РЕССОРНОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА

Заявляемая полезная модель относится к конструкции ходовых тележек, в частности, к рессорному подвешиванию тележки грузового вагона.
Известна тележка грузового вагона, содержащая пружины, размещенные под фрикционными клиньями гасителя колебаний и под надрессорной балкой, «Вагоны», под ред. Л.А. Шадура, М., Транспорт, 1980, 439 с.
Недостатком данного устройства является постоянная жесткость используемого в тележке грузового вагона рессорного подвешивания, независящего от загрузки грузового вагона, поскольку все одновременно работающие пружины обеспечивают один показатель жесткости, рассчитанный только для груженого грузового вагона. Наличие одинакового показателя жесткости как для порожнего, так и для и груженого режимов загрузки вагона приводит к малому значению полного и расчетного прогибов пружинного комплекта в порожнем режиме, что существенно снижает эффективность работы элементов сухого трения-гасителя колебаний, ухудшает связанность боковых рам с надрессорной балкой, вследствие чего ухудшаются динамические показатели грузового вагона, что на практике приводит к ограничению скорости движения порожних вагонов.
Известна также тележка грузового вагона, содержащая рессорное подвешивание тележки грузового вагона, укомплектованное разновысотными пружинными группами, сформированными из одинаковых по высоте пружин, распределенных под фрикционными клиньями гасителя колебаний и под надрессорной балкой, патент России №2099220, В61 5/00, опубл. 20.12.1997 (прототип).
Указанное устройство также не обеспечивает получение высоких динамических характеристик грузового вагона, поскольку две пружинные группы, задействованные в работе рессорного подвешивания, не создают оптимальных условий для эффективной работы, в частности, для работы фрикционных клиньев гасителя колебаний, требующих соответствующей жесткости и длины пружин для компенсации износа фрикционных клиньев гасителя колебаний, кроме того, для получения оптимальных динамических характеристик грузового вагона необходимо оптимальное соответствие жесткости используемых пружинных групп как для порожнего, так и груженого грузового вагона
Техническим результатом заявляемой полезной модели является улучшение динамических характеристик грузового вагона.
Указанный технический результат достигается рессорным подвешиванием тележки грузового вагона, укомплектованным из разновысотных пружинных групп, сформированных из одинаковых по высоте пружин, распределенных под фрикционными клиньями гасителя колебаний и под надрессорной балкой, показатель суммарной жесткости пружинных групп, предназначенных для использования при движении порожнего грузового вагона, ниже в 1,5÷2,0 раза показателя суммарной жесткости пружинных групп, используемых при движении груженого грузового вагона, при этом рессорное подвешивание тележки грузового вагона обеспечивает разность полных статических прогибов под порожним и груженым кузовом грузового вагона в диапазоне от 65 мм до 80 мм; рессорное подвешивание тележки грузового вагона может обеспечивать расчетный прогиб в диапазоне от 10 мм до 20 мм для порожнего кузова неподвижного грузового вагона; рессорное подвешивание тележки грузового вагона может обеспечивать расчетный прогиб в диапазоне от 65 мм до 75 мм под груженым кузовом неподвижного грузового вагона; рессорное подвешивание тележки грузового вагона может обеспечивать положение значений прогиба для порожнего неподвижного грузового вагона в диапазоне от 0,4 до 0,6 значений прогиба пружинных групп, используемых при движении порожнего грузового вагона.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, предлагаемое рессорное подвешивание тележки грузового вагона отличается от прототипа тем, что показатель суммарной жесткости пружинных групп, предназначенных для использования при движении порожнего грузового вагона, ниже в 1,5÷2,0 раза показателя суммарной жесткости пружинных групп, используемых при движении груженого грузового вагона, при этом рессорное подвешивание тележки грузового вагона обеспечивает разность полных статических прогибов под порожним и груженым кузовом грузового вагона в диапазоне от 65 мм до 80 мм; рессорное подвешивание тележки грузового вагона может обеспечивать расчетный прогиб в диапазоне от 10 мм до 20 мм для порожнего неподвижного грузового вагона; рессорное подвешивание тележки грузового вагона может обеспечивать расчетный прогиб в диапазоне от 65 мм до 75 мм под груженым кузовом неподвижного грузового вагона; рессорное подвешивание тележки грузового вагона обеспечивает положение значений прогиба для порожнего неподвижного грузового вагона в диапазоне от 0,4 до 0,6 значений прогиба пружинных групп, используемых при движении порожнего грузового вагона. Такое отличие от прототипа дает основание утверждать о соответствии предлагаемого технического решения критерию патентоспособности полезной модели - «новизна».
Заявляемая полезная модель проиллюстрирована чертежами, где на фиг. 1 изображено рессорное подвешивание тележки грузового вагона, разбитое на три пружинные группы в свободном состоянии пружин их составляющих; на фиг. 2 - надрессорная балка, установлена на соответствующие пружинные группы; на фиг. 3 - график зависимости прогибов рессорного подвешивания от приложенной на него нагрузки.
1
2
3
Рессорное подвешивание тележки грузового вагона содержит размещенные под фрикционными клиньями 1 гасителя колебаний и под надрессорной балкой 2 разновысотные пружинные группы (Фиг. 1, 2). Первая пружинная группа 4, имеющая наибольшую высоту h, размещена под фрикционными клиньями 1 гасителя колебаний. Вторая пружинная группа 5 скомплектована из наружных пружин высотой h и размещена под концами надрессорной балки 2. Третья пружинная группа 6 скомплектована из внутренних пружин высотой h также размещена под концами надрессорной балки 2.
Предлагаемое рессорное подвешивание тележки грузового вагона работает следующим образом.
II
II
II
1
1
Фрикционные клинья 1 гасителя колебаний прижаты первой пружинной группой 4 к направляющим карманам надрессорной балки 2. Суммарная жесткость всех пружин первой пружинной группы 4 проиллюстрирована прямолинейным участком I на графике зависимости прогиба пружин рессорного подвешивания тележки грузового вагона от нагрузки (Фиг. 3). Первая 4 и вторая 5 пружинные группы образуют суммарный прямолинейный участок II (f) на указанном графике. Условием обеспечения оптимальных динамических характеристик порожнего грузового вагона при различных скоростях его движения является невыход прогиба пружин рессорного подвешивания за нижние и верхние пределы границ участка II (f) графика, для этого значение прогиба в статическом неподвижном порожнем состоянии - прямая O - O - размещено в диапазоне от 0,4 - точка «а» до 0,6 - точка «b» участка II (f) указанного графика. При этом показатели суммарной жесткости одновременно работающих первой 4 пружинной группы и второй 5 пружинной группы меньше в 1,5÷2,0 раза показателя суммарной жесткости III участка, используемого для груженого грузового вагона.
3
1
2
p
2
2
p
II
III
При загрузке грузового вагона включается в работу очередная, третья пружинная группа 6 с наименьшей высотой h, которая совместно с первой пружинной группой 4 и второй пружинной группой 5 обеспечивает необходимую жесткость для груженого грузового вагона - участок III графика. Для обеспечения оптимальных динамических характеристик грузового вагона при различных скоростях его движения и загрузке, рессорное подвешивание тележки грузового вагона может быть сформированы пружинами с характеристиками, обеспечивающими расчетный статический прогиб под порожним кузовом вагона (линия O - O) в диапазоне от 10 мм до 20 мм (значение - f  на графике), под груженым (линия О - О) в пределах от 65 мм до 75 мм (значение - f ). При этом разность полных статических прогибов под порожним и груженым кузовом вагона находится в диапазоне от 65 мм до 80 мм. Такой подбор пружин рессорного подвешивания тележки грузового вагона обеспечивает получение оптимальных динамических показателей как для порожнего, так и для груженого грузового вагона.
Таким образом, предлагаемое рессорное подвешивание тележки грузового вагона, обеспечивает улучшение динамических характеристик грузового вагона при различных скоростях его движения и при различной его загрузке.