ТОКООТВОДЯЩЕЕ УСТРОЙСТВО ТЕЛЕЖКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА

Полезная модель относится к рельсовым транспортным средствам и касается конструктивных элементов тележек железнодорожных вагонов, в частности, их букс, обеспечивающих электропроводность.
При движении железнодорожного состава по железнодорожным путям происходит накопление статического электрического заряда в конструкции вагонов. Накопление статического заряда может вызвать появление озоновых (искровых) пробоев, которые могут привести к образованию трещин в выполненных из эластомеров компонентах тележек железнодорожных вагонов, оказать отрицательное влияние на чистоту поверхности рабочей части подшипников буксового узла и, как следствие, на температурный режим функционирования и общую работоспособность буксовых узлов. В связи с этим в конструкции тележек железнодорожных вагонов должны быть предусмотрены устройства для отведения (снятия) статического электричества.
В большинстве эксплуатируемых тележек железнодорожных вагонов снятие статического заряда осуществляется посредством заземляющих шунтов, представляющих собой многожильный медный провод, сплетенный либо скрученный, без изоляции, соединяющийся двумя болтами. Так, известно электропроводное заземляющее соединение буксы с рамой трехэлементной тележки для грузовых вагонов (Тележка для грузового вагона нового поколения с осевой нагрузкой 245 кН. - Тяжелое машиностроение, 2006 г., №8, рис. 1, с. 45), содержащей надрессорную балку с пятой, рессорное подвешивание, боковые рамы. Боковые рамы опираются через амортизаторы из эластомера на адаптеры букс колесных пар. Электропроводная шина закреплена посредством болтового соединения с адаптером буксы и боковой рамой. Недостатком аналога является внешнее болтовое крепление токонесущей шины с буксой и рамой. При этом в процессе непосредственной эксплуатации железнодорожного вагона существует вероятность нарушения целостности соединения токонесущей шины с буксой и рамой, и как следствие, отсутствия отведения статического электричества от конструкции железнодорожного вагона.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является электропроводное заземляющее соединение буксы с рамой тележки грузового вагона (RU 2329174, B61F 15/28, опубл. 20.07.2008), содержащее надрессорную балку с пятой, рессорное подвешивание, боковые рамы, опирающиеся через амортизаторы из эластомера на адаптеры букс колесных пар. В каждом амортизаторе из эластомера выполнено отверстие, в которое вставлен упругий токопроводящий эластомер для контактирования боковой рамы и буксы.
Недостатком прототипа является то, что упругий токопроводящий эластомер для контактирования боковой рамы и буксы выполнен из эластичного материала, который при эксплуатации тележки железнодорожного вагона в условиях крайне низких температур окружающей среды твердеет и теряет упругие свойства, а его токопроводящие свойства снижаются. Кроме того, упругий токопроводящий эластомер является по высоте в исходном состоянии выше, чем амортизатор, и при непосредственной эксплуатации тележки грузового вагона испытывает поджатие к опорным металлическим поверхностям боковой рамы и буксы тележки, в результате чего увеличивается интенсивность абразивного износа поверхностей упругого токопроводящего эластомера, контактирующих с опорными металлическими поверхностями боковой рамы и буксы тележки. В результате нахождения упругого токопроводящего эластомера в состоянии сжатия в течение длительного периода эксплуатации тележки грузового вагона может возникнуть остаточная деформация упругого токопроводящего эластомера, то есть его усадка. Еще одним недостатком прототипа является то, что отведение статического электричества через каждую буксу ограничено лишь одним упругим токопроводящим эластомером, установленным в центральной части соответствующего амортизатора. Все перечисленные недостатки в целом отрицательно влияют на эффективность и постоянство отведения статического электричества от конструкции тележки железнодорожного вагона.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является создание токоотводящего устройства тележки железнодорожного вагона, обеспечивающего постоянное и эффективное отведение статического электричества от конструкции железнодорожного вагона.
Технический результат достигается тем, что токоотводящее устройство тележки железнодорожного вагона содержит надрессорную балку с пятой, рессорное подвешивание, боковую раму, опирающиеся через амортизаторы из эластомера на адаптеры букс колесных пар. При этом каждый из амортизаторов из эластомера содержит два токопроводящих металлических элемента для контактирования боковой рамы и буксы, каждый из которых содержит U-образное основание, на концах которого выполнены верхняя и нижняя контактные площадки, причем верхняя контактная площадка контактирует с боковой рамой, а нижняя контактная площадка контактирует с буксой колесной пары.
Описанное техническое решение представлено на чертежах:
Фиг. 1 - Общий вид тележки грузового вагона
Фиг. 2 - Амортизатор из эластомера в сборе (в разрезе)
Фиг. 3 - Боковая рама, установленная на буксе через амортизатор из эластомера (в разрезе),
где приведены следующие обозначения:
1 - надрессорная балка с пятой
2 - рессорное подвешивание
3 - боковая рама
4 - амортизатор из эластомера
5 - адаптер
6 - букса
7 - колесная пара
8 - токопроводящий металлический элемент
9 - основание
10 - верхняя контактная площадка
11 - нижняя контактная площадка
12 - рельсы.
Токоотводящее устройство тележки грузового вагона (Фиг. 1) содержит надрессорную балку с пятой 1, рессорное подвешивание 2, боковые рамы 3, амортизаторы 4 из эластомера. Боковые рамы 3 опираются через амортизаторы 4 из эластомера, например, полиуретана, на адаптеры 5 букс 6 колесных пар 7 (Фиг. 2). Каждый амортизатор 4 из эластомера содержит два токопроводящих металлических элемента 8, выполненных из стали конструкционной, например, 09Г2С по ГОСТ 19281-89. Каждый токопроводящий металлический элемент 8 содержит U-образное основание 9, на концах которого выполнены верхняя и нижняя контактные площадки 10 и 11 соответственно.
Токоотводящее устройство тележки железнодорожного вагона работает следующим образом. При движении железнодорожного вагона (не показан) по железнодорожным путям в его конструкции накапливается электрический заряд, который через надрессорную балку с пятой 1, выполненные из металла, передается через рессорное подвешивание 2 на боковую раму 3 тележки. Благодаря упругости амортизаторов 4 из эластомера верхние и нижние контактные площадки 10 и 11 соответственно под силой тяжести кузова железнодорожного вагона плотно прижимаются к опорным поверхностям боковых рам 3 и букс 6, в результате чего обеспечивается постоянный контакт боковых рам 3, токопроводящихметаллических элементов 8 и букс 6 (Фиг. 3). От боковых рам 3 через верхние контактные площадки 10 электрический заряд (ток) передается на основания 9, а затем от оснований 9 передается через нижние контактные площадки 11 на буксы 6 колесных пар 7 и далее на рельсы 12. Таким образом, между боковыми рамами 3, верхними контактными площадками 10, основаниями 9, нижними контактными площадками 11, буксами 6 колесных пар 7 образуются электропроводные связи, что обеспечивает прохождение (передачу) тока от боковых рам 3 тележки железнодорожного вагона к буксам 6 колесных пар 7 и далее на рельсы 12.
Таким образом, заявленный технический результат, а именно, создание токоотводящего устройства тележки железнодорожного вагона, обеспечивающего постоянное и эффективное отведение статического электричества от конструкции железнодорожного вагона, достигается за счет того, что в токоотводящем устройстве тележки железнодорожного вагона, содержащем надрессорную балку с пятой, рессорное подвешивание, боковые рамы, опирающиеся через амортизаторы из эластомера на адаптеры букс колесных пар, каждый из амортизаторов из эластомера содержит два токопроводящих металлических элемента. При этом каждый из токопроводящих металлических элементов содержит U-образное основание, на концах которого выполнены верхняя и нижняя контактные площадки, посредством которых обеспечивается контактирование боковой рамы, токопроводящего металлического элемента и буксы колесной пары, причем верхняя контактная площадка токопроводящего металлического элемента контактирует с боковой рамой, а нижняя контактная площадка токопроводящего металлического элемента - с буксой колесной пары тележки железнодорожного вагона.
Благодаря тому, что токопроводящие элементы, предназначенные для организации постоянного контакта боковых рам и букс колесных пар, выполнены из металла, токопроводящие свойства которого при эксплуатации в условиях крайне низких температур окружающей среды улучшаются, обеспечивается постоянное и эффективное отведение статического электричества независимо от температуры окружающей среды. Кроме того, предлагаемая конструкция токоотводящих соединений боковых рам и букс колесных пар характеризуется повышенной устойчивостью к абразивному износу.
Благодаря использованию в составе каждого адаптера из эластомера нескольких токопроводящих металлических элементов обеспечивается постоянство отведения статического электричества от конструкции железнодорожного вагона.
Благодаря тому, что каждый токопроводящий металлический элемент содержит U-образное основание, которое в составе амортизатора из эластомера «обхватывает» в продольном направлении среднюю его часть, обеспечивается упругость каждого токопроводящего металлического элемента при его сжатии вместе с соответствующим амортизатором из эластомера под тяжестью кузова железнодорожного вагона.
Использование предлагаемой полезной модели в конструкции тележек железнодорожных вагонов позволит организовать постоянную и надежную электропроводную связь железнодорожного вагона через колесные пары с рельсами, исключив при этом подшипники буксового узла и предотвратив их электрокоррозию из-за возникновения озоновых (искровых) пробоев, обеспечив защиту буксового узла от разрядов электростатического характера и преждевременного износа.