ФРИКЦИОННЫЙ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА
FRICTION DAMPERS OF OSCILLATIONS OF FREIGHT CAR BOGIES

Изобретение относится к подвижному составу железнодорожного транспорта, а именно, к фрикционному гасителю колебаний и может быть использована в конструкциях тележек грузовых вагонов.
Известно амортизирующее устройство для железнодорожного вагона, которое содержит фрикционные клинья, с установленными во внутренней полости клиньев пружинами поджимаемыми к надрессорной балке. Каждый клин имеет вертикальную поверхность, которая входит в контакт со смежной боковой поверхностью рамы тележки, и наклонную поверхность, которая контактирует с наклонной поверхностью надрессорной балки (см. RU 2348556, B61F 5/12, опубл. 10.03.2009).
Недостатком является то, что данное амортизирующее устройство для железнодорожного вагона не обладает достаточной эффективностью гашения вертикальных колебаний.
Наиболее близким аналогом (прототипом) к заявляемому изобретению является конструкция фрикционного гасителя колебаний тележки грузового вагона, включающего рессорный комплект, состоящий из внешних и внутренних пружин, два клина симметрично расположенные в карманах надрессорной балки и состоящих из двух зеркальных частей, каждая из которых имеет наклонную, верхнюю, опорную поверхности, заднюю стенку, наружные и внутренние боковые стенки, причем задние стенки прижаты к фрикционным планкам боковой рамы, а между наклонными поверхностями клина и кармана надрессорной балки установлена износостойкая вставка (см. US 4915031 A, B61F 5/12, опубл. 10.04.1990, фиг.  9, 10).
Недостатком является повышенные динамические ударные нагрузки на элементы тележки из-за отсутствия стабильной постоянной силы трения между боковыми поверхностями фрикционного клина и боковыми стенками кармана надрессорной балки в процессе эксплуатации тележки вагона
Техническим результатом является уменьшение динамических ударных нагрузок на элементы тележки и вагона в процессе эксплуатации и обеспечение равномерности износа поверхностей фрикционного гасителя колебаний, что способствует улучшению ходовых качеств тележки в целом.
Технический результат достигается тем, что фрикционный гаситель колебаний тележки грузового вагона включает рессорный комплект, состоящий из внешних и внутренних пружин, два клина симметрично расположенных в карманах надрессорной балки и состоящих из двух зеркальных частей, каждая из которых имеет наклонную, верхнюю, опорную поверхности, заднюю стенку, наружные и внутренние боковые стенки, причем задние стенки прижаты к фрикционным планкам боковой рамы, а между наклонными поверхностями клина и кармана надрессорной балки установлены износостойкие вставки, при этом карман надрессорной балки имеет боковые поверхности с боковыми износостойкими вставками, площадку для опоры на внешнюю пружину рессорного комплекта, с отверстием для внутренней пружины рессорного комплекта, взаимодействующей с опорной поверхностью каждой части клина, причем внутренние боковые стенки каждой части клина имеют отверстия для установки распорной пружины, прижимающей части клина наружными боковыми стенками к износостойким вставкам боковых поверхностей кармана надрессорной балки, при этом наружные боковые стенки клина выполнены с уклоном, а боковые износостойкие вставки выполнены клиновидной формы с уклоном поверхности, совпадающим с уклоном наружной боковой стенки клина, причем клин может быть выполнен из термоупрочненного чугуна, а износостойкие вставки из нержавеющей стали.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 - вид сверху на надрессорную балку с клиньями; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - состав фрикционного гасителя колебаний с надрессорной балкой; на фиг. 4 -вид сверху на клинья с распорной пружиной; на фиг. 5 - разрез клиньев с распорной пружиной на фиг. 4
Фрикционный гаситель колебаний тележки грузового вагона состоит из двух симметрично расположенных клиньев 1 и 2, установленных в карманах 3 надрессорной балки 4, опирающихся каждый на отдельный рессорный комплект пружин и прижатых весом вагона к фрикционным планкам 5 боковой рамы тележки (не показано). Клинья 1, 2 состоят из двух зеркальных частей 6, 7 каждая из которых имеет наклонную 8, верхнюю 9 и опорную 10 поверхности, заднюю 11, наружную 12 и внутреннюю 13 боковые стенки. Рессорный комплект пружин состоит из внутренних 14 и наружных 15 пружин, а опорная 10 поверхность опирается на свою внутреннюю пружину.
Наклонные 8 поверхности образуют угол γ к горизонтали и обращены друг к другу под углом α, а наружные 12 боковые стенки образуют угол β. Угол γ может составлять 55°-75°, угол α может составлять 150°-175°, а угол β может составлять 1°-20°.
Данный диапазон является оптимальным для обеспечения оптимальных ходовых качеств вагона. Увеличение угла приведет к увеличению сил, действующих на внутренние наклонные поверхности клина и большему износу как клина, так и поверхностей кармана надрессорной балки. Уменьшение угла приведет к увеличению сил, действующих на внешние наклонные поверхности клина и возможному заклиниванию надрессорной балки.
В кармане 3 надрессорной балки 4 на наклонной поверхности установлена износостойкая вставка 16, взаимодействующая с наклонными 8 поверхностями, а на боковых поверхностях установлены износостойкие вставки 17 клиновидной формы, взаимодействующие с наружными 12 боковыми стенками. Причем наружные 12 боковые стенки выполнены с уклоном, а ответные им поверхности износостойких вставок 17 также имеют соответствующий уклон, при этом задняя 11 стенка прижата к фрикционным планкам 5. При осмотре сверху, на пересечении задней 11 и наружной 12 боковых стенок выполнено углубление 18, глубина которого h соответствует допустимой величине износа задней стенки.
Клин может быть выполнен из термоупрочненного чугуна, а износостойкие вставки из нержавеющей стали.
Надрессорная балка 4 имеет опорную площадку 19 для опоры на внешнюю пружину 15, а в опорной площадке 19 выполнены отверстия 20 для внутренних 14 пружин.
Во внутренних 13 боковых стенках выполнены отверстия 21 для установки распорной пружины 22.
Фрикционный гаситель колебаний работает следующим образом.
При движении рессорный комплект тележки грузового вагона воспринимает колебания. Под действием возникновения возмущающей вертикальной силы надрессорная балка 4 перемещается по нисходящей вниз сжимая пружины 14, 15 рессорного комплекта, при этом внутренние 14 пружины, через отверстия 20 в опорной площадке 19 надрессорной балки 4 поджимают опорные 10 поверхности вверх для взаимодействия наклонных 8 поверхностей с износостойкой вставкой 16. Вместе с этим наружные 12 боковые стенки не воспринимают приложенных сил и прижаты лишь распорной пружиной 22.
Под действием возмущающей силы надрессорная балка 4 перемещается по восходящей вверх, внутренние 14 пружины ослабляют усилия поджатая фрикционного клина 1 или 2, при этом распорная пружина 15 воспринимая силы сопротивления распирает фрикционные клинья 1, 2 с усилием прижимая их боковыми наружными стенками к износостойким вставкам 12 кармана балки.
Эффективность процесса гашения колебаний происходит за счет конструктивного изменения фрикционных клиновых гасителей колебаний, а именно выполнения наружных 12 боковых стенок с уклоном и добавления упругого элемента в виде распорной пружины 22 во внутреннюю полость клиньев 1, 2.
Предполагаемая конструкция фрикционного гасителя колебаний для железнодорожного вагона позволяет рессорному комплекту оптимально воспринимать усилия за счет оптимального поджатия клиньев внутренними пружинами в зависимости от загруженности вагона, а фрикционным клиньям эффективно гасить колебания за счет равномерного поджатия частей клина к боковым поверхностям кармана надрессорной балки.