ТЕЛЕЖКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА

Предпосылки к созданию изобретения

Настоящее изобретение в общем имеет отношение к созданию тележки железнодорожного грузового вагона, а более конкретно к созданию буксового подшипникового переходника, предназначенного для использования в отверстии буксового выреза боковины тележки железнодорожного грузового вагона.

В тележке железнодорожного грузового вагона две оси удерживаются парами в смещенных друг от друга в боковом направлении боковинах, причем балка проходит в боковом направлении между ними и имеет опору в каждой из боковин. Колеса установлены при помощи прессовой посадки на осях, причем концы осей также снабжены узлами роликовых подшипников. Собственно узел роликового подшипника плотно установлен в подшипниковом переходнике, который, в свою очередь, плотно установлен в отверстии буксового выреза на продольном конце каждой из боковин. Концы балок поддерживаются при помощи рессорных (пружинных) комплектов, которые, в свою очередь, поддерживаются в нижней части центральных отверстий боковин.

В патенте США №5,562,045 раскрыт узел переходника и подушки, который может быть использован для установки в подшипниковый узел в отверстии буксового выреза каждой из боковин. Подшипниковый переходник, который плотно установлен (надет) сверху на подшипниковый узел, образован в виде единой детали из литой стали. Эта деталь содержит заплечики, которые смещены в боковом направлении друг от друга для образования приемного отверстия у каждой продольной кромки подшипникового переходника. Эластомерная подушка переходника надета сверху на подшипниковый переходник. В указанном патенте раскрыта также и сама подушка переходника, которая изготовлена из полимера при помощи литьевого формования или изготовлена из литого полиуретана. Подушка переходника сама по себе содержит зависящие стойки, которые идут от противоположных продольных кромок подушки переходника. Зависящие стойки смещены в боковом направлении у каждой из продольных кромок подушки переходника, так что зависящие стойки входят в отверстия между смещенными в боковом направлении заплечиками подшипникового переходника. Одной из проблем такого узла является тенденция подушки переходника к продольному перемещению по верхней части подшипникового переходника.

Это перемещение усиливается за счет легкого движения управления осей колес в отверстиях буксового выреза таким образом, что подушка переходника может полностью выходить из подшипникового переходника. Это является нежелательным, так как приводит к снижению рабочих характеристик тележки железнодорожного грузового вагона.

В связи с изложенным, первой задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного узла подшипникового переходника и подушки.

Другой задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного узла подшипникового переходника и подушки, который позволяет устранить тенденцию подушки переходника к продольному перемещению по верхней части подшипникового переходника.

Краткое изложение изобретения

Предлагается тележка железнодорожного грузового вагона из трех деталей так называемой стандартной конструкции, которая содержит две смещенные в боковом направлении друг от друга боковины, каждая из которых выполнена в виде единой конструкции из литой стали, и идущую в боковом направлении балку, также выполненную в виде единой конструкции из литой стали. Концы балки входят в рессорные комплекты и поддерживаются ими, причем сами рессорные комплекты поддерживаются на нижних секциях отверстия балки в каждой из боковин.

Узлы осей колес входят в отверстия, которые обычно называют отверстиями буксового выреза, у продольных концов каждой из боковин. Узлы осей колес идут в боковом направлении между боковинами и, следовательно, также идут в боковом направлении между двумя смещенными друг от друга в боковом направлении рельсовыми путями. Для улучшения рабочих характеристик тележки железнодорожного грузового вагона желательно обеспечить прессовую посадку подшипников на каждом конце оси в узле подшипникового переходника. Усовершенствованный узел подшипникового переходника в соответствии с настоящим изобретением представляет собой подшипниковый переходник в виде единой детали из литой стали. Этот подшипниковый переходник имеет боковые кромки, которые имеют дугообразные вырезы для установки (посадки) сверху на подшипниковом узле. Подшипниковый переходник также содержит зависящие заплечики, которые идут от каждой продольной кромки подшипникового переходника. Заплечики у каждой продольной кромки подшипникового переходника смещены друг от друга в боковом направлении и образуют отверстие между ними. Кроме того, подшипниковый переходник имеет выемки, которые идут в боковом направлении и смещены продольно по верхней секции подшипникового переходника. Следует иметь в виду, что верхняя секция такого подшипникового переходника имеет главным образом прямоугольную конструкцию, так что выемки находятся вблизи от каждой продольной кромки подшипникового переходника. Эти выемки могут иметь общую v-образную форму, полученную за счет образованных под острым углом вырезов в верхней секции подшипникового переходника, или же они могут быть дуговидными по своей природе.

Усовершенствованная подушка переходника в соответствии с настоящим изобретением изготовлена из эластомера или полимера повышенного качества, а обычно из полиуретана. Такую усовершенствованную подушку переходника обычно получают за счет операции литья, однако недавние достижения позволяют изготавливать усовершенствованную подушку переходника при помощи операции литьевого формования. Сама по себе подушка переходника содержит главным образом прямоугольную верхнюю секцию с зависящими стойками, идущими от каждой из ее продольных кромок. Зависящие стойки смещены в боковом направлении на каждой из продольных кромок. Такие зависящие стойки плотно вставлены в направлении вниз в отверстия в подшипниковом переходнике и упираются в заплечики подшипникового переходника, образующие боковую опору для подушки переходника. Дополнительную боковую опору создают поднятые выступы, выходящие из верхней части подшипникового переходника, которые упираются в боковые кромки подушки переходника. Кроме того, подушка переходника содержит идущие в боковом направлении выступы, которые идут в направлении вниз от верхней секции подушки переходника. Такие выступы входят в дополняющие выемки в верхней секции собственно подшипникового переходника. Эти выступы соответствуют выемкам в подшипниковом переходнике, так что такие выступы могут иметь общую v-образную форму, образованную двумя стенками, идущими в направлении вниз под острым углом от нижней поверхности верхней секции. Кроме того, такие выступы по своей природе могут быть дугообразными и могут входить в дополняющие дугообразные выемки в верхней секции подшипникового переходника.

Подшипниковый переходник в соответствии с настоящим изобретением имеет стойки, идущие вокруг упорных приливов. В дополнение к этой новой конструкции подушка имеет дополнительный фиксатор на нижней стороне подушки переходника, который позволяет подушке работать на срез. При правильном соотношении между поперечным сечением и твердостью подушки в эластомерном материале подушки обеспечивается жесткость пружины. При этом эластомер позволяет комплекту колес тележки железнодорожного вагона двигаться от сильно деформированного положения устойчивости в положение радиального управления, когда тележка проходит по кривой. Можно полагать, что при движении тележки по кривой, эластомер действует в качестве пружины и позволяет центрировать переходник в нейтральном положении.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан частично вид в перспективе сбоку боковины, балки, подшипникового переходника и подушки переходника.

На фиг.2 показан вид сверху первого варианта подшипникового переходника в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.3 показан вид с торца первого варианта подшипникового переходника в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.4 показан вид сбоку первого варианта подшипникового переходника в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.5 показан вид сверху второго варианта подшипникового переходника в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.6 показан вид с торца второго варианта подшипникового переходника в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.7 показан вид сбоку второго варианта подшипникового переходника в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.8 показан вид сверху подушки переходника в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.9 показан вид с торца подушки переходника в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.10 показан вид сбоку подушки переходника в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.11 показан вид в перспективе третьего варианта подшипникового переходника и подушки переходника в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.12 показан вид в перспективе четвертого варианта подшипникового переходника и подушки переходника в соответствии с настоящим изобретением.

Подробное описание изобретения

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.1, на которой показан торец каждой из боковин 14, который содержит идущий в направлении вниз буксовый вырез 22. Внутренняя стенка 26 буксового выреза 22 вместе с секцией свода 28 и вертикальной гранью 24 образуют отверстие буксового выреза. На границе раздела между вертикальной гранью 24 и секцией свода 28 имеется внутренний упорный прилив 29. Внутренний упорный прилив 29 содержит угловую секцию, которая идет от верхней части вертикальной грани 24 до внутренней части секции свода 28. Предусмотрен также аналогичный внешний упорный прилив 31, который не полностью показан в виде в перспективе на фиг.1, который содержит угловую секцию, идущую от верхнего участка внутренней стенки 26 до внутренней части секции свода 28.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается также подшипниковый переходник 30, который представляет собой главным образом прямоугольную конструкцию, имеющую отходящие от нее зависящие стойки. Подшипниковый переходник 30 обычно бывает выполнен в виде единой конструкции из литой стали. Подушка 32 переходника также представляет собой главным образом прямоугольную конструкцию, имеющую отходящие от нее зависящие стойки. Подушка 32 переходника обычно бывает выполнена из литого или полученного при помощи литьевого формования полимера или эластомера, как это обсуждается далее более подробно.

Можно видеть, что подшипниковый переходник 30 выполнен в виде единой конструкции из литой стали, которая имеет главным образом прямоугольную форму. Подшипниковый переходник 30 содержит главным образом прямоугольную верхнюю секцию 36, которая является главным образом плоской. Две выступающие краевые опоры 38 идут в направлении вверх от боковых кромок подшипникового переходника 30, а аналогичные выступающие краевые опоры 40 идут в направлении вверх из противоположных боковых кромок подшипникового переходника 30. Объединенные выступающие краевые опоры 38 и 40 образуют приемную поверхность и гнездо для подушки 32 переходника. Подшипниковый переходник 30 также содержит дуговидное отверстие 42 на каждой нижней боковой кромке; в это дуговидное отверстие 42 входит подшипник, который не показан на фиг.1. Подшипниковый переходник 30 также содержит четыре зависящих заплечика, из которых заплечики 44 и 46 показаны на фиг.1. Зависящие заплечики 44 и 46 раздвинуты в боковом направлении, образуя отверстие для конструкции подушки переходника.

Подушку переходника 32 обычно изготавливают из литого полимерного или эластомерного материала, причем она имеет единую конструкцию. Подушку переходника 32 можно также изготовить при помощи процесса инжекционного выдувания, однако литье представляет собой предпочтительный процесс изготовления подушки переходника 32. Подушка 32 переходника содержит главным образом прямоугольную и плоскую верхнюю секцию 50 с боковыми кромками, из которых только боковая кромка 52 показана на фиг.1. Четыре зависящие стойки, из которых только зависящие стойки 54 и 56 показаны на фиг.1, идут в направлении вниз и образуют отверстие 58 упорного прилива между ними. Аналогичное отверстие упорного прилива образовано на другой продольной кромке подушки переходника 32. При сборке и установке подушки переходника 32 сверху на подшипниковый переходник 30 зависящие стойки 54 и 56 выступают в направлении вниз и поддерживаются сбоку за счет контакта с зависящими заплечиками 44 и 46, соответственно, подшипникового переходника 30.

Обратимся вновь к рассмотрению фиг.1, на которой частично показан вид в перспективе главных компонентов тележки железнодорожного грузового вагона, обозначенной в общем виде позицией 10. Такие компоненты включают в себя балку 12, которая обычно представляет собой единую конструкцию из литой стали и которая идет в боковом направлении между двумя боковинами 14. Боковины 14 также представляют собой единые конструкции из литой стали. Боковины 14 идут продольно и параллельно рельсовым путям. Каждая из боковин 14 имеет отверстие 18 для балки, из которого выступает конец 16 балки 12. Конец 16 балки 12 поддерживается при помощи рессорного комплекта 20 с демпфирующими устройствами, известными как фрикционные башмаки, которые на фиг.1 не показаны.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.2-4, на которых детально показан подшипниковый переходник 30, показанный на фиг.1. Этот подшипниковый переходник использован для размера 6,5×12. Подшипниковый переходник 30, как уже было упомянуто здесь выше со ссылкой на фиг.1, содержит главным образом прямоугольную верхнюю секцию 36 с выступающими краевыми опорами 38 и 40, идущими в направлении вверх от боковых кромок подшипникового переходника 30. Дугообразное отверстие 42, которое образовано в боковых кромках подшипникового переходника 30, служит для установки (посадки) подшипникового переходника 30 сверху на подшипниковый узел. Зависящие заплечики 44 и 46 идут в направлении вниз от противоположных продольных концов подшипникового переходника 30, причем зависящие заплечики 44 и 46 смещены в боковом направлении друг от друга, образуя отверстие 47. Как это показано на фиг.1, 2 и 4, выемки 48 и 49 раздвинуты продольно и идут в боковом направлении через верхнюю секцию 36 подшипникового переходника 30. Каждая из выемок 48 и 49 имеет стенку, идущую в направлении вниз от верхней секции 36 под острым углом к ней. Выемки 48 и 49 проходят через верхнюю секцию 36 до промежуточных опор 60 и 62 соответственно. Промежуточные опоры 60 и 62 идут продольно через верхнюю секцию 36 подшипникового переходника 30 и не выходят за выступающие краевые опоры 38 и 40 соответственно.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.5-7, на которых показан другой вариант подшипникового переходника 130. Этот подшипниковый переходник используют для размера 6,5×9. Подшипниковый переходник 130, как уже было упомянуто здесь выше со ссылкой на фиг.1, содержит главным образом прямоугольную верхнюю секцию 136 с выступающими краевыми опорами 138 и 140, идущими в направлении вверх от боковых кромок подшипникового переходника 130. Дугообразное отверстие 142, которое также образовано в боковых кромках подшипникового переходника 130, позволяет произвести плотную установку (посадку) подшипникового переходника 130 сверху на подшипниковый узел. Зависящие заплечики 144 и 146 идут в направлении вниз от противоположных продольных концов подшипникового переходника 130, причем зависящие заплечики 144 и 146 смещены в боковом направлении друг от друга, образуя отверстие 147. Выемки 148 и 149 смещены продольно и идут в боковом направлении через верхнюю секцию 136 подшипникового переходника 130. Каждая из выемок 148 и 149 имеет стенку, идущую в направлении вниз от верхней секции 36 под острым углом к ней. Выемки 148 и 149 проходят через верхнюю секцию 136 до промежуточных опор 160 и 162 соответственно. Промежуточные опоры 160 и 162 идут продольно через верхнюю секцию 136 подшипникового переходника 130 и не выходят за выступающие краевые опоры 140 и 138 соответственно.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг. 8-10, на которых детально показана подушка 32 переходника. Подушка 32 переходника содержит главным образом прямоугольную верхнюю секцию 50. Верхняя секция 50 содержит боковые кромки 52 и 53. Стойки 54 и 56 идут в направлении вниз от каждой продольной кромки подушки 32 переходника. Стойки 54 и 56 смещены в боковом направлении, так что они образуют отверстие 58 упорного прилива между ними. Отверстие 58 упорного прилива и его аналог у другой продольной кромки подушки 32 переходника служат для приема внутреннего упорного прилива 29 или внешнего упорного прилива 31, когда подушку 32 переходника вводят в секцию свода 28 буксового выреза 22.

Подушка 32 подшипникового переходника содержит зависящие выступы 64 и 66, которые идут в направлении вниз от нижней поверхности верхней секции 50. Выступы 64 и 66 идут в боковом направлении по ширине подушки переходника 32 и доходят (или почти доходят) до боковых кромок 52 и 53. Выступы 64 и 66 должны плотно входить в выемки 48 и 49 в верхней секции 36 подшипникового переходника 30. Такая посадка обеспечивает поперечную и продольную устойчивость для подушки переходника 32, когда ее вводят в подшипниковый переходник 30. Поперечная устойчивость обеспечивается также при помощи кромок 52 и 53 подушки переходника 32, которые упираются в выступающие краевые опоры 38 и 40, соответственно, подшипникового переходника 30.

Подушка 32 переходника изготовлена из литого эластомера с твердостью по дюрометру от 90А до 58D. Следует иметь в виду, что подушку 32 переходника преимущественно изготавливают при помощи операции литья, позволяющей получать желательные номинальные значения твердости, однако возможно использование и других операций изготовления, при условии обеспечения предпочтительных номинальных значений твердости.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.11, на которой показан другой вариант подшипникового переходника 230. Этот подшипниковый переходник используют для размера 6,5×9. Подшипниковый переходник 230 содержит главным образом прямоугольную верхнюю секцию 236 с выступающими краевыми опорами 238 и 240, идущими в направлении вверх от боковых кромок подшипникового переходника 230. Главным образом дуговидное отверстие 242 также образовано в боковых кромках подшипникового переходника 230 и служит для плотной установки (посадки) подшипникового переходника 230 сверху на подшипниковый узел. Зависящие заплечики 244 и 246 идут в направлении вниз от противоположных продольных концов подшипникового переходника 230, причем зависящие заплечики 244 и 246 смещены в боковом направлении друг от друга, образуя отверстие 247. Выемки 248 и 249 смещены в боковом направлении и идут продольно через верхнюю секцию 236 подшипникового переходника 230. Каждая из выемок 248 и 249 содержит стенку, идущую в направлении вниз от верхней секции 236 под острым углом к ней. Выемки 248 и 249 проходят через верхнюю секцию 236 в непосредственной близости от соответствующих промежуточных опор 260 и 262 и параллельно им. Промежуточные опоры 260 и 262 идут в боковом направлении через верхнюю секцию 236 подшипникового переходника 230, причем они не выходят за выступающие краевые опоры 240 и 238 соответственно.

Обратимся вновь к рассмотрению фиг.11, на которой детально показана подушка 232 переходника. Можно видеть, что подушка 232 переходника содержит главным образом прямоугольную верхнюю секцию 250. Верхняя секция 250 содержит боковые кромки 252 и 253. Опоры 254 и 256 идут в направлении вниз от каждой продольной кромки подушки 232 переходника. Можно видеть, что стойки 254 и 256 смещены в боковом направлении друг от друга, так что они образуют отверстие 258 упорного прилива между ними. Отверстие 258 упорного прилива и его аналог у другой продольной кромки подушки 232 переходника служат для приема внутреннего упорного прилива 29 или внешнего упорного прилива 31, когда подушку 232 переходника вводят в секцию свода 28 буксового выреза 22.

Можно видеть, что подушка 232 подшипникового переходника также содержит зависящие выступы 264 и 266, которые идут в направлении вниз от нижней поверхности верхней секции 250. Выступы 264 и 266 идут продольно по длине подушки 232 переходника, практически доходя почти до продольных кромок 272 и 273. Выступы 264 и 266 плотно входят в выемки 248 и 249 в верхней секции 236 подшипникового переходника 230. Такая посадка обеспечивает поперечную и продольную устойчивость для подушки переходника 232, когда ее вводят в подшипниковый переходник 230. Поперечная устойчивость обеспечивается также при помощи кромок 252 и 253 подушки 232 переходника, которые упираются в выступающие краевые опоры 240 и 238, соответственно, подшипникового переходника 230.

Подушка 232 переходника изготовлена из литого эластомера с твердостью по дюрометру от 90А до 58D. Следует иметь в виду, что подушку 232 переходника преимущественно изготавливают при помощи операции литья, позволяющей получать желательные номинальные значения твердости, однако возможно использование и других операций изготовления, при условии обеспечения предпочтительных номинальных значений твердости подушки переходника 232.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.12, на которой показан другой вариант подшипникового переходника 330. Этот подшипниковый переходник используют для размера 6,5×9. Можно видеть, что подшипниковый переходник 330 включают в себя главным образом прямоугольную верхнюю секцию 336 с выступающими краевыми опорами 338 и 340, идущими в направлении вверх от боковых кромок подшипникового переходника 330. Дугообразное отверстие 342 образовано в боковых кромках подшипникового переходника 330 и служит для плотной установки (посадки) подшипникового переходника 330 сверху на подшипниковый узел. Зависящие заплечики 344 и 346 идут в направлении вниз от противоположных продольных кромок подшипникового переходника 330, а зависящие заплечики 344 и 346 смещены в боковом направлении друг от друга, образуя отверстие 347. Множество главным образом квадратных выемок 349, смещенных друг от друга в продольном направлении, идут в боковом направлении через верхнюю секцию 336 подшипникового переходника 330. Можно видеть, что каждая из выемок 349 имеет участок стенки, идущий в направлении вниз от верхней секции 336 под острым углом к ней. Можно видеть, что выемки 349 образуют рисунок на верхней секции 336. Выемками 349 также могут быть закругленные отверстия или отверстия другой формы. Промежуточные опоры 360 и 362 идут продольно через верхнюю секцию 336 подшипникового переходника 330, причем они не выходят за выступающие краевые опоры 340 и 338, соответственно.

Обратимся вновь к рассмотрению фиг.12, на которой детально показана подушка 332 переходника. Подушка 332 переходника содержит главным образом прямоугольную верхнюю секцию 350. Верхняя секция 350 содержит боковые кромки 352 и 353. Опоры 354 и 356 идут в направлении вниз от каждой из продольных кромок 245 подушки 332 переходника. Опоры 354 и 356 смещены в боковом направлении, так что они образуют отверстие 358 упорного прилива между ними. Отверстие 358 упорного прилива и его аналог у другой продольной кромки подушки 332 переходника служат для приема внутреннего упорного прилива 29 или внешнего упорного прилива 31, когда подушку 332 переходника вводят в секцию свода 28 буксового выреза 22.

Подушка 332 подшипникового переходника также содержит множество зависящих выступов 366, которые идут в направлении вниз от нижней поверхности верхней секции 350. Выступы 366 смещены друг от друга и идут в боковом направлении по ширине подушки 332 переходника. Выступы 366 плотно входят в выемки 349 в верхней секции 336 подшипникового переходника 330. Такая посадка обеспечивает поперечную и продольную устойчивость для подушки переходника 332, когда ее вводят в подшипниковый переходник 330. Поперечная устойчивость обеспечивается также при помощи кромок 352 и 353 подушки 332 переходника, которые упираются в выступающие краевые опоры 340 и 338, соответственно, подшипникового переходника 330.

Подушка 332 переходника изготовлена из литого эластомера с твердостью по дюрометру от 90А до 58D. Следует иметь в виду, что подушку 332 переходника преимущественно изготавливают при помощи операции литья, позволяющей получать желательные номинальные значения твердости, однако возможно использование и других операций изготовления, при условии обеспечения предпочтительных номинальных значений твердости подушки 232 переходника.