Тележка грузового вагона
FREIGHT CAR BOGIE

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции адаптера тележки грузовых вагонов.
Из патента РФ №2311310 на изобретение известна тележка железнодорожного вагона, которая содержит две боковины и брус, причем каждая боковина имеет буксовое отверстие на каждом конце, образованное внешним боковым буксовым вырезом, внутренней боковой вертикальной поверхностью и секцией свода, идущей между буксовым вырезом и вертикальной поверхностью, первый опорный выступ в месте стыка внутренней боковой вертикальной поверхности и секции свода и второй опорный выступ в месте стыка вертикальной поверхности и секции свода, переходник подшипника, входящий в каждое буксовое отверстие, содержащий в целом прямоугольную центральную секцию, имеющую верхнюю поверхность, и дуговидное отверстие в противоположных боковых краевых секциях, предназначенное для приема подшипника, в целом прямоугольное отверстие у противоположных продольных краевых секций, образованное идущим в боковом направлении концом стенки переходника и двумя смещенными в боковом направлении друг от друга зависимыми заплечиками переходника, эластомерную подушку переходника, установленную на верхней части переходника подшипника, содержащую в целом плоскую, главным образом прямоугольную верхнюю секцию, которая идет по всей ширине подушки переходника, и две пары зависимых ножек, идущих вниз от каждого продольного конца подушки переходника, причем ножки подушки переходника смещены в боковом направлении друг от друга и образуют отверстие для опорного выступа у каждого продольного конца подушки переходника, в которое входит опорный выступ каждого буксового отверстия боковины, а пара ножек подушки переходника у каждого продольного конца подушки переходника входит в главным образом прямоугольное отверстие у каждого продольного конца переходника подшипника, при этом каждый переходник подшипника дополнительно содержит пару идущих в боковом направлении опор, которые идут вдоль верхней поверхности всей секции, причем каждая такая опора расположена внутри от продольных краевых секций, а каждая подушка переходника дополнительно содержит пару смещенных в боковом направлении друг от друга выступов, которые идут вниз от нижней поверхности верхней секции подушки переходника, которые расположены в непосредственной близости от идущих в боковом направлении опор на верхней поверхности переходника подшипника, и по меньшей мере две лапки индикации износа, идущие в боковом направлении наружу от верхней секции, причем каждая лапка индикации износа имеет верхнюю поверхность, расположенную ниже уровня верхней секции.
Из патента РФ №198058 на полезную модель известен узел соединения боковой рамы с колесной парой в тележке грузового железнодорожного вагона, содержащий боковую раму с буксовым проемом, имеющую на внутренней и внешних вертикальных стенках направленные в середину буксового проема упоры, опирающиеся на подшипник кассетного типа, установленный на оси колесной пары через адаптер, представляющий собой монолитную отливку прямоугольной формы, включающий горизонтальную прямоугольную секцию с плоской опорной поверхностью в верхней части, дугообразный вырез в нижней части, устанавливаемый на наружное кольцо подшипника кассетного типа, выступы, направленные вверх и образующие пазы в средней зоне верхней части адаптера, выполненные по краям боковых граней упорные кронштейны, направленные вниз и образующие между собой боковые пазы, упругую вставку, представляющую собой горизонтальную секцию прямоугольной формы с выступами в средней части, контактирующую с плоской опорной поверхностью и пазами в верхней части адаптера, с направленными вниз упорными кронштейнами, расположенными по краям упругой вставки и образующими между собой пазы, входящие в боковые пазы адаптера и контактирующие с упорами буксового проема, отличающийся тем, что упругая вставка на боковой стенке упорных кронштейнов имеет не менее двух горизонтальных выступов, при этом переход плоской опорной поверхности горизонтальной секции адаптера в боковой паз упорных кронштейнов выполнен по радиусу R1, переход нижней опорной поверхности горизонтальной секции упругой вставки в упорные кронштейны выполнен по радиусу R2, а отношение радиусов R2 к R1 находится в диапазоне от 0,77 до 0,89 (МПК B61F 5/26, 5/30, 5/32, опубл. 16.06.2020).
Недостатком известной конструкции адаптера является их сложность при произведении ремонтных работ и отсутствие универсальности, так как опорные поверхности под износостойкий элемент в известных патентных документах не ровные, на них имеются различные вариации углублений и выступов, что предполагает ответную поверхность износостойкого элемента зеркальной конструкции или близкой к зеркальной.
Из патента №2684248 на изобретение известен переходник роликового подшипника, который может включать в себя элементы для ограничения перемещения подушки переходника относительно переходника роликового подшипника. вертикальные заплечики и ограничители (в настоящей заявке буртики). Вертикальные заплечики могут вертикально выступать относительно продольных краев буксовой выпуклой поверхности. Вертикальные заплечики выполнены с возможностью улучшения прочности на изгиб переходника (в настоящей заявке адаптер) и минимизации искривления переходника при воздействии больших усилий от подушки (в настоящей заявке износостойкий элемент) переходника. Путем минимизации искривления подушки переходника при нагрузке вертикальные заплечики могут улучшать распределение нагрузки на компоненты роликового подшипника и могут увеличивать срок службы подшипника. Например, переходник роликового подшипника может включать в себя продольные ограничители подушки переходника, которые могут вертикально выступать относительно поперечных краев буксовой выпуклой поверхности. Продольные ограничители подушки переходника выполнены с возможностью взаимодействия с пазами, выемками или краями нижней пластины (в настоящей заявке основание износостойкого элемента) подушки переходника и могут взаимодействовать с подушкой переходника, так что продольное перемещение подушки переходника может ограничиваться или регулироваться до определенного значения, при этом, не ограничивая поперечное перемещение подушки переходника.
Недостатком известной системы подушки переходника роликового подшипника тележки железнодорожного вагона является сложность конструкции, так как для удержания подушки переходника применены и заплечики, и ограничители, что также приводит к увеличению количества требуемого для изготовления металла, а также применена неровная опорная поверхность переходника, что также усложняет конструкцию переходника в целом и усложняет подбор подушки переходника на ремонтных предприятиях.
Изобретение по патенту №2684248 выбрано в качестве наиболее близкого аналога.
Технической проблемой, решаемой предлагаемым изобретением, является сложная, а также недостаточно универсальная и ремонтопригодная тележка, что вызвано тем, что конструкция адаптера сложной конфигурации, а соответственно недостаточно универсальная и не может контактировать с износостойким элементом различной конфигурации, что продляет время при восстановлении на ремонтных предприятиях.
Технический результат, достигаемый изобретением, является упрощение конструкции тележки за счет применения более простой конструкции адаптера, а также повышение производительности ремонтных работ за счет создания более универсальной конструкции адаптера.
l
согласно изобретению
b
h
n
Заявляемый технический результат достигается за счет того, что тележка грузового вагона содержит колесные пары с буксовыми узлами, надрессорную балку, опирающуюся на рессорные комплекты, расположенные в центральных проемах боковых рам, расположенный в буксовом проеме боковой рамы износостойкий элемент и адаптер, опирающийся опорной поверхностью на подшипник буксового узла, при этом адаптер имеет опорную поверхность и упорные стенки, взаимодействуя которыми с поверхностями буксового проема боковой рамы, размещен с возможностью ограничения поперечных и продольных перемещений относительно направления оси пути движения вагона адаптера в буксовом проеме, со стороны упорных стенок опорная поверхность адаптера ограничена буртиками, выполненными длиной , расположенными по крайней мере на половину длины боковых сторон опорной поверхности адаптера, а на торцевых сторонах адаптера выполнены выступы,  опорная поверхность адаптера выполнена плоской, буртики выполнены шириной  и высотой , которая составляет не менее половины толщины  основания износостойкого элемента,
выступы отлиты заодно с буртиками и являются их продолжением, при этом каждый выступ в торцевом направлении выполнен с возможностью отсутствия перекрытия собой торцевой стороны опорной поверхности адаптера и расположен с возможностью беспрепятственной установки износостойкого элемента с ответной частью различной формы, входящего в зацепление с торцевых сторон опорной поверхности и адаптера.
l
l
Под буртиком в настоящей заявке понимается ограничитель, который может быть выполнен как цельным, то есть в виде единственного выступа, так и состоять из нескольких частей, то есть включать в себя несколько выступов, расположенных вдоль одной из боковых стенок опорной поверхности, длина  буртика определяется суммарной длиной всех составных частей (выступов), если часть одна (выступ), то длина  буртика равна длине одной части (выступа).
Адаптер может представлять собой единую литую конструкцию.
Адаптер может представлять собой единую литую конструкцию, выполненную из стали.
Адаптер может представлять собой единую литую конструкцию, выполненную из чугуна.
Адаптер в целом может иметь прямоугольную конфигурацию.
В тележку может быть установлен подшипник кассетного типа.
Буртик может быть выполнен в виде единого выступа.
Буртик может включать в себя несколько выступов.
h
Высота  буртика адаптера может быть выполнена от 5 до 20 мм.
b
Ширина  буртика адаптера может быть выполнена от 14 до 55 мм.
l
Длина  буртика адаптера может быть выполнена от 100 до 220 мм.
Нижняя поверхность основания износостойкого элемента может своей формой повторять форму опорной поверхности адаптера.
Нижняя поверхность основания износостойкого элемента может содержать один выступ.
Нижняя поверхность основания износостойкого элемента может содержать несколько выступов.
Нижняя поверхность основания износостойкого элемента может содержать выемку.
Нижняя поверхность основания износостойкого элемента может содержать несколько выемок.
Страховочный выступ адаптера может иметь Г-образную форму.
Страховочный выступ адаптера может иметь П-образную форму.
Страховочный выступ адаптера может быть выполнен в целом прямоугольной конфигурации.
Ответная часть износостойкого элемента может включать выемку.
В частности, выемка ответной части износостойкого элемента для контакта с опорной поверхностью адаптера, может быть расположена в центральной части ответной части износостойкого элемента.
В частности, выемка ответной части износостойкого элемента для контакта с опорной поверхностью адаптера, может быть расположена в крайней части ответной части износостойкого элемента.
Ответная часть износостойкого элемента может включать выступ для контакта с опорной поверхностью адаптера.
В частности, выступ ответной части износостойкого элемента для контакта с опорной поверхностью адаптера, может быть расположен в центральной части ответной части износостойкого элемента.
В частности, выступ ответной части износостойкого элемента для контакта с опорной поверхностью адаптера, может быть расположен в крайней части ответной части износостойкого элемента.
Ответная часть износостойкого элемента может включать выступ для контакта с торцевой стороной опорной поверхности и с торцевой стороной адаптера.
Ответная часть износостойкого элемента в зоне торцевой стороны опорной поверхности с каждой торцевой стороны адаптера может включать выступы.
Ответная часть износостойкого элемента в зоне торцевой стороны опорной поверхности с каждой торцевой стороны адаптера может включать выступ.
Выступ ответной части износостойкого элемента может быть расположен в центральной части торцевой стороны опорной поверхности.
Выступ ответной части износостойкого элемента может быть расположен в крайней части торцевой стороны опорной поверхности.
Выступ ответной части износостойкого элемента может быть расположен вблизи центральной части торцевой стороны опорной поверхности.
Выступ износостойкого элемента может быть выполнен на всю протяженность торцевой стороны опорной поверхности.
Выступ износостойкого элемента может выходить за пределы торцевой стороны опорной поверхности.
а
Страховочный выступ адаптера может иметь ширину , находящуюся в диапазоне 14-55 мм.
m
Страховочный выступ адаптера может иметь длину , находящуюся в диапазоне 15-50 мм.
k
Страховочный выступ адаптера может иметь высоту , находящуюся в диапазоне 10-50 мм.
Заявляемое изобретение поясняется фигурами:
- на фиг. 1 изображена тележка;
- на фиг. 2 изображен буксовый узел;
- на фиг. 3 изображен адаптер, вид спереди;
- на фиг. 4 изображен разрез А-А;
- на фиг. 5 изображен адаптер, вид сверху;
- на фиг. 6 изображен износостойкий элемент;
- на фиг. 7 изображен износостойкий элемент, основание которого с выступами на всю длину торцевой стороны опорной поверхности адаптера;
- на фиг. 8 изображен износостойкий элемент, основание которого с выступами в центральной части торцевой стороны опорной поверхности адаптера;
- на фиг. 9 изображен износостойкий элемент, основание которого с выступами в крайних частях торцевой стороны опорной поверхности адаптера;
- на фиг. 10 изображен адаптер с буртиками, выполненными не на всю длину опорной поверхности адаптера.
Тележка грузового вагона (фиг. 1) содержит колесные пары 1 с буксовыми узлами 2, воспринимающими нагрузку от боковой рамы 3 тележки, надрессорную балку 4, опирающуюся на рессорные комплекты 5, расположенные в центральных проемах боковых рам 3.
На концевых частях боковых рам 3 выполнены буксовые проемы 6, имеющие горизонтальные 7 опорные и вертикальные 8 упорные поверхности. На шейки оси колесной пары 1, опираясь на подшипник 9, между поверхностями 7 и 8 буксовых проемов 6 расположены адаптеры 10 буксовых узлов 2 (фиг. 2).
Адаптер 10 представляет собой единую литую конструкцию, выполненную из сплава на основе металла, например, из стали или чугуна, которая в целом имеет прямоугольную конфигурацию.
Адаптер 10 (фиг. 3, 4, 5) включает опорную поверхность 11 и упорные поверхности 12 под подшипник 9, упорные стенки 13, ограничители 14, опорную поверхность 15 под износостойкий элемент 16 (фиг. 2), буртики 17 и выступы 18.
Упорные поверхности 12 адаптера 10 контактируют с подшипником 9 при движении вагона и ограничивают его продольные перемещения относительно направления оси движения колесной пары, при этом ограничивается перемещение самого адаптера 10 относительно оси колесной пары 1.
Опорная поверхность 11 выполнена цилиндрической формы, адаптер 10 установлен на подшипнике 9. С помощью упорных стенок 13 и ограничителей 14 адаптер 10 размещен между вертикальными поверхностями 8 буксового проема 6. Ограничители 14 и упорные стенки 13 ограничивают адаптер 10 от поперечных и продольных перемещений соответственно относительно направления оси пути движения вагона.
l
b
h
n
Опорная поверхность 15 адаптера 10, предназначенная для установки износостойкого элемента 16 выполнена плоской, со стороны упорных стенок 13 (с боковых сторон 10.2) она ограничена буртиками 17, расположенными с боковых сторон 15.2 опорной поверхности 15, при этом длина  каждого буртика 17 выполнена по крайней мере на половину длины боковых сторон 15.2 опорной поверхности 15. Буртик 17 имеет ширину  и высоту , которая составляет не менее половины толщины  основания износостойкого элемента 16 (фиг. 5, 10).
l
l
Для достижения технического результата достаточно, чтобы длина  каждого буртика 17 была хотя бы на половину длины боковой стороны 15.2 опорной поверхности 15 адаптера 10, при необходимости указанная длина  может быть больше и доходить вплоть до равенства с длиной боковых сторон 15.2 опорной поверхности 15, если данное решение будет необходимо для конструкции.
h
l
b
n
b
h
l
Рекомендованная высота  буртиков 17 находится в диапазоне от 5 до 20 мм, длина  в диапазоне 100-220 мм, а ширина  буртиков 17 должна быть не менее 14 мм и не более 55 мм, но вместе с этим не рекомендовано применять толщину  износостойкого элемента 16 более 55 мм. Если ширина , высота  и длина  буртиков 17 будет меньше указанных размеров, то есть риск выхода износостойкого элемента за пределы опорной поверхности, если больше, то это не приведет к увеличению способности буртиков 17 по сдерживанию износостойкого элемента 16 на опорной поверхности 15, а только увеличит массу адаптера 10.
n
h=5 мм
b=16 мм
l
n
Толщина  основания износостойкого элемента 16 (фиг. 6) может быть, например, 5, 8, 10 мм или другая, таким образом, буртики высотой , шириной  и выполненные длиной , равной половине длины боковых сторон 15.2 опорной поверхности 15, могут применяться с основаниями износостойкого элемента 16 толщиной  и 5 мм, и 8 мм, и 10 мм, при этом нижняя поверхность основания может быть выполнена с одним выступом в центральной части или с двумя равномерно расположенными по нижней поверхности основания износостойкого выступами то есть при простоте конструкции будет сохраняться универсальность.
Буртик 17 может быть выполнен в виде единого выступа, расположенного со стороны одной из упорных стенок 13 адаптера 10 или включать в себя несколько выступов, расположенных со стороны одной из упорных стенок 13 адаптера 10.
h
а
Применение плоской поверхности 15 адаптера 10 обеспечивает создание более простой конструкции адаптера 10, не требующей выполнения дополнительных выемок или выступов, а также позволяет применять не только износостойкие элементы 16, основание которых полностью повторяет форму опорной поверхности 15 адаптера 10, но и позволяет устанавливать износостойкие элементы 16 основание которых может быть различной конфигурации, например, основание износостойкого элемента 16 может содержать один или несколько выступов, одну или несколько выемок. Несмотря на различную конфигурацию основания износостойкого элемента 16, использованные в заявленном решении буртики 17, расположенные на боковых сторонах 15.2 опорной поверхности 15 высотой  не менее половины толщины  основания износостойкого элемента 16 ограничат его перемещение в продольном к оси пути движения вагона направлении.
Выступы 18 предназначены для более простого перемещения адаптера 10, путем зацепления за них непосредственно рабочим персоналом или посредством установки на выступы 18 страховочных скоб, что делает процесс сборки тележки более простым и безопасным для персонала. Выступ 18 может иметь Г-образную форму для удобства зацепления, а также может иметь П-образную форму или может быть выполнен в целом прямоугольной конфигурации.
Выступы 18 отлиты заодно с буртиками 17 и являются их продолжением, при этом каждый выступ 18 расположен таким образом, что в торцевом направлении не перекрывает собой торцевую сторону 15.1 опорной поверхности 15 (фиг. 3, 5). Выступ 18 в торцевом направлении может находиться в непосредственной близости с торцевой стороной 15.1 опорной поверхности 15 адаптера 10 или же быть на расстоянии от неё, но не перекрывать, чем обеспечивается беспрепятственная установка износостойкого элемента 16.
Данным решением обеспечено отсутствие дополнительных элементов, препятствующих установке износостойких элементов 16 с ответной частью 16.1, входящей в зацепление с адаптером 10 с торцевых сторон 10.1, при этом расположение и длина указанного зацепления могут меняться при смене износостойкого элемента 16 во время произведения ремонтных работ, то есть появилась возможность использовать износостойкие элементы 16 с ответной частью 16.1 различной конфигурации, то есть выступы 18 адаптера 10 расположены с возможностью беспрепятственной установки износостойкого элемента 16 с ответной частью 16.1 различной формы, входящей в зацепление с торцевой стороны 15.1 опорной поверхности 15 адаптера 10 и с торцевой стороны 10.1 адаптера 10, а соответственно создана более универсальная конструкция адаптера 10, а его применение в тележке обеспечивает универсальность тележки в целом с возможностью быстрого восстановления на ремонтных предприятиях.
а
m
k
Выступ 18 имеет ширину , находящуюся в диапазоне 14-55 мм, длину выступа , находящуюся в диапазоне 15-50 мм (фиг. 5), высоту , находящуюся в диапазоне 10-50 мм (фиг. 4).
В настоящей заявке под различной формой ответной части 16.1 износостойкого элемента 16 понимается то, что расположение и длина зацепления ответной части 16.1 износостойкого элемента с торцевой стороны 10.1 адаптера 10 могут меняться при смене износостойкого элемента 16.
Ответная часть 16.1 износостойкого элемента 16, входящая в зацепление с торцевой стороной 10.1 адаптера 10 в зоне торцевой стороны 15.1 опорной поверхности 15 с каждой торцевой стороны 10.1 адаптера 10 может включать один выступ 16.2 или несколько выступов 16.2, например, два три или более. Выступ 16.2 ответной части 16.1 износостойкого элемента 16 может быть расположен в центральной части торцевой стороны 15.1 опорной поверхности 15, в крайней части торцевой стороны 15.1, вблизи центральной части торцевой стороны 15.1, а также выступ 16.2 износостойкого элемента 16 может быть выполнен на всю протяженность торцевой стороны 15.1 опорной поверхности 15 (фиг. 7) или даже выходить за её пределы.
Например, ответная часть 16.1 износостойкого элемента 16 содержит два выступа 16.2, каждый из которых входит в зацепление в соответствующей (правой и левой торцевой) стороной 10.1 адаптера 10 и расположен в центральной части торцевой стороны 15.1 опорной поверхности 15 (фиг. 8).
Ответная часть 16.1 износостойкого элемента 16 может содержать два выступа 16.2, каждый из которых входит в зацепление в соответствующей (правой и левой торцевой) стороной 10.1 адаптера 10 и расположен на всю протяженность торцевой стороны 15.1 опорной поверхности 15.
Ответная часть 16.1 износостойкого элемента 16 может содержать четыре выступа 16.2: по два на каждую из торцевых сторон 10.1 адаптера 10, причем каждый выступ 16.2 расположен вблизи крайней части торцевой стороны 15.1 (фиг. 9).
Ответная часть 16.1 износостойкого элемента 16 может содержать четыре выступа 16.2: по два на каждую из торцевых сторон 10.1 адаптера 10, причем каждый выступ 16.2 расположен вблизи с центральной части торцевой стороны 15.1.
Ответная часть 16.1 износостойкого элемента 16 может содержать шесть выступов 16.2: по три на каждую из торцевых сторон 10.1 адаптера 10, причем один выступ 16.2 расположен в центральной части торцевой стороны 15.1 опорной поверхности 15, а два других выступа 16.2 расположены вблизи крайней части торцевой стороны 15.1.
Таким образом данным решением обеспечивается большая простота конструкции адаптера, что упрощает процесс производства как самого адаптера, так и тележки, а также обеспечена универсальность при выборе износостойкого элемента, что позволяет снизить время восстановления на ремонтных предприятиях, то есть создана более простая, в то же время универсальная и быстро восстанавливаемая тележка грузового вагона.
Также плоская опорная поверхность 15, ограниченная с боковых сторон 15.2 буртиками 17 обеспечивает надежное прилегание износостойкого элемента 16 к адаптеру 10, что положительно сказывается на их сроке службы и обеспечивает сохранение надежности колес цельнокатаных при эксплуатации.
n
l
h
b
а
m
k
Примером реализации может служить тележка грузового вагона, содержащая боковые рамы 3 с буксовыми проемами 6, в которых расположены колесные пары 1 и адаптеры 10. Адаптер 10 опорной цилиндрической поверхностью 11 устанавливается на подшипник 9, упорная поверхность 12 под подшипник 9 ограничивает поперечные перемещения, относительно оси пути движения тележки, упорные стенки 13 ограничителей продольных перемещений и ограничители 14 поперечных перемещений соответственно ограничивают продольные и боковые перемещения, а также охватывают вертикальные поверхности 8 буксовых проемов 6 боковой рамы 3 тележки. На плоскую опорную поверхность 15 устанавливается износостойкий элемент 16 c толщиной основания =8 мм и при помощи буртиков 17 адаптер 10 центрируется относительно износостойкого элемента 16 при установке колесной пары 1 в тележку, а также при помощи буртиков 17 ограничиваются боковые перемещения износостойкого элемента в эксплуатации. Буртики 17 выполнены длиной  на всю длину боковой стороны 5.2 опорной поверхности 15, высотой  = 5 мм и шириной  = 16 мм. Использование выступов 18 для страховочных скоб или тросов при закреплении адаптера 10 к износостойкому элементу 16 или установке на колесную пару 1 обеспечивает безопасность персонала. Выступы 18 отлиты заодно с буртиками 17 и являются их продолжением, при этом каждый выступ 18 в торцевом направлении 10.1 выполнен с возможностью отсутствия перекрытия собой торцевой стороны 15.1 опорной поверхности 15 адаптера 10 и расположен с возможностью беспрепятственной установки износостойкого элемента 16 с ответной частью различной формы, входящей в зацепление с торцевой стороны 15.1 опорной поверхности 15 и с торцевой стороны 10.1 адаптера 10. Ширина выступа = 33 мм, длина  = 25 мм, высота  = 28 мм.
Заявляемое изобретение позволяет создать более простую тележку грузового вагона с повышенной производительностью ремонтных работ за счет создания заявленной конструкции адаптера.