ФРИКЦИОННЫЙ КЛИН ТЕЛЕЖКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА
FRICTION WEDGE OF RAILWAY CAR TRUCK

Предшествующий уровень техники и краткое раскрытие настоящего изобретения
Настоящее изобретение относится, в общем, к устройствам фрикционного демпфирования тележки железнодорожного вагона и, более конкретно, к фрикционному клину тележки железнодорожного вагона.
Настоящее изобретение относится к фрикционному клину для тележки железнодорожного вагона и, в частности, к фрикционному клину, содержащему корпус с наклонной и вертикальной поверхностями. Фрикционный клин рассеивает энергию во всем диапазоне перемещения подвески и скоростей фрикционного клина и надрессорной балки, перемещаясь вертикально вдоль пластины износа на стойке боковой рамы.
Тележки железнодорожных вагонов, известные в качестве трехэлементной тележки железнодорожного вагона, включают в себя две боковые рамы, отстоящие друг от друга, и надрессорную балку, проходящую поперек между боковыми рамами. Надрессорная балка на каждом конце упруго опирается посредством нескольких пружин рессорной подвески на соответствующую боковую раму. В таких тележках железнодорожных вагонов для гашения колебательного движения надрессорной балки относительно боковой рамы тележки железнодорожного вагона используют фрикционные клинья. Фрикционные клинья обычно характеризуются треугольной формой, при этом каждая из двух отстоящих друг от друга в боковом направлении наклонных поверхностей находится во взаимодействии с отстоящими друг от друга в боковом направлении наклонными поверхностями надрессорной балки. Кроме того, фрикционный клин характеризуется наличием вертикальной поверхности, находящейся во взаимодействии с соответствующей пластиной износа, установленной на вертикальной поверхности стойки боковой рамы. Таким образом, фрикционный клин действует как гаситель колебательного движения между надрессорной балкой и пластиной износа на вертикальной стойке боковой рамы.
Фрикционный клин также состоит из нижней части, которая соединяет вертикальную поверхность и две отстоящих друг от друга в боковом направлении наклонных поверхности.
Пластина износа на вертикальной стойке боковой рамы обычно изготовлена из стали. Как правило, пара концентрически расположенных пружин подвески вводит фрикционный клин между наклонными поверхностями надрессорной балки и вертикальной стойкой боковой рамы, обеспечивая их взаимное зацепление. Нижняя часть фрикционного клина содержит выступ, который служит для ограничения перемещения и надлежащего размещения пружин подвески. Сопротивление скольжению фрикционного клина относительно боковой рамы, которое, в свою очередь, обеспечивает гашение вертикального движения надрессорной балки, обеспечивается силами трения, создаваемыми между вертикальной поверхностью фрикционного клина и пластиной износа на вертикальной стойке боковой рамы.
Целью настоящего изобретения является создание усовершенствованного фрикционного клина тележки железнодорожного вагона, который позволяет использовать дополнительную концентрически вставляемую пружину, чтобы увеличить демпфирующую силу трения при вертикальном перемещении надрессорной балки для улучшения управления демпфирующей силой с более высоким рассеиванием энергии. Нижняя часть содержит пружинное гнездо в форме полого выступа, проходящего от нижней части. Пружинное гнездо не только ограничивает перемещение и обеспечивает надлежащее размещение внешней и средней пружин подвески, его нижняя поверхность является плоской и гладкой и предназначена для вхождения в зацепление с третьей концентрически расположенной внутренней пружиной подвески. Кроме того, пружинное гнездо является полым и, благодаря этому, облегчает изготовление фрикционного клина, так как центральное отверстие способствует размещению песчаного стержня, который образует внутреннее пространство фрикционного клина. Кроме того, центральная часть дна пружинного гнезда выполнена открытой, в результате чего вода, грязь или другой мусор проходят через фрикционный клин, а не собираются внутри.
Краткое описание фигур
На фиг. 1 представлен покомпонентный вид в перспективе тележки железнодорожного вагона в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 2 представлен подробный частичный вид в разрезе части железнодорожного вагона в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3 представлен вид в перспективе фрикционного клина в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4 представлен вид снизу фрикционного клина в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения; и
на фиг. 5 представлен вид сбоку фрикционного клина в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления
Рассмотрим фиг. 1, где предлагаемый фрикционный клин 8 показан внутри тележки железнодорожного вагона. Тележка железнодорожного вагона содержит две боковые рамы 2, отстоящие друг от друга и по существу параллельные между собой. Каждая боковая рама 2 содержит рессорный проем 13, образованный парой отстоящих друг от друга вертикальных стоек 14. К внутренней поверхности каждой стойки 14 присоединена плоская пластина 15 износа. Кроме того, тележка железнодорожного вагона содержит надрессорную балку 1, проходящую по существу в поперечном направлении между боковыми рамами 2. Каждый конец 12 надрессорной балки 1 находится в соответствующем рессорном проеме 13 и опирается в вертикальном направлении на боковую раму 2 при помощи нескольких спиральных пружин 10 подвески. Конец 12 надрессорной балки также опирается на фрикционные клинья 8, которые опираются на контрольные пружины 9 подвески. Контрольные пружины подвески 9 и пружины 10 подвески, в свою очередь, опираются на опорную площадку 16 для пружинного комплекта каждой боковой рамы 2. Контрольные пружины 9 подвески и пружины 10 подвески являются упруго сжимающимися, тем самым позволяя концам надрессорной балки 1 перемещаться в вертикальном направлении вверх и вниз в рессорных проемах 13 и относительно боковых рам 2. Каждый конец 12 надрессорной балки содержит несколько наклонных стенок 22. Каждая наклонная стенка 22 предназначена для вхождения в зацепление с наклонной поверхностью 20 соответствующего фрикционного клина 8. Как видно на этой фигуре, фрикционный клин 8 предназначен для создания демпфирующего усилия, противодействующего вертикальному перемещению надрессорной балки 1, опирающейся на контрольные пружины 9 подвески и пружины 10 подвески, при движении железнодорожного вагона по рельсам.
Железнодорожные колеса 4 установлены на осях 3. На концах осей 3 установлены осевые подшипники 5. Для приема осевых подшипников в буксовых проемах 13 боковой рамы предусмотрены адаптер 6 подшипника и опора 7. На верхней поверхности надрессорной балки 1 предусмотрен подпятник 11, предназначенный для опоры железнодорожного грузового вагона на тележку.
Как лучше всего показано на фиг. 2, фрикционный клин 8 содержит корпус 17. Корпус 17 характеризуется по существу треугольной или клиновидной формой. Корпус 17 содержит основание, имеющее по существу горизонтальную нижнюю стенку 34. Нижняя поверхность 34 основания выполнена с возможностью вхождение в зацепление с верхним концом пары концентрически вставленных одна в другую контрольных пружин 9 подвески и содержит выступ или пружинное гнездо 29, чтобы регулировать положение контрольных пружин 9 подвески. Пружинное гнездо 29 характеризуется цилиндрической формой, при этом нижняя поверхность 41 пружинного гнезда 29 выполнена плоской и может иметь центральное отверстие 39. Нижняя поверхность 41 действует в качестве опорной поверхности для третьей концентрически вставляемой внутренней контрольной пружины подвески 42, при этом размер внешнего диаметра приблизительно равен размеру внешнего диаметра внутренней контрольной пружины подвески, а размер внутреннего диаметра приблизительно равен внутреннему диаметру внутренней контрольной пружины подвески. Корпус 17 фрикционного клина типично изготавливают из чугунной или стальной отливки.
Как изображено на фиг. 3, 4 и 5, корпус 17 фрикционного клина также содержит по существу вертикальную переднюю стенку 19. Кроме того, корпус 17 содержит отстоящие друг от друга в боковом направлении наклонные стенки 20 и 20А, проходящие под углом приблизительно 35-45 градусов между основанием 34 и передней поверхностью 19. Каждая из наклонных стенок 20 и 20А предназначена для вхождения в зацепление с наклонными стенками 22 надрессорной балки 1. Передняя поверхность 19 корпуса 17 фрикционного клина имеет удлинение 31, выступающее приблизительно на 1 дюйм из нижней поверхности 34 основания. Передняя поверхность 19 корпуса 17 фрикционного клина находится в непосредственном контакте с пересечением с верхним краем 25 наклонной поверхности 20 и 20А и центральной промежуточной частью 21 и проходит от указанного пересечения. Центральная промежуточная часть 21 проходит между отстоящими друг от друга в боковом направлении наклонными стенками 20 и 20А. Центральная промежуточная часть 21 может иметь отверстие 23, проходящее почти от верхнего края 25 корпуса 17 фрикционного клина почти до пересечения 27 между нижней поверхностью 34 основания и центральной промежуточной частью 21. Центральная промежуточная часть 21 может быть утоплена относительно наклонных поверхностей 20 и 20А.
Демпфирующее усилие, создаваемое фрикционным клином 8, пропорционально усилию, с которым передняя поверхность 19 воздействует на пластину 15 износа на стойке боковой рамы, и может быть увеличено путем добавления третьей контрольной пружины 42 подвески, которая будет поддерживать фрикционный клин. Конструкция этого фрикционного клина позволяет использовать внутреннюю контрольную пружину 42 подвески и может добавить 200-1500 фунтов-силы на каждый дюйм сжатия к вертикальному усилию под фрикционным клином.