БОКОВАЯ САМОУСТАНАВЛИВАЮЩАЯСЯ ОПОРА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1999 года по МПК B61F5/14 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности, к конструкции боковых опор рамы кузова.

Известна боковая скользящая опора рамы кузова железнодорожного транспортного средства на тележку, содержащая установленный в раме кузова кольцевой резиновый элемент с подвижным вертикальным штоком и на опорной поверхности тележки скользящую плиту со сферическим углублением, образующим совместно с шаровым сегментом штока сферический шарнир (Логунов В.Н. и др. "Устройство тепловоза ТГМ6А", М., "Транспорт", 1989, с.236). Для повышения вертикальной упругости боковой опоры на штоке устанавливаются несколько резиновых элементов.

Недостатком известной опоры является краевое нагружение скользящей плиты из-за увеличенного сопротивления повороту в сферическом шарнире при угловых перекосах рамы тележки относительно кузова под действием силы тяги, что приводит к повреждению опорной поверхности тележки скользящей плитой в кривых участках пути и дополнительно изменяет нагрузку кузова на раму тележки.

В изобретении решается задача равномерного распределения нагрузки кузова скользящей плитой на раму тележки за счет устранения сопротивления повороту в шарнире при угловых перекосах рамы тележки относительно кузова под действием силы тяги.

Для решения указанной задачи, боковая самоустанавливающаяся опора рамы кузова, содержащая в раме кузова кольцевые резиновые элементы с подвижным вертикальным штоком и на опорной поверхности тележки скользящую плиту, снабжена установленными на скользящей плите полуцилиндрами с поперечным валиком и крышкой, причем вертикальный шток одним концом через отверстия крышки скользящей плиты и верхнего полуцилиндра соединен с поперечным валиком и другим концом установлен в раме кузова посредством направляющей втулки и четырехугольной призмы, а кольцевые резиновые элементы опираются на крышку скользящей плиты.

Техническим преимуществом заявляемой боковой самоустанавливающейся опоры является то, что нагрузка кузова через шарнир опоры, образуемый полуцилиндрами и поперечным валиком, не передается, что устраняет силы трения в опоре.

Заявляемая боковая самоустанавливающаяся опора может быть применена для грузовых и маневровых тепловозов, что позволяет повысить надежность работы при реализации силы тяги.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена боковая самоустанавливающаяся опора, вид сбоку;
на фиг.2 изображен шарнир опоры, образуемый полуцилиндрами и поперечным валиком, вид спереди;
на фиг.3 изображено поперечное сечение полуцилиндров;
на фиг.4 изображено соединение штока с рамой кузова, вид сверху.

Боковая самоустанавливающаяся опора содержит в раме 1 кузова (см. фиг. 1) кольцевые резиновые элементы 2 с вертикальным штоком 3 в направляющей втулке 4, а на опорной поверхности а тележки скользящую плиту 5 со спиральной канавкой б для равномерного подвода смазки к поверхности трения и с крышкой 6, прижатой к скользящей плите винтами 7, на которую опираются кольцевые резиновые элементы 2. Между скользящей плитой 5 и крышкой 6 в цилиндрических продольных желобах в (см. фиг. 2 и 3), направленных вдоль опорной поверхности а тележки, размещены полуцилиндры 8 и 9 с боковыми г и осевыми д плоскостями, имеющие по торцам антифрикционные шайбы 10 (см.фиг. 1). Между полуцилиндрами 8 и 9 в цилиндрических поперечных желобах е, направленных поперек опорной поверхности а тележки, размещен присоединенный к штоку 3 поперечный валик 11 (см. фиг. 1 и 2). Шток 3 проходит от поперечного валика 11 через вертикальные отверстия ж верхнего полуцилиндра 9 и крышки 6 по направляющей втулке 4 к раме 1 кузова и устанавливается на раме кузова подвижно в вертикальном направлении посредством торцевой четырехугольной призмы з и фланца 12 (см.фиг.4), препятствующих повороту штока в раме кузова. Скользящая плита 5 (см. фиг. 1) размещена в корпусе 13 опоры, заполненном жидкой смазкой. Жидкая смазка через спиральную канавку б подводится по осевому каналу "и" скользящей плиты к нижнему полуцилиндру и далее подводится по канавке к в желобе в скользящей плиты к поперечному валику 11 и вдоль боковых поверхностей "г" (см.фиг.3) полуцилиндров к антифрикционным шайбам 10. Для штока 3 консистентная смазка закладывается в полость "л" фланца 12.

Вертикальная нагрузка от рамы 1 кузова передается на кольцевые резиновые элементы 2 через горизонтальные поверхности направляющей втулки 4, минуя шток 3. Далее она кольцевыми резиновыми элементами 2 передается через крышку 6 на скользящую плиту 5. При вертикальном упругом смещении опоры, кольцевые резиновые элементы деформируются, шток 3 скользит в направляющей втулке 4.

При повороте тележки в горизонтальной плоскости в кривых участках пути корпус 13 опоры совместно с опорной поверхностью смещается относительно скользящей плиты 5. Полуцилиндры 8 и 9 совместно с поперечным валиком 11 и штоком 3 удерживают скользящую плиту 5 от горизонтального смещения. Возникающая на скользящей плите 5 продольная сила, равная силе трения скольжения, передается на раму 1 кузова антифрикционной шайбой 10, торцевыми поверхностями полуцилиндров 6 и 9, цилиндрической поверхностью поперечного валика 11 и далее, штоком 3 и направляющей втулкой 4.

При угловых перекосах рамы тележки относительно кузова под действием силы тяги, образуются углы перекоса между штоком 3 и скользящей плитой 5 с вершиной в точке пересечения геометрических осей цилиндра, образованного полуцилиндрами 8 и 9, и поперечного валика 11. Соединение штока 3 со скользящей плитой посредством полуцилиндров и валика образует кардан. Полуцилиндры 8 и 9 с поперечным валиком 11 образуют крестовину кардана с пересекающимися осевыми линиями. Одновременно с углами между штоком 3 и скользящей плиток 5 при перекосах образуются углы поворота полуцилиндров 8 и 9 и поперечного валика 11 вокруг осевых линий. При этом полуцилиндры 8 и 9 поворачиваются в продольных желобах в скользящей плите и ее крышки, поперечный валик 11 поворачивается в поперечных желобах полуцилиндров 8 и 9. Антифрикционные шайбы 10 уменьшают момент трения на торцах полуцилиндров при передаче продольной силы в процессе поворота тележки в горизонтальной плоскости в кривых участках пути при угловых перекосах. В соответствии с кинематическими особенностями кардана возникают относительно штока 3 дополнительные углы поворота скользящей плиты на опорной поверхности а тележки. Они практически не приводят к деформациям сдвига кольцевых резиновых элементов и не влияют на их нагрузку. Вследствие расположения нижнего кольцевого резинового элемента выше кардана, данный резиновый элемент при угловых перекосах тележки смещается. Возникает незначительная поперечная деформация кольцевых резиновых элементов в горизонтальном направлении. Результирующая сила нижнего кольцевого резинового элемента при поперечной деформации способствует перекосу в кардане. Кольцевые резиновые элементы практически имеют только сжатие от вертикальной нагрузки кузова и при углах перекоса между штоком 3 и скользящей плитой 5 одни части резины становятся более сжатыми, другие, диаметрально противоположные, становятся менее сжатыми. Появляется момент сил упругости резины, старающийся восстановить одинаковое положение частей резины. При соответствующем выборе числа кольцевых резиновых элементов, восстанавливающий момент сил упругости при существующих углах перекоса рамы тележки кузова незначителен и не приводит к краевому нагружению скользящей плиты. Обеспечивается свобода самоустанавливаемости скользящей плиты 5 с крышкой 6 на опорной поверхности а тележки за счет упругих смещений кольцевых резиновых элементов и свободного поворота карданного шарнира. Вертикальная нагрузка кузова полностью передается через деформирующиеся в процессе перекосов кольцевые резиновые элементы. Обеспечивается одинаковый контакт скользящей плиты 5 по всей опорной поверхности а тележки. При этом увеличивается надежность опоры, так как отсутствуют повреждения опорной поверхности а тележки скользящей плитой при реализации силы тяги, износ полуцилиндров, поперечного валика практически отсутствует, и горизонтальные силы и моменты на кольцевые резиновые элементы практически не передаются. Они воспринимаются штоком 3. Кольцевые резиновые элементы 2 гасят шум и вибрацию ходовых частей и эффективно выполняют функции кузовной ступени рессорного подвешивания.

Опора предназначена для маневровых и грузовых тепловозов. Боковая самоустанавливающаяся опора содержит кольцевые резиновые элементы в раме кузова и скользящую плиту на опорной поверхности тележки. На скользящей плите установлены полуцилиндры с поперечным валиком и крышкой. Вертикальный шток одним концом через отверстия крышки скользящей плиты и верхнего полуцилиндра соединен с поперечным валиком и другим концом установлен в раме кузова посредством направляющей втулки и четырехугольной призмы, а кольцевые резиновые элементы опираются на крышку скользящей плиты. Обеспечивается повышение эксплуатационных качеств маневровых и грузовых тепловозов и повышение надежности работы при реализации силы тяги железнодорожного транспортного средства. 4 ил.

Боковая самоустанавливающаяся опора железнодорожного транспортного средства, содержащая в раме кузова кольцевые резиновые элементы с подвижным вертикальным штоком и на опорной поверхности тележки скользящую плиту, отличающаяся тем, что она снабжена установленными на скользящей плите полуцилиндрами с поперечным валиком и крышкой, причем вертикальный шток одним концом через отверстия крышки скользящей плиты и верхнего полуцилиндра соединен с поперечным валиком и другим концом установлен в раме кузова посредством направляющей втулки и четырехугольной призмы, а кольцевые резиновые элементы опираются на крышку скользящей плиты.