ЧЕТЫРЕХОСНАЯ ТЕЛЕЖКА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА Российский патент 2004 года по МПК B61F5/02 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, касается конструкции тележек транспортных средств, в частности локомотивов.

Известна конструкция четырехосной тележки, содержащей раму, упруго опирающуюся на буксы четырех колесных пар, к поперечным балкам рамы на продольной оси тележки закреплены вертикально упругие элементы (две рессоры), причем нижний конец каждой из них соединен с наклонной продольной тягой, связанной с главной рамой кузова спереди и сзади, а между собой упругие элементы (рессоры) соединены горизонтальной продольной тягой [1].

Недостатком известной тележки является большая жесткая база и то, что в такой конструкции экипажа продольные тяги препятствуют повороту тележки относительно главной рамы, что будет приводить к увеличению износа гребней колес и рельсов.

Известна конструкция четырехосной тележки железнодорожного подвижного состава, принятая за прототип, содержащая две двухосные тележки, опирающуюся на них при помощи маятниковых подвесок промежуточную раму и шарнирно-рычажный механизм, состоящий из закрепленных на обращенных друг к другу концах рам двухосных тележек поворотных двуплечих рычагов, концы которых соединены в направлении продольной оси подвижного состава при помощи тяг с серединой промежуточной рамы, а в направлении, перпендикулярном продольной оси, - при помощи поперечных тяг [2].

Недостатком известной тележки является то, что при колебаниях галопирования двухосных тележек из-за несовпадения центра колебаний с точкой передачи сил тяги и торможения происходит подергивание тележки. Для уменьшения возникающих при этом усилий поперечная тяга выполнена упругой, т.е. имеет амортизатор. Однако в эксплуатации узлы амортизатора и шарниры шаровых соединений поперечной и продольных наклонных тяг интенсивно изнашиваются. Использовать в качестве шарниров резинометаллические элементы, которые могут увеличить долговечность работы шарниров, не представляется возможным, поскольку продольные тяги короткие и угловые перемещения их и угловых рычагов при перемещении тележки относительно промежуточной рамы могут достигать 24-35^o [3], что не в состоянии обеспечить резинометаллические шарниры.

Кроме того, при движении в кривых центр поворота двухосных тележек не совпадает с линией действия равнодействующей сил тяги и торможения, передаваемых продольными тягами шарнирно-рычажного механизма, вследствие чего возникает момент сил, противодействующий повороту тележки, увеличивающий направляющие усилия колесных пар, что увеличивает износ гребней колесных пар и рельсов [3].

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эксплуатационных качеств четырехосной тележки за счет удлинения продольных тяг и присоединения шарнирно-рычажного механизма к двухосной тележке вблизи центра колебаний галопирования, находящегося посредине этой тележки на уровне середин пружин рессорного подвешивания и прохождения равнодействующей сил тяги и торможения через центр поворота (геометрический центр) двухосной тележки, благодаря чему колебания подергивания тележек будут малыми, а момент сил, противодействующий повороту тележек, равен практически нулю. В результате снизятся направляющие усилия колес, износ гребней колес и рельсов, повысится долговечность работы тележки.

Указанный технический результат достигается тем, что в четырехосной тележке железнодорожного подвижного состава, содержащей две двухосные тележки, опирающуюся на них через маятниковые подвески промежуточную раму и шарнирно-рычажный механизм, соединяющий двухосные тележки с кронштейнами, закрепленными в середине промежуточной рамы, к нижней части поперечной балки рамы каждой двухосной тележки закреплен с возможностью угловых перемещений в горизонтальной плоскости поперечный брус, концы которого шарнирно соединены через продольные тяги шарнирно-рычажного механизма с кронштейнами промежуточной рамы.

При выполнении тележки по второму варианту указанный технический результат достигается тем, что в четырехосной тележке железнодорожного подвижного состава, содержащей две двухосные тележки, опирающуюся на них через маятниковые подвески промежуточную раму и шарнирно-рычажный механизм, соединяющий двухосные тележки с кронштейнами, закрепленными в середине промежуточной рамы, в средней нижней части каждой боковины рамы двухосной тележки закреплена стойка, на торце которой шарнирно закреплен с возможностью угловых перемещений в горизонтальной плоскости двуплечий рычаг шарнирно-рычажного механизма, который одним плечом шарнирно соединен с продольной тягой, связанной с кронштейном промежуточной рамы, другим плечом шарнирно соединен с поперечной тягой, связанной с двуплечим рычагом, закрепленным на стойке другой боковины рамы двухосной тележки.

На фиг.1 изображена четырехосная тележка в продольной плоскости; на фиг. 2 - вид тележки снизу по А фиг.1; на фиг.3 - четырехосная тележка во втором конструктивном исполнении (вариант); фиг.4 - вид тележки снизу по Б фиг.3.

Четырехосная тележка (фиг. 1, 2) состоит из двух двухосных тележек 1, опирающейся на них через маятниковые подвески 2 промежуточной рамы 3. В нижней части поперечной балки 4 рамы каждой двухосной тележки 1 шарниром 5 закреплен с возможностью угловых перемещений в горизонтальной плоскости поперечный брус 6, концы которого через шарниры 7 соединены продольными тягами 8 шарнирно-рычажного механизма с кронштейнами 9, закрепленными в середине промежуточной рамы 3.

При такой конструкции продольные тяги 8 имеют большую длину, чем у прототипа, кроме того, они соединены шарнирами 7 с поперечным брусом 6, шарнирно укрепленным на поперечной балке 4 двухосной тележки 1 снизу, в районе центра колебаний галопирования двухосной тележки, расположенного посредине тележки на уровне середины пружин рессорного подвешивания.

При втором конструктивном исполнении - варианте (см. фиг.3, 4) по сравнению с первым вариантом поперечный брус в двухосной тележке 1 отсутствует. В средней нижней части каждой боковины рамы двухосной тележки 1 закреплена стойка 10, на торце которой шарнирно закреплен с возможностью угловых перемещений в горизонтальной плоскости двуплечий рычаг 11 шарнирно-рычажного механизма, который одним плечом шарниром 7 соединен с продольной тягой 8, связанной с кронштейном 9 промежуточной рамы 3, другим плечом шарнирно соединен с поперечной тягой 12, связанной с двуплечим рычагом 11, закрепленным на наклонной стойке 10 другой боковины рамы двухосной тележки 1.

При такой конструкции продольные тяги 8 также имеют большую длину, чем у прототипа, и они соединены шарнирами 7, двуплечими рычагами 11 с поперечной тягой 12 двухосной тележки снизу в районе центра колебаний галопирования двухосной тележки 1, находящегося посредине этой тележки на уровне середин пружин рессорного подвешивания и прохождения равнодействующей сил тяги и торможения через центр поворота (геометрический центр) двухосной тележки, благодаря чему колебания подергивания тележек будут малыми, а момент сил, противодействующий повороту тележек, практически равен нулю.

Таким образом, в обоих вариантах достигается одинаковый результат снижения галопирования двухосных тележек и снижения практически до нуля момента сил, противодействующего повороту этих тележек.

Четырехосная тележка работает следующим образом.

При движении локомотива в кривом участке пути каждая двухосная тележка 1 (фиг. 1-4) в четырехосной тележке поворачивается относительно промежуточной рамы 3 благодаря маятниковым подвескам 2, которые при повороте наклоняются и создают момент, препятствующий повороту тележки 1. Этот момент из-за большой длины маятниковых подвесок 2 незначительный. Относительные угловые перемещения в шарнирах шарнирно-рычажного механизма будут не более 1-2^o, что позволяет установить в качестве шарниров 7 резинометаллические втулки, обладающие большей долговечностью, чем металлические шарниры. При этом поворот двухосных тележек 1 происходит относительно ее центра О.

При колебаниях галопирования двухосных тележек 1 благодаря расположению шарниров 7 соединения продольных тяг 8 и поперечного бруса 6 (фиг.1) или продольных тяг 8 с двуплечими рычагами 11 и поперечной тяги 12 (фиг.3) близко к центру колебаний, колебания подергивания тележки будут малыми. Это уменьшит направляющие усилия колес тележки в кривых, снизит износ рельсов и гребней колес, повысит долговечность тележки.

Источники информации
1. SU Авторское свидетельство 757365, КЛ. B 61 F 5/02, 1980.

2. SU Авторское свидетельство 872350, КЛ. B 61 F 5/02, 1981.

3. Отчет ВНИТИ И-56-76. Гос. регистр. 76.037-76031750 и 72.017-120-40821. Исследование динамических качеств и сравнительный анализ различных схем 4 осных тележек тепловозов. Коломна, 1976 г., стр. 129, табл. 5.5.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции тележек локомотивов. По первому варианту в четырехосной тележке локомотива, содержащей две двухосные тележки (1), маятниковые подвески (2), промежуточную раму (3) и шарнирно-рычажный механизм, соединяющий двуосные тележки с кронштейнами, закрепленными в середине промежуточной рамы, к нижней части поперечных балок рамы двухосных тележек закреплен с возможностью угловых перемещений в горизонтальной плоскости поперечный брус (6), концы которого соединены через продольные тяги (8) шарнирно-рычажного механизма с кронштейнами (9) промежуточной рамы (3). По второму варианту к нижней части каждой боковины рамы двухосной тележки закреплена стойка, на торце которой закреплен с возможностью угловых перемещений в горизонтальной плоскости двуплечий рычаг шарнирно-рычажного механизма, который шарнирно соединен с продольной тягой, связанной с кронштейном промежуточной рамы, и с поперечной тягой, связанной с двуплечим рычагом, закрепленным на стойке другой боковины рамы двухосной тележки. Технический результат состоит в уменьшении колебаний галопирования. 2 с.п.ф-лы, 4 ил.

1. Четырехосная тележка железнодорожного подвижного состава, содержащая две двухосные тележки, опирающуюся на них через маятниковые подвески промежуточную раму и шарнирно-рычажный механизм, соединяющий двухосные тележки с кронштейнами, закрепленными в середине промежуточной рамы, отличающаяся тем, что к нижней части средней поперечной балки рамы каждой двухосной тележки закреплен с возможностью угловых перемещений в горизонтальной плоскости поперечный брус, концы которого шарнирно соединены через продольные тяги шарнирно-рычажного механизма с кронштейнами промежуточной рамы.2. Четырехосная тележка железнодорожного подвижного состава, содержащая две двухосные тележки, опирающуюся на них через маятниковые подвески промежуточную раму и шарнирно-рычажный механизм, соединяющий двухосные тележки с кронштейнами, закрепленными в середине промежуточной рамы, отличающаяся тем, что в средней нижней части каждой боковины рамы двухосной тележки закреплена стойка, на торце которой закреплен с возможностью угловых перемещений в горизонтальной плоскости двуплечий рычаг шарнирно-рычажного механизма, который одним плечом шарнирно соединен с продольной тягой, связанной с кронштейном промежуточной рамы, другим плечом шарнирно соединен с поперечной тягой, связанной с двуплечим рычагом, закрепленным на наклонной стойке другой боковины рамы двухосной тележки.