ТЕЛЕЖКА ДЛЯ СКОРОСТНОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО СОСТАВА Российский патент 1997 года по МПК B61F5/38 B61F5/24 B61F5/44 

Изобретение относится к тележкам для скоростного подвижного состава.

Из уровня техники известна тележка для скоростного железнодорожного состава, содержащая смонтированные на раме устройство для принудительного управления со стороны кузова вагона колесными парами, буферные средства и препятствующее вращению кузова вагона устройство (см. заявку Франции 2511962, кл. B 61 F 5/40, публик. 1983 г.).

Для оптимизации тележки относительно стабильности хода и характеристик прохождения кривой решающее значение имеют
изгибная прочность между обеими колесными парами;
жесткость на сдвиг между колесными парами;
жесткость на скручивание между тележкой и кузовом вагона.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, состоит в создании тележки для железнодорожного подвижного состава, которая при высоких скоростях движения имеет стабильный и не вызывающий большого износа пути ход подвижного состава благодаря тому, что колесные пары регулируются радиально исключительно при движении по кривой.

Указанный технический результат достигается тем, что в тележке для скоростного железнодорожного состава, содержащей смонтированные на раме устройство для принудительного управления со стороны кузова вагона колесными парами, буферные средства и препятствующее вращению кузова вагона устройство, последнее выполнено в виде вала, установленного поперек рамы в двух опорах вращения на кузове вагона, причем вал выполнен с двумя рычагами на его концах и рычагом в его средней части, шарнирно соединенным с помощью соединительной тяги с поперечной балкой рамы тележки, устройство для принудительного управления со стороны кузова вагона колесными парами представляет собой пару трехплечих рычагов, смонтированных на торцах поперечной балки рамы тележки с возможностью поворота в вертикально продольной плоскости, два горизонтальных плеча каждого из которых связаны шарнирно с буксами жесткими тягами, а вертикально ориентированное плечо связано шарнирно с помощью демпфирующего средства с рамой тележки и шарнирно жесткой тягой с рычагом на конце вала.

На фиг. 1 изображенае в перспективе конструкция предлагаемой тележки с устройством управления для взаимного автоматического управления колесными парами, оснащенной тормозными средствами и расцепляющим устройством; на фиг. 2 то же, с вариантом относительно расцепляющего устройства; на фиг.3 то же, с устройством управления для вынужденного управления со стороны кузова колесными парами (тележка оснащена тормозными средствами и расцепляющим устройством).

В первом примере использования (фиг.1) тележка 1 оснащена соответственно устройством 11 принудительного управления обеими колесными парами 5. При этом рама 2 тележки с одной стороны опирается с помощью известных направляющих, амортизирующих и подрессоривающих средств на колесные пары 5, и с другой стороны эта рама 2 тележки с помощью аналогичных средств вторичного подрессоривания несет и направляет относящийся к ней кузов 10 вагона. Рама 2 тележки оснащена двумя вращающимися опорами 3, в которых соответственно установлен управляющий рычаг 12 расположенных на раме 2 тележки с обеих сторон устройств 11 автоматического управления. Оба управляющих рычага 12 соединены друг с другом с помощью крутильно-жесткой и жесткой на изгиб трубы 13 в зоне верхних шарнирных точек 14. Кроме того, в устройстве управления 11 верхняя шарнирная точка 14 управляющего рычага 12 с помощью управляющей тяги 15 соединена с колесной парой 5 в точке сочленения 18 и нижняя шарнирная точка 19 управляющего рычага 12 с помощью управляющей тяги соединена с колесной парой 5 в точке сочленения 17. Наоборот, в устройстве управления 11 верхняя шарнирная точка 14 управляющего рычага 12 с помощью управляющей тяги 16 соединена с колесной парой 5 в точке сочленения 17 и нижняя шарнирная точка 19 управляющего рычага 12 с помощью управляющей тяги 15 соединена с колесной парой 5 в точке сочленения 18. Устройство управления 11 представляет собой геометрическое сочленение обеих колесных пар 5 друг с другом с целью взаимного автоматического управления при движении по кривой.

Для подавления динамических крутильных колебаний в пределах разбега колесной пары в колесе, которые являются следствием синусоидального хода колесных пар 5, по меньшей мере одно из устройств управления 11 оснащено дополнительными буферными средствами 6.

В качестве буферного средства 6 предусмотрен по меньшей мере один амортизатор, который предпочтительно имеет сухую характеристику трения, например, в верхней шарнирной точке 14 между управляющим рычагом 12 и точкой сочленения 7 на раме 2 тележки. Точка сочленения слева на фиг.1 не изображена.

Альтернативно буферные средства 6 в форме по меньшей мере одного амортизатора с сухой характеристикой трения могут проходить также от крутильно-жесткой или жесткой на изгиб трубы 13, например в ее середине к раме 2 тележки.

Кроме того, устройство принудительного управления 11 для демпфирования влияющих перемещений тележки 1 оснащено между тележкой к кузовом 10 вагона замедляющим вращение устройством 31, которое способствует гидравлическому замедлению поворота с механическим расцеплением демпфирующего воздействия для всех направлений перемещения, кроме поворота вокруг вертикальной оси.

Для этого на кузове 10 вагона в двух вращающихся опорах 33 установлен соединительный вал 34. На соединительном валу 34 закреплены два наружных рычага 35 и один внутренний рычаг 36. Между обоими наружными рычагами 35 и крутильно-жесткой и жесткой на изгиб трубой 13 автоматического устройства управления 11 с помощью соответствующих шарнирных точек 37 установлено по одному амортизатору 39, предохраняющему от раскачивания.

С помощью аналогичных шарнирных точек 37 внутренний рычаг 36 соединительного вала 34 соединен с помощью жесткой соединительной тяги 38 с рамой 2 тележки.

Фиг. 2 показывает относительно разобщающего устройства упрощенный вариант.

При этом описанное с помощью фиг.1 устройство 11 автоматического управления скомбинировано с буферными средствами 6, которые предназначены для гашения динамических вращательных движений колесных пар 5, которые возникают в результате их синусоидального хода.

Для гашения влияний тележки 1 между ней и кузовом 10 вагона предусмотрено устройство 11 автоматического управления с замедляющим устройством 51, которое способствует гидравлическому замедлению вращения с механическим разобщением демпфирующего действия для всех направлений перемещения, кроме поворота вокруг вертикальной оси.

Для этого на кузове 10 вагона и двух вращающихся опорах 33 установлен соединительный вал 54, который имеет два наружных рычага 35. Между ними и крутильно-жесткой и жесткой на изгиб трубой 13 устройства 11 автоматического управления с помощью соответствующих шарнирных точек 37 и на стороне гидравлического демпфера 39 влияний и на другой стороне установлена жесткая соединительная тяга 58.

Расположенные таким образом буферные средства 6 способствуют замедлению управления и вращения и объединяют в устройстве взаимного автоматического управления колесными парами с минимальной потребностью гидравлических демпферов противоположные требования стабильного движения по прямой и не вызывающего большого износа движения по кривой.

В качестве альтернативы показанная на фиг. 1 и 2 крутильножесткая и жесткая на изгиб труба 13 в зависимости от конструктивных данных тележки 1 может быть расположена также в зоне вращающихся опор 3 или в нижних шарнирных точках 19, которые соединяют друг с другом оба управляющих рычага 12.

Другой пример выполнения изображен на фиг.3, в котором тележка 1 оснащена соответственно устройством 21 принудительного управления для принудительного управления со стороны кузова обеими колесными парами 5. При этом рама 2 тележки, оснащенная известными направляющими, амортизирующими и подрессоривающими средствами, с одной стороны опирается на колесные пары 5, с другой стороны несет и направляет с помощью аналогичных средств вторичного подрессоривания соответствующий кузов 10 вагона. Рама 2 тележки оснащена двумя вращающимися опорами 3, в которых соответственно установлено по одному управляющему рычагу 22 расположенных с обеих сторон на раме 2 тележки устройств 21 принудительного управления. В каждом устройстве 21 управления соответственно средняя шарнирная точка 30 соединена с помощью управляющей тяги 25 с колесной парой 5 в точке сочленения 17 и соответственно нижняя шарнирная точка 29 управляющего рычага 22 соединена с помощью управляющей тяги 26 с колесной парой 5 в точке сочленения 18.

Кроме того, соответственно верхняя шарнирная точка 24 управляющего рычага 22 посредством управляющей тяги 20 соединена через шарнирные точки 37 соответственно с наружным рычагом 35 расположенного со стороны кузова вагона замедляющим вращение устройством 41. Это устройство состоит из установленного в двух вращающихся опорах 33 со стороны кузова соединительного вала 44, внутренний рычаг 36 которого через шарнирную точку 37 вновь соединен с помощью жесткой соединительной тяги 38 с рамой 2 тележки.

Таким образом, устройство 21 представляет собой геометрическое сочленение обеих колесных пар 5 с кузовом 10 вагона с целью принудительного управления со стороны кузова при движении по кривой.

Для демпфирования динамических вращательных движений в пределах разбега колесной пары в колее, которые возникают вследствие синусоидального хода колесных пар 5, по меньшей мере одно из управляющих устройств 21 оснащено дополнительными буферными средствами 6. В качестве буферных средств предусмотрен по меньшей мере один демфер, который предпочтительно имеет сухую характеристику трения, например, на верхней шарнирной точке 28 между управляющим рычагом 22 и точкой сочленения 7 на раме тележки.

Одновременно расположенные в комбинации с замедляющим вращение устройством 41 буферные средства 6 допускают квазистатические вращательные движения, которые возникают при прохождении кривых между кузовом 10 вагона и тележкой 1, и колесные пары 5 устанавливаются постоянно и по аналогии с прохождением кривых с помощью устройства 21 принудительного управления в направлении к центру закругления.

Расположенные таким образом буферные средства 6 способствуют замедлению управления и вращения и объединяют при принудительном управлении со стороны кузова колесными парами с минимальной потребностью в гидравлических демпферах противоположные требования стабильного движения по прямой и не вызывающего большого износа пути при движении по кривой.

Расположенное на кузове 10 вагона замедляющее вращение устройство 41 вызывает дополнительно механическое разобщение гидравлического замедления вращения для всех направлений перемещения, кроме поворота вокруг вертикальной оси.

В результате соответствующего механического разобщения гидравлического замедления вращения с помощью замедляющих вращение устройств 31, 41, 51 остаются, например, возможные продольные перемещения, которые возникают вследствие эластичности вторичного подрессоривания между тележкой 1 и кузовом 10 вагона, не оказывая влияния на остальную систему.

Отказ от соединительной тяги 38 механического разобщающего устройства напротив привел бы при воздействии указанных продольных перемещений к неконтролируемому параллельному перемещению колесных пар 5 относительно друг друга в направлении оси пути.

Благодаря системе управляющего устройства с буферными средствами и разобщающим устройством используется эффект замедления вращения вокруг вертикальной оси, чтобы избежать неправильного управления колесными парами и одновременно обеспечить стабильность хода тележки даже при высоких скоростях движения.

Оснащенное буферными средствами устройство управления представляет собой при взаимном автоматическом управлении геометрическое сочленение колесных пар тележки друг с другом. Вариант выполнения оснащенного буферными устройствами устройства принудительного управления со стороны кузова представляет собой геометрическое сочленение колесных пар тележки с кузовом вагона и реагирует только на вращательное движение между тележкой и кузовом вагона вследствие движения по кривой.

На основании конструкции в соответствии с изобретением оснащенное буферными средствами устройство управления в состоянии для обоих указанных режимов работы автоматически различать, возникает ли это вращательное движение вследствие прохождения кривой в результате влияния вследствие синусоидального хода.

Таким образом, с помощью устройства управления большие медленные вращательные перемещения, которые возникают при прохождении кривой, преобразуются в радиальную установку колесных пар в направлении к центру закругления. В зоне небольших быстрых вращательных перемещений, которые возникают вследствие синусоидального хода в пределах разбега колесной пары в колее, устройство управления блокируется предусмотренными буферными средствами.

Буферные устройства в свою очередь расположены в сочетании с разобщающим устройством, которое вызывает разобщение буферных устройств для всех направлений перемещения кроме вращения тележки вокруг вертикальной оси.

Буферные средства имеют характеристику сухого трения и повышают тем самым прочность на скручивание между тележкой и кузовом вагона. Благодаря этому динамические вращательные перемещения в пределах разбега колесной пары в колее, которые возникают вследствие синусоидального хода, демпфируются как при движении по прямой, так и при движении по кривой и с целью предотвращения неправильного управления колесными парами не передаются на устройство управления, в то время как квазистатические вращательные перемещения при движении по кривой остаются без воздействия буферных средств.

Не вызывающие большого износа пути тележки подобного типа удовлетворяют существующую с данных пор потребность, так как они объединяют противоположные требования и при высоких скоростях движения имеют хорошую стабильность хода, а также уменьшают износ при движении по кривой до минимума.

Использование: изобретение относится к тележкам для скоростного подвижного состава. Сущность изобретения: тележка содержит смонтированные на раме 2 устройство 21 для принудительного управления со стороны кузова 10 вагона колесными парами 5, буферные средства 6 и препятствующее вращению кузова 10 вагона устройство 41. Устройство 31 выполнено в виде вала 44, установленного поперек рамы 2 в двух опорах вращения 33 на кузове 10 вагона, причем вал выполнен с двумя рычагами 35 на его концах и рычагом 36 в его средней части, шарнирно соединенным с помощью соединительной тяги 38 с поперечной балкой рамы 2 тележки. Устройство 21 для принудительного управления со стороны кузова 10 вагона колесными парами 5 представляет собой пару трехплечих рычагов, смонтированных на торцах поперечной балки рамы 2 тележки с возможностью поворота в вертикальной продольной плоскости, два горизонтальных плеча каждого из которых связаны шарнирно с буксами жесткими тягами, а вертикально ориентированное плечо связано шарнирно с помощью демпфирующего средства 6 с рамой 2 тележки и шарнирно жесткой тягой с рычагом 35 на конце вала. 3 ил.

Тележка для скоростного железнодорожного состава, содержащая смонтированные на раме устройство для принудительного управления со стороны кузова вагона колесными парами, буферные средства и препятствующее вращению кузова вагона устройство, отличающаяся тем, что последнее выполнено в виде вала, установленного поперек рамы в двух опорах вращения на кузове вагона, причем вал выполнен с двумя рычагами на его концах и рычагом в его средней части, шарнирно соединенным с помощью соединительной тяги с поперечной балкой рамы тележки, устройство для принудительного управления со стороны кузова вагона колесными парами представляет собой пару трехплечих рычагов, смонтированных на торцах поперечной балки рамы тележки с возможностью поворота в вертикальной продольной плоскости, два горизонтальных плеча каждого из которых связаны шарнирно с буксами жесткими тягами, а вертикально ориентированное плечо связано шарнирно с помощью демпфирующего средства с рамой тележки и шарнирно жесткой тягой с рычагом на конце вала.