избежать резонансных явлений и повысит устойчивость вагона, следовательно, повысит безопасность при его движении как в порожнем, так и в груженом состоянии.
По мнению автора, заявленное техническое решение отвечает всем условиям патентоспособности полезной модели.