Результат интеллектуальной деятельности: ДВУХОСНАЯ ТЕЛЕЖКА ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

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

Известна тележка подвижного состава железных дорог, используемая для грузовых вагонов, имеющая номер модели 18-100, содержащая надрессорную балку с подпятником, взаимодействующим с пятой кузова, а также скользунами. При этом между скользунами на надрессорной балке и скользунами на кузове имеются зазоры. Надрессорная балка опирается через пружины рессорного подвешивания на боковые рамы, и часть пружин рессорного подвешивания воспринимает нагрузку от надрессорной балки через клинья, обеспечивающие демпфирование колебаний надрессорного строения (Вагоны. Под ред. Л.А.Шадура. М.: Транспорт, 1980 г., стр.182, рис. VIII.8).

Недостатком известной конструкции является повышенная амплитуда боковой качки кузова на рессорном подвешивании и на пяте из-за наличия между скользунами на надрессорной балке и кузове зазоров, достигающих в сумме по обеим сторонам тележки по нормативам 20 мм.

Кроме того, при появлении на колесах колесных пар проката увеличивается коничность колес и, следовательно, частота извилистого движения колесных пар. При величинах проката 2-3 мм частота виляния колесных пар, начиная с 60-70 км/ч, приближается или совпадает с частотой колебаний боковой качки порожнего кузова на рессорном подвешивании, статический прогиб которого около 8 мм. В этом случае проявляется резонанс. Динамические показатели вагона резко ухудшаются. Это явление и большие амплитуды боковой качки кузова оказывают негативное влияние на безопасность движения вагона.

Известна также тележка подвижного состава железных дорог (модель 18-548), взятая за прототип, содержащая надрессорную балку с подпятником и двумя боковыми скользунами, поджатыми в упорные плиты боковых опор кузова упругими элементами, установленными на надрессорной балке.

Надрессорная балка опирается через более эластичные пружины, чем на тележке модели 18-100 (эталон), на боковые рамы. Статический прогиб рессорного подвешивания в такой тележке при порожнем кузове составляет 10-11 мм (Ефимов В.П., Прянов А.А. Модернизация тележки модели 18-100 - эффективный путь повышения безопасности движения поездов. Тяжелое машиностроение, 2003 г., №12, стр.6-9).

Применение такой конструкции позволило снизить амплитуды боковой качки порожнего кузова, увеличить демпфирующий момент трения от виляния тележки относительно кузова благодаря упругозамкнутым скользунам, однако сместить резонансные частоты извилистого движения колесных пар и боковой качки кузова удалось лишь до скоростей 80-90 км/ч.

Техническим результатом настоящего изобретения является обеспечение устойчивости движения порожнего вагона на скоростях движения вплоть до конструкционной 120 км/ч за счет увеличения жесткости рессорного подвешивания и исключения тем самым совпадения частот колебания тележки с частотой извилистого движения колесных пар.

Указанный технический результат достигается тем, что в двухосной тележке подвижного состава железных дорог, содержащей надрессорную балку с центрально расположенным подпятником и двумя боковыми скользунами, пружины рессорного подвешивания, через которые надрессорная балка оперта на боковые рамы, взаимодействующие с буксами колесных пар, внутри надрессорной балки установлен торсион, опирающийся с возможностью угловых перемещений на подшипники, наружные корпуса которых закреплены на торцах надрессорной балки, а концы торсиона с каждой стороны тележки жестко соединены с горизонтальными рычагами, противоположные концы которых через сферические упругие шарниры соединены с кронштейнами, закрепленными на боковых рамах.

На фиг.1 изображен общий вид тележки с торсионом в аксонометрии; на фиг.2 - торсион с элементами связи его с надрессорной балкой и боковыми рамами в аксонометрии.

Двухосная тележка подвижного состава железных дорог содержит надрессорную балку 1 с центральным расположенным подпятником 2 и двумя боковыми скользунами 3. Надрессорная балка 1 оперта через комплекты пружин рессорного подвешивания 4 и 5 на боковые рамы 6 и 7, взаимодействующие с буксами 8 колесных пар 9. Внутри надрессорной балки 1 установлен торсион 10, опирающийся с возможностью угловых перемещений на подшипники 11, 12, наружные корпуса которых закреплены на торцах надрессорной балки 1. Концы торсиона 10 с каждой стороны тележки жестко соединены (к примеру, шлицевым соединением) с горизонтальными рычагами 13, 14, а противоположные концы этих горизонтальных рычагов 13, 14 через сферические упругие шарниры 15, 16 соединены с кронштейнами 17, 18, закрепленными на боковых рамах 6, 7.

Тележка работает следующим образом.

При колебаниях боковой качки кузова надрессорная балка 1, наклоняясь на одной стороне тележки, сжимает комплект пружин рессорного подвешивания, к примеру, 4, а горизонтальный рычаг 13 поворачивается вниз относительно сферического шарнира 15. Другая сторона надрессорной балки 1, поднимаясь вверх, обезгруживает комплект пружин рессорного подвешивания 4 или 5, а горизонтальный рычаг 14 поворачивается вверх относительно сферического упругого шарнира 16.

Угловые перемещения горизонтальных рычагов 13, 14 с двух сторон тележки имеют противоположные направления, что приводит к скручиванию торсиона 10 и увеличению тем самым жесткости рессорного подвешивания 4 и 5 для колебаний боковой качки. В этом случае частота колебаний тележки повышается, и не будет совпадать с частотой извилистого движения колесных пар 9.

Для колебаний подпрыгивания торсионное устройство не оказывает влияния, поскольку угловые перемещения горизонтальных рычагов при этих колебаниях имеют одинаковое направление.

Таким образом, увеличение жесткости рессорного подвешивания при колебаниях боковой качки вагона позволит избежать резонансных явлений и, следовательно, повысить устойчивость и безопасность при его движении как в порожнем, так и в груженом состоянии.