БУКСОВОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ ТЕЛЕЖКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
AXLE SUSPENSION OF RAILWAY VEHICLE BOGIE

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано, в частности, в конструкции ходовых частей пассажирских вагонов.
Известно буксовое подвешивание тележки железнодорожного транспортного средства, содержащее пружину для восприятия вертикальной нагрузки от рамы тележки на буксу и два поводка, соединяющие раму тележки с буксой в горизонтальной плоскости (см. Тележка двухосная, модель 4096. Руководство по эксплуатации 4096.00.000.5 РЭ за 2008 г., а также фото тележки 4096 на сайте Тверского вагоностроительного завода «www.tvz.ru»). Поводки в этой конструкции имеют на концах шарниры с резиновыми втулками, которые при вертикальных колебаниях рамы относительно буксы работают за счет внутреннего трения как демпфирующие элементы, снижая уровень динамических воздействий на раму тележки и кузов вагона.
Недостатком этой конструкции буксового подвешивания является низкий демпфирующий эффект поводкового устройства. Например, для пассажирских вагонов с существующей конструкцией буксового подвешивания коэффициент относительного трения равен (0,8÷1,4) %, в то время как рекомендуемое его значение (по нормам на проектирование) более чем в два раза больше - (3÷4) %. Достичь этих значений в существующей конструкции буксового подвешивания, например, за счет увеличения диаметра резиновых втулок и головок поводков, невозможно из-за габаритных ограничений устройства.
Известно буксовое подвешивание тележки рельсового транспортного средства (патент РФ на изобретение №2376182 с 2, МПК B61F 5/00, опубликовано 20.12.2009 г. Бюл. №35), в котором для восприятия горизонтальных нагрузок так же используется поводковое устройство, но вместо металлической буксовой пружины применен упругодемпфирующий блок из эластичного материала, выполненный в виде конусообразного кольца, внутренние и внешние поверхности которого сопряжены с поверхностями элементов рамы тележки и буксы соответственно.
Недостатком указанной конструкции является низкая долговечность конструкции ввиду интенсивного износа упругого элемента в местах его перекатывания по металлическим поверхностям.
При анализе современного уровня техники в области конструкций буксового подвешивания железнодорожных экипажей приняты во внимание и другие аналоги, изложенные, в частности, в статье С.В. Алешина и И.Н. Давыдова «Буксовые поводки станут надежнее» (журнал «Локомотив», №1, 2013 г.) и ряд других запатентованных конструкций буксового подвешивания с поводковыми устройствами. Однако предлагаемому в данной заявке техническому устройству наиболее близким является устройство буксового подвешивания тележки модели 4096, представленное на сайте «www.tvz.ru». Эта конструкция буксового подвешивания принята за прототип.
Целью предлагаемого изобретения является повышение плавности хода железнодорожного транспортного средства за счет увеличения демпфирующих свойств буксового подвешивания.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в буксовое подвешивание тележки железнодорожного транспортного средства, содержащее упругий элемент для передачи от рамы тележки на буксу вертикальной нагрузки и два поводка для связи буксы с рамой в горизонтальной плоскости, причем оси поводков расположены в одной вертикальной плоскости и параллельны друг другу, а каждый из поводков выполнен в виде стержня с головками на концах, в которые вмонтированы упругие втулки, охватывающие шарнирные оси, закрепленные боковыми выступами на щеках кронштейнов буксы и рамы тележки, дополнительно введен дополнительный амортизатор, содержащий резиновый блок, обложенный с противоположных сторон металлическими пластинами, одна из которых жестко скреплена со стержнем одного из поводков, другая - со стержнем другого поводка.
Указанные пластины выполнены с закладными нишами для резинового блока. Они образованы выступами на пластинах, расположенными по контуру боковых поверхностей блока.
Использование указанных отличительных признаков позволяет получить новое качество буксового подвешивания, а именно: при сохранении высокого уровня долговечности упругого элемента (пружины) обеспечивается улучшение динамических характеристик буксового подвешивания и ходовых свойств вагона.
Сущность изобретения поясняется следующими графическими материалами.
На фиг. 1 - Схема предлагаемой конструкции буксового подвешивания тележки железнодорожного транспортного средства.
На фиг. 2 - Вид по стрелке А фиг. 1 на поводковое устройство буксового подвешивания.
На указанных фигурах приняты следующие обозначения позиций:
1 - Букса
1.1 - Кронштейн буксы
2 - Рама тележки
2.1 - Кронштейн рамы тележки
3 - пружина
4 - Поводок буксового подвешивания
4.1 - Стержень поводка
4.2 - Головка поводка
4.3 - Ось шарнира поводка
4.4 - Втулка резиновая
4.5 - Болт крепления оси шарнира поводка
5 - Амортизатор
5.1 - Резиновый блок амортизатора
5.2 - Металлические плиты амортизатора
5.3 - Боковые выступы закладных ниш для блока 5.1 амортизатора.
Предлагаемая конструкция буксового подвешивания содержит установленную между буксой 1 и рамой 2 тележки металлическую пружину 3 и два поводка 4. Поводки расположены друг над другом в одной вертикальной плоскости. Оси поводков параллельны друг другу. Каждый поводок содержит стержень 4.1 с головками 4.2 на концах. В головки 4.2 встроены шарнирные оси 4.3, на средних частях которых смонтированы резиновые втулки 4.4, а концевые части осей выполнены с клиновыми поверхностями и крепятся болтами 4.5 в клиновых пазах кронштейнов 1.1 буксы и кронштейнов 3.1 рамы тележки. В соответствии с изобретением на обращенных друг к другу сторонах стержней 4.1 жестко закреплены (например, приварены) металлические пластины 5.2, между которыми расположен резиновый блок 5.1. Для фиксации зон контакта блока 5.1 с плитами 5.2 последние выполнены с выступами 5.3 по всему контуру боковых поверхностей блока. Размеры деталей 5.1 и 5.2 могут быть определены, в том числе и экспериментально, в зависимости от требуемого значения оптимального демпфирования колебаний буксового подвешивания конкретного вагона.
Предлагаемая конструкция буксового подвешивания работает следующим образом:
В статическом положении тележки вагона с предлагаемым буксовым подвешиванием оси поводков занимают положения, соответствующее сторонам прямоугольника. При перемещении рамы тележки относительно буксы в процессе вертикальных колебаний вагона указанный прямоугольник трансформируется в параллелограмм с образованием острых углов на тупые и обратно в зависимости от того в какую сторону (вверх или вниз) перемещается рама тележки.
Эти движения вызывают деформации среза и сжатия резинового блока 5.1, а возникающее вследствие этого внутреннее трение в резине поглощает кинетическую энергию колебаний вагона, превращая ее в тепло.
Введение в конструкцию по прототипу дополнительного амортизатора улучшает динамические качества буксового подвешивания. Испытания опытного образца по изобретению показали увеличение коэффициента относительного трения до 3,7% при нормативном значении 3÷4%.
Предложенное техническое решение, как показывает проведенный патентный поиск, обладает новизной. Поставленная задача решается простыми средствами. В прототип по существу добавляется три элемента - резиновый блок и две пластины. Это решение конструктивно может быть реализовано в тех же (существующих) габаритах буксового подвешивания. Это дает возможность использовать предложенное техническое решение на готовых вагонах в рамках их модернизации. Еще одним достоинством предложенного решения является достаточно широкий диапазон получения различных значений коэффициента относительного трения за счет различной ширины блока (в направлении поперек поводков).