БОКОВАЯ СКОЛЬЗЯЩАЯ ОПОРА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1996 года по МПК B61F5/14 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции боковых опор подвижного состава.

Известна боковая скользящая опора рамы кузова на трехосную тележку состоящая из опорной плиты жестко закрепленной на раме тележки, перемещающегося по опорной плите гнезда со сферическим углублением и шарового сегмента (грибка), закрепленного на раме кузова, обеспечивающего сферическое сочленение рамы кузова с гнездом опоры /1 /.

Недостатком известной боковой скользящей опоры является снижение тяговых свойств вследствие совместного поворота рамы тележки и рамы кузова в вертикальной продольной плоскости и возникающих при этом неравных осевых нагрузок тележки при действии силы тяги. Наиболее недогруженной (лимитирующей) является третья ось первой по ходу движения тележки с рядным расположением тяговых электродвигателей.

В изобретении решается задача повышение тяговых свойств железнодорожного транспортного средства с боковыми опорами рамы кузова на трехосную тележку.

Для решения указанной задачи боковая скользящая опора рамы кузова железнодорожного транспортного средства, содержащая жестко закрепленную на раме тележки опорную плиту, перемещающееся на опорной плите гнездо, снабжена коническим резинометаллическим элементом, соосно установленным сужением вниз посредством центрирующего болта и обоймы в гнезде и взаимодействующим с закрепленным на раме кузова коническим опорным кольцом, соединенным с обоймой в горизонтальных плоскостях по радиусам гибкими пластинами с первоначальным изгибом.

Существенные признаки, характеризующие изобретение и отличительные от прототипа состоят в том, что боковая скользящая опора снабжена коническим резинометаллическим элементом соосно установленным сужением вниз посредством центрирующего болта и обоймы в гнезде и взаимодействующим с закрепленным на раме кузова коническим опорным кольцом, соединенным с обоймой в горизонтальных плоскостях по радиусам гибкими пластинами с первоначальным изгибом.

Указанные существенные признаки в совокупности достаточны и обеспечивают достижение технического результата, а именно повышение тяговых свойств железнодорожного транспортного средства.

Таким образом, существенные признаки находятся в причинно-следственной связи с достигаемым техническим результатом и из анализа уровня техники неочевидны явным образом для специалиста, что характеризует "изобретательский уровень" предлагаемого технического решения.

Заявляемая боковая скользящая опора может быть применена на маневровых и грузовых тепловозах, что позволит повысить их тяговые свойства.

Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 изображена боковая скользящая опора, вид сбоку; на фиг. 2 изображена боковая скользящая опора, вид сверху на коническое опорное кольцо и обойму, на фиг. 3 изображена установка боковой скользящей опоры на тележку, вид на тележку сбоку.

Боковая скользящая опора транспортного средства содержит опорную плиту 1 (см. фиг. 1) с канавками 2 для смазывания и на ней в масляной ванне гнездо 3 с цилиндрическим углублением в верхней части со входящей в него соосно обоймой 4, содержащей конический резинометаллический элемент 5. Конический резинометаллический элемент представляет собой резиновую коническую шайбу с отверстием в центре привулканизированную к коническим нижней и верхней пластинам. Нижняя пластина имеет в центре коническое гнездо 6 для закрепления резинометаллического элемента в обойме 4 центрирующим болтом 7 с гайкой 8. Верхняя пластина с отверстием в центре имеет по окружности установочные зацепы 9. На нее сверху опирается коническое опорное кольцо 10, через которое в центре с зазором проходит центрирующий болт 7.

Коническое опорное кольцо 10 закреплено на раме кузова цилиндрическим стаканом 11 и с помощью гибких пластин 12 соединено с обоймой 4 (см. фиг.1, 2). Причем гибкие пластины 12 закреплены без нагрузки кузовом в горизонтальных плоскостях по радиусам конического опорного кольца 10 и обоймы 4 на расстоянии "а" (см. фиг. 1), равным статическому прогибу опоры и получают первоначальный изгиб посредством выступов 13 на коническом опорном кольце 10 в местах закрепления гибких пластин. Вертикальную нагрузку от рамы кузова 14 (см. фиг.3) передают на раму тележки 15 четыре боковые опоры, расположенные по две в продольном направлении с каждой стороны тележки. Шкворень 16 закреплен на раме кузова. Тележка имеет осевые тяговые электродвигатели 17 с пружинными опорами 18 на раме тележки и независимое рессорное подвешивание 19 каждой оси. Боковая скользящая опора работает следующим образом. При статическом прогибе опоры расстояние "а" (см. фиг.1) равно нулю. Гибкие пластины 12, ранее располагающиеся наклонно с первоначальным изгибом, при опускании кузова на опоры имеют избыточную длину, компенсирующуюся за счет дополнительного изгиба пластин выпуклостью вверх. Вертикальные смещения опоры при наличии кузова происходят за счет использования избыточной длины пластин. При этом изгиб пластин при статическом положении кузова максимален и с увеличением вертикальных смещений от среднего статического положения уменьшается. Силы трения скольжения и моменты, возникающие в плоскости скольжения гнезда 3 при поворотах кузова передаются на коническое опорное кольцо 10 горизонтальными с изгибом пластинами 12. Ввиду малой толщины и изгиба каждая пластина 12 не воспринимает сжимающие и растягивающие усилия, передает только поперечные горизонтальные силы. На резинометаллический элемент 5 с пластинами 12 горизонтальные силы и моменты не действуют. Резиновая коническая шайба при вертикальном смещении опорного кольца 10 работает на сжатие и сдвиг. Причем доля сдвига в общем смещении с уменьшением угла конуса резиновой шайбы увеличивается, при этом вертикальная жесткость опоры уменьшается за счет увеличения сдвига. При расположении конического резинометаллического элемента сужением вниз в верхней его части имеется больший объем резины, чем в нижней. При опускании кузова на опоры больший объем резины перемещается к меньшему вниз за счет сдвига. Получается дополнительное сжатие резины в нижней части резинометаллического элемента и отсутствует дополнительное растяжение резины. Что увеличивает надежность работы резинометаллического элемента.

При развитии силы тяги транспортным средством кузов с рамой 14 (см. фиг. 3) под действием силы на автосцепке и сил опор 18 каждого тягового электродвигателя 17 наклоняется вперед.

Отдельно на раму тележки в вертикальной продольной плоскости действует опрокидывающий момент, равный
М_опр 3F_к•h,
где F_к сила тяги одной оси;
h расстояние по вертикали от рельс до точки приложения силы на шкворне.

Рама тележки, благодаря резинометаллическому элементу под действием М_опр, имеет возможность поворачиваться в вертикальной продольной плоскости относительно кузова, противоположно кузову. Установкой толщины резинового слоя шайбы и угла конуса резинометаллического элемента можно расчетом выбрать такую жесткость опоры, при которой рама тележки устанавливается горизонтально и осевые нагрузки тележки будут равны.

Боковая скользящая опора позволяет увеличить тяговые свойства транспортного средства путем выравнивания осевых нагрузок каждой тележки в отдельности. При этом увеличивается надежность работы опоры, так как горизонтальные силы и моменты на резинометаллический элемент не действуют. Трение скольжения для опоры в вертикальном направлении отсутствует. Отпадает необходимость в изготовлении сложного в технологическом отношении сферического сочленения рамы кузова с гнездом. ЫЫЫ2

Использование: в маневровых и грузовых тепловозах для повышения тяговых характеристик. Сущность изобретения. Боковая скользящая опора содержит жестко закрепленную нa раме тележки (на фиг. не показаны) опорную плиту 1, на которой с возможностью перемещения установлено гнездо 3, в котором посредством центрирующего болта 7 и обоймы 4 соосно им закреплен резинометаллический элемент 5 с установочными зацепами 9 на верхней поверхности для сопряжения с коническим кольцом 10. Коническое кольцо 10 соединено с рамой кузова цилиндрическим стаканом 11, а с обоймой 4 - гибкими пластинами 12, прикрепленными в горизонтальной плоскости по радиусам к коническому опорному кольцу 10 и к обойме 4. Между местами крепления концов гибких пластин 12 они опираются на выступы 13, выполненные по краям конического опорного кольца 10, за счет чего на гибких пластинах 12 создается прогиб "а" с выпуклостью вверх. Величина прогиба "а" равна статическому прогибу опорного кольца 10 при действии на нее полной вертикальной нагрузки. 3 ил.

Боковая скользящая опора железнодорожного транспортного средства, содержащая жестко закрепленную на раме тележки опорную плиту, перемещающееся по опорной плите гнездо, отличающаяся тем, что снабжена коническим резинометаллическим элементом, соосно установленным сужением вниз посредством болта и обоймы в гнезде и взаимодействующим с закрепленным на раме кузова коническим опорным кольцом, соединенным с обоймой в горизонтальных плоскостях по радиусам гибкими пластинами с первоначальным изгибом.