Результат интеллектуальной деятельности: ТЕЛЕЖКА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

Изобретение относится к подвижному составу железных дорог и касается двухосных тележек грузовых вагонов.

Известна тележка подвижного состава, содержащая Н-образную раму, упруго опирающуюся на колесные пары закрепленным на поперечной балке рамы подпятником с опирающимся на него через пятник кузовом вагона. Для предотвращения опрокидывания кузова между тележкой и кузовом установлены на поперечной балке скользуны (патент FR №2802163, МПК В61Р 5/52, опубл. 10.12.99).

Недостатком известной конструкции тележки являются неудовлетворительные динамические качества вагона, особенно в горизонтальной плоскости, на пути, оцениваемом как удовлетворительный, вследствие жесткой поперечной связи кузова с тележкой. Кроме этого, у вагона на таких тележках повышенное взаимодействие колес и рельсов из-за нестабильного момента сопротивления повороту тележки в кривых при выработке смазки в пятниковом узле.

Рессорное подвешивание такой тележки имеет статический прогиб при таре вагона около 8-12 мм, поэтому при движении на пути, имеющем просадки или перекосы более 8-12 мм на длине 2-3 м, будут обезгруживаться колеса колесных пар, что не обеспечивает безопасности движения.

Известна также тележка подвижного состава, взятая за прототип, содержащая раму, упруго опирающуюся на колесные пары, состоящую из боковин, соединенных поперечной балкой с вырезом под шкворень, и установленных на раме тележки двух упругих боковых опор кузова вагона (патент RU №2280575, МПК B61F 5/52, опубл. 27.07.2006).

Применение такой конструкции позволяет улучшать динамические показатели вагона в прямых участках пути благодаря гибкой поперечной связи кузова с тележкой за счет возможности поперечного перемещения шкворня в шкворневом узле на упругих боковых опорах. Кроме того, из-за гибкой поперечной балки боковины имеют возможность продольных угловых перемещений относительно друг друга, что обеспечит проход тележки порожнего вагона на пути, имеющем просадки и перекосы без обезгруживания колес колесных пар.

Однако упругие боковые опоры не обеспечивают оптимального стабильного момента сопротивлению поворота тележек, будут создавать момент, препятствующий повороту тележки относительно кузова, пропорциональный углу поворота. Поэтому в крутых кривых момент, препятствующий повороту тележки, будет высоким, вызовет увеличение силового взаимодействия между колесом и рельсом и приведет к износу гребней колес и боковой грани рельсов.

Упругие боковые опоры тележки не имеют возможности демпфировать колебаний виляния тележки относительно кузова, что не обеспечит устойчивость движения вагона в прямых участках пути.

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение оптимального стабильного момента сопротивления повороту тележки относительно кузова и эффективного демпфирования колебаний виляния тележки, что позволяет снизить износ гребней колес и боковых граней рельса и обеспечить устойчивость движения вагона в прямых участках пути.

Указанный технический результат достигается тем, что в тележке подвижного состава железных дорог, содержащей раму, упруго опирающуюся на колесные пары, состоящую из боковин, соединенных поперечной балкой с вырезом под шкворень, и установленных на раме тележки двух упругих боковых опор, взаимодействующих с кузовом через ролики, установленные в корпусе, закрепленном на опоре, и оси вращения роликов перпендикулярны продольной оси кузова, а корпус шарнирно соединен продольным поводком с боковиной, кроме того, на боковинах тележки установлены скользуны, состоящие из основания и опертой на него через упругий элемент крышку с антифрикционной пластиной для взаимодействия с упорной плитой, установленной на кузове.

На фиг.1 изображен общий вид тележки подвижного состава железных дорог; на фиг.2 показана упругая боковая опора кузова с роликами в поперечном сечении; на фиг.3 - поперечное сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 - упругий скользун; на фиг.5 - поперечная балка тележки со шкворнем кузова в поперечном сечении.

Тележка подвижного состава железных дорог (фиг.1, 2, 3, 4, 5) содержит раму, состоящую из боковин 1, соединенных поперечной балкой 2 с помощью хук-болтов 3. Поперечная балка 2 имеет вырез 4 под шкворень 5, закрепленный на кузове 6 вагона. Зазор между шкворнем 5 и упругим упором 7 на поперечной балке вдоль ее оси «а» не менее ±30 мм. Рама тележки упруго опирается через рессорное подвешивание 8 на буксы 9 колесных пар 9. На поперечной балке 2 установлены упругие боковые упоры 10, на каждой из которых закреплен корпус 11 с роликами 12. На каждую упругую боковую опору 10 через ролики 12 оперт кузов 6. Оси вращения роликов перпендикулярны продольной оси кузова 6. Каждый корпус 6 с роликами 12 шарнирно соединен через продольный поводок 13 с боковиной 1.

На боковинах 1 тележки установлены упругие скользуны 14, состоящие из основания 15 и опертой на него через упругий элемент (пружину) 16 крышки 17 с антифрикционной пластиной 18, для взаимодействия с упорной плитой 19, установленной на кузове 6. Для регулирования силы нажатия пружины 16 на упорные плиты 19 устанавливаются прокладки 20.

Тележка работает следующим образом.

При опускании вагона на тележки основной вес кузова распределяется на упругие боковые опоры 10 с роликами 12. Кроме того, часть веса кузова 6 передается на скользуны 14, сжимая при этом пружины 16.

При движении вагона происходят колебательные процессы, в том числе виляние тележек относительно кузова, боковой относ кузова относительно тележек.

Виляние тележек демпфируется упругими скользунами 14. Величина демпфирующего момента, как показали испытания, при порожнем кузове должна быть в пределах 5-6 кН·м и обеспечивается величиной сжатия пружины 16 и значением коэффициента трения антифрикционной пластины 18.

Боковой относ кузова обеспечивается за счет упругих боковых опор 10 в пределах свободного зазора «а» между шкворнем 5 и упругим упором 7 в вырезе 4 поперечной балки 2 и величиной сжатия упругого упора 7. Характеристика поперечной упругой связи исключает возможность ударов между кузовом и тележками. Для этого поперечная жесткость упругих боковых опор 10 эквивалентна по жесткости маятниковой подвеске длиной не менее 0,35 м, что обеспечивает низкий уровень динамических показателей вагона и его воздействие на путь.