УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕВОДА КОЛЕСНЫХ ПАР С КОЛЕИ 1520 НА 1435 ММ Российский патент 2004 года по МПК B61F7/00 

Изобретение относится к железнодорожному хозяйству, а именно к устройствам для перевода колесных пар тележки с колеи 1520 на 1435 мм и обратно на стыке международных сообщений "Восток-Запад".

Известны устройства для регулирования колеи транспортных средств, содержащие оси колес и ступицы консольные с упругодеформируемыми клеммами, имеющими по концам кольцевые направляющие. (Аналог, авторское свидетельство СССР 395293, В 60 в 35/10). Однако эти устройства ненадежны, при длительной и интенсивной эксплуатации они проворачиваются.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для перевода раздвижных колесных пар с одной колеи на другую, содержащее направляющие, приспособление блокировки колесной пары, последовательно расположенные сходящийся участок пути с контррельсами, неподвижный и подвижный участки пути, механизм контроля блокировки колесной пары, размещенный за приспособлением блокировки, датчик, сигнализирующий о качестве блокировки, датчик для измерения усилия нагружающего устройства. (Прототип, патент 576058, Е 01 В 25/00, В 61 F 7/00). Однако такие устройства сложные и дорогостоящие.

Анализ заявленного технического решения в сопоставлении с прототипом позволяет сформулировать цель предлагаемого изобретения - Упрощение конструкции и уменьшение трудоемкости в изготовлении.

Поставленная цель достигается тем, что синхронные схождения передвижных ободов колесной пары с помощью резьбовой пары в передвижном ободе и ступице до упорного кольцевого бурта обеспечиваются одновременным контактным использованием колодок тормозной системы вагона при въезде вспомогательного обода на прямолинейный рифленый участок внутренней вспомогательной колеи.

Новизна предлагаемого устройства состоит в использовании тормозных колодок тормозной системы вагона для обеспечения синхронного осевого перемещения передвижных ободов колесной пары по ступице с использованием резьбовой пары передвижного обода и ступицы при одновременном катании вспомогательного обода по рельсу внутренней колеи.

Существенные отличия от прототипа в том, что колесные пары тележки снабжены вспомогательными ободами, имеющими возможность катиться по рельсам внутренней вспомогательной колеи с рифленой поверхностью равного шага, что и рифления на вспомогательных ободах. Для предохранения от проворачивания передвижного обода по резьбе имеется закладная деталь, закрепленная болтом.

Сочетание взаиморасположения деталей и совокупность всех признаков предлагаемого устройства позволяет признать данную заявку изобретением.

На фиг.1 изображен вид рельсовой части устройства в плане;
на фиг.2 изображено устройство, вид спереди;
на фиг.3 изображено сечение А-А на фиг.2;
на фиг.4 изображено сечение Б-Б на фиг.2;
на фиг.5 изображена закладная деталь, вид в плане на фиг.3;
на фиг.6 изображен вариант исполнения колес на фиг.3;
на фиг.7 изображен вариант исполнения колес на фиг.4.

Устройство состоит из следующих узлов и деталей: колесных пар 1 /далее колесо/, входящих в состав тележки 2 железнодорожного вагона 3, соединенного с тележкой, тормозной системы с тормозными колодками 4, обода передвижного 5, обода-колеса вспомогательного 6, колеи внутренней вспомогательной 7, колеи 8 шириной 1520 мм, колеи 9 шириной 1435 мм, резьбовой пары 10 в передвижном ободе 5 и ступице колеса 1, упорного кольцевого бурта 11 на передвижном ободе 5, закладной детали 12, болта 13. Рифление 14 выполнено на рельсе внутренней вспомогательной колеи 7, рифление 15 - на ободе-колесе вспомогательном 6. Датчик 16 сигнализирует о качестве блокировки системы автоматики. Устройство также содержит фланец 17 с винтами 13, колесо передвижное 19, колесо вспомогательное 20 на (фиг.6 и 7), кольцевой прилив 21 передвижного колеса, кольцевой прилив 22 вспомогательного колеса 20, шпонки 23 передвижного колеса 19. Колея 7 имеет высокие рельсы. Длина рельса 7 определяется опытным путем с учетом срабатывания системы автоматики 16. Резьбовая пара 10 в передвижном ободе 5 и ступице колеса 1 имеет резьбу по профилю трапецеидальную или другого профиля, кроме прямоугольного, чтобы были боковые поверхности резьбы, увеличивающие площадь контакта сопрягаемых деталей. Пример исполнения резьбы - шаг 24. Резьба с шагом 24 относится к резьбам с мелким шагом для такого большого диаметра. (Справочник машиностроителя т. 4, стр.517, Ачеркан Н.С. -М.: Машгиз, 1956 г.). Резьбы с мелким шагом не самоотвинчиваются, требуется внешнее усилие для отвинчивания резьбы. Такие зацепления относятся к самотормозящимся зацеплениям. Колесо 1, (19) тележки 2 является модернизированным колесом с кругом катания 957 мм, ГОСТ 9036-88. Исполнение колес по фиг. 6 и 7 позволяет осуществлять переводной процесc автоматически без ручного труда. Вспомогательная колея 7 на 10 мм выше расчетной величины с учетом прогиба от веса вагона, чтобы не препятствовать осевому перемещению обода 5, колеса 19.

Пример исполнения: наружный рифленый диаметр вспомогательного обода-колеса 6 равен 780 мм, наружный диаметр резьбы равен 820 мм, длина резьбовой части 100 мм. Закладные детали 12 вставлены в промежуток между упорным кольцевым буртом 11 и торцом колеса 1. Число закладных деталей 12 всегда четное, и они расположены диаметрально противоположно, чтобы уменьшить дисбаланс неуравновешенных сил, возникающих при вращении колеса 1. Закладные детали 12 закреплены к передвижному ободу 5 болтами 13, имеющими конические поверхности в местах контакта с цилиндрическими отверстиями детали 12 (см. фиг. 3). Для захода деталей 12 в Т-образные проточки в ступице 1 и на ободе 5 в последних выфрезерованы пазы. Резьбы на болтах 13 и ободе 5 имеют мелкий шаг, препятствующий отворачиванию болта 13 при движении. Закладные детали 12 удерживают обод 5 от осевого перемещения к середине колеи, а от перемещения на наружную сторону от колеи предохраняет буртик, выступающий за ⊘957 мм. Фланец 17 ограничивает передвижение обода 5 и колеса 19 вдоль оси по шпонке 23. Простота сборки деталей устройства по фиг.3, 4, 6, 7 очевидна и не вызывает затруднений.

Устройство работает следующим образом.

Буксирующая машина слева подводит вагон 3 с шириной колеи 1520 мм на внутреннюю колею 7. Вагон 3 (см. фиг.2) имеет возможность катиться как по колее 8, так и по внутренней колее 7, т.к. колеса снабжены вспомогательными ободами-колесами 6 (фиг.3, 4). Сама буксирующая машина имеет колею 1520 мм и не должна переезжать конца своей колеи. Справа вагон 3 зацепляют к другой буксирующей машине с колеей 1435 мм и увозят по колее 1435 мм. В промежутке 15 м (фиг. 1) происходит перевод колесных пар 1 тележки с колеи 1520 мм на колею 1435 мм. Для осуществления этого перевода необходимо вывернуть болты 13 (фиг. 3), вынуть закладные детали 12 через пазы. В промежутке 15 м во вспомогательной колее дается команда на включение тормозной системы 4. При этом тормозные колодки 4 тормозной системы вагона будут крепко прижаты к кругу катания ⊘957 мм передвижного обода 5. Вагон при этом не останавливается, а продолжает катиться по вспомогательной внутренней колее 7 за счет наличия рифления 15 на вспомогательном ободе-колесе 6. Вершины рифления 15 попадают во впадины рифления 14 на рельсе 7, получается реечное зацепление. Так как ступица колеса 1 вращается, а обод 5 застопорен, то ободу 5 приходится перемещаться поступательно по резьбе 10 в осевом направлении вместе с тормозной колодкой 4. Осевое перемещение обода передвижного 5 продолжается до контакта ступицы колеса 1 с буртиком кольцевым 11. Датчик автоматики 16 дает команду на выключение тормозной системы и колодки 4 отходят от обода 5. Осевое перемещение обода составляет 42,5 мм. Это происходит в процессе перевода.

Если во время движения вагона произошло срабатывание тормозной системы 4, то передвижному ободу 5 некуда перемещаться в осевом направлении и колесо 1 остановится, а вместе с ним остановится вагон 3. На тележке 2 маркируется стрелка с рекомендуемым преимущественным направлением движения. Но и при движении в противоположном направлении, указанном стрелкой, при торможении не будет происходить проворачивание резьбы, т.к. резьба мелкая, а произойдет то, что колесо 1 остановится, а вместе с ним вагон 3. Если надо перевести вагон 3 на колею с шириной 1520 мм, то надо буксирующей машиной справа завести вагон 3 на колею 7, но сама машина не должна выезжать за конец колеи 1435 мм, слева вагон зацепляет буксирующая машина с колеи 1520 мм. Вспомогательный обод-колесо 6 (фиг.3 и 4) зацепляется с колеей 7, продолжая вращение колеса 1. В промежутке 15 м колеи 7 дается команда на включение тормозной системы 4, и тормозные колодки прижимаются к ободу 5. Происходит вращение колеса 1 в противоположную сторону и обод 5 с колодкой 4 перемещается в направлении от внутреней колеи 7, стремясь к ширине 1520 мм. Срабатывает датчик 16, сигнализирующий о качестве блокировки системой автоматики, дается команда на отключение тормозной системы 4, колодки отходят от обода передвижного 5. Вставляют закладные детали 12, закрепляют болтами 13 и отправляют вагон 3 по колее 8 шириной 1520 мм. Фланец 17 конструктивно дублирует автоматику 16, не дает ободу 5 возможности лишнего осевого перемещения, а только до упора. Обод 5 перемешается от упора до упора. Синхронному схождению и расхождению ободов 5 в колесной паре способствует наличие в резьбовой паре 10 на сторонах осей соответственно левой и правой нарезки, работающей как талреп ГОСТ 9690-71. В случае, если закладная деталь 12 туго зажата между кольцевым упорным буртом 11, то при нахождении колеса 1 на внутренних рельсах колеи 7 надо дать команду машинисту буксирующей машины, чтобы он поехал немного назад при включенной тормозной системе, т.е. в свою сторону, и деталь 12 освободится. После снятия закладных деталей нужно начать движение направо при включенных тормозах, процесс синхронного схождения передвижных ободов 5 начнется и продолжится до поступления сигнала датчика о том, что передвижной обод 5 дошел до упора о ступицу, сработает команда тормозной системе на ее отключение и колодки 4 отойдут от обода 5. Необходимо следить за исправностью колодок 4 тормозной системы вагона 3. Конструктивно выполнено так, чтобы тормозные колодки 4 имели возможность поступательно перемешаться вдоль оси на 42,5 мм.

На фиг.6 и 7 показана конструкция раздвижных колес тележки 2 как вариант по фиг.3 и 4. Обод передвижной 5 и обод-колесо вспомогательное 6 выведены в самостоятельные колеса, насаженные на одну общую ось.

На фиг. 6 и 7 спаренные колеса состоят из двух колес, соединенных резьбовой парой 10, выполненной на приливах 21, 22 колес 19, 20. Одно колесо 19 передвижное, способное совершать осевое перемещение как передвижной обод 5 по фиг. 3. Передвижное колесо 19 насажено на единую ось спаренных колес по ходовой посадке и на шпонку 23, дающую возможность вращаться совместно с осью и перемещаться вдоль оси на величину длины резьбовой нарезки 10. Вспомогательное колесо 20 (фиг.6) не имеет возможности осевого перемещения, так как застопорено упорным фланцем 17, винтами 18. Колесо 20 имеет возможность вращаться по оси из-за посадки с зазором, катясь по рельсу 7. Вспомогательное колесо 20 на фиг.6 работает только на переводном узле. Конструкция колеса 1 по варианту фиг.6 и 7 вывела резьбовую пару 10 из зоны действия веса вагона 3. Вес вагона действует на рельсы колеи 8, 9, минуя резьбовую пару 10. Непривычно смотреть, что вес вагона действует на резьбовую пару, и возникают подозрения о деформации резьбовой поверхности во время движения, хотя расчеты показывают о несостоятельности этих подозрений. Резьбовая пара 10 выведена из зоны действия веса вагона и во время езды колеса 20 по переводной колее 7. Разделение на два колеса вместо одного удорожает тележку вагона, но увеличивает надежность устройства не только в переводном процессе, делая ее полностью автоматизированной, но и во время езды по рабочим колеям 3 и 9. В переводном процессе передвижное колесо 19 совершает осевое перемещение от одного упора 17 до другого упора 17 в обезгруженном состоянии. Никакой фиксации положения колес на определенной колее не требуется из-за того, что резьбовая пара 10 не позволяет смещаться по оси от вибрации, так как она является мелкой для такого большого диаметра, угол подъема витка меньше 1^o, является самотормозящейся резьбовой парой.

Резьбовая пара 10 на фиг.6, 7 работает как болт-гайка, передвижное колесо 19 является как бы гайкой. Если застопорить гайку, то при вращении болта гайка будет смещаться по болту поступательно, в нашем случае по колесу вспомогательному 20. Синхронность смещения передвижных колес 19 обеспечивается наличием левой и правой нарезок резьбы 10 колес на разноименных сторонах общей оси, но с одинаковой нарезкой на одноименной стороне тележки. Осевые перемещающие силы от резьбовой пары 10 действуют равномерно по окружности на передвижное колесо 19, предохраняя от заклинивания его, что является преимуществом перед другими известными переводными устройствами, у которых передвигающая сила действует точечно на обод колеса.

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ
1. Устройство позволяет осуществлять перевод колесных пар железнодорожных тележек с колеи 1520 мм на 1435 мл и обратно автоматически с малыми затратами времени на установку и снятие страховочных деталей, а при изготовлении колес конструкции фиг.6 и 7 перевод осуществляется полностью автоматически.

2. Использование конструкции колес фиг.6 и 7 позволяет равномерно прикладывать по окружности осевые силы для перемещения вдоль оси передвижного колеса, увеличивая надежность устройства.

3. Внедрение устройства в жизнь позволит увеличить грузопоток с запада на восток.

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Патент 576058, E 01 В 25/00, B 61 F 7/00.

2. Авторское свидетельство 395293, В 60 В 35/10.

3. ГОСТ 9036-88 Цельнокатаное колесо диам. 957 мм.

4. Справочник машиностроителя, том 4, стр.517, Ачеркан Н.С. -М.: Машгиз, 1956 г.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к устройствам перевода колесных пар с одной колеи на другую. Устройство содержит колесные пары, колеса которых снабжены вспомогательными ободами-колесами (6). Вспомогательные ободы-колеса имеют рифление (15), ответное рифлению (14) на высоких рельсах внутренней вспомогательной колеи. Резьбовая пара (10) ступицы и передвижного обода дает возможность осевого перемещения передвижного обода при его тесном контакте с тормозными колодками и одновременном катании вспомогательного обода по рельсу высокой внутренней колеи. Между буртиком (11) подвижного обода (5) и торцом колеса (1) вставлены закладные детали (12), которые прикреплены к передвижному ободу (5) болтами (13). Технический результат заключается в упрощении конструкции и уменьшении трудоемкости в изготовлении устройств для перевода колесных пар тележки с колеи 1520 на 1435 мм и обратно на стыке международного сообщения "Восток-Запад". 7 ил.

Устройство для перевода колесных пар тележки с одной колеи на другую, содержащее неподвижный участок пути, направляющие, датчик качества блокировки системы автоматики, отличающееся тем, что колеса тележки выполнены с вспомогательными ободами-колесами, имеющими рифление, ответное рифлению на высоких рельсах внутренней вспомогательной колеи, резьбовая пара ступицы и передвижного обода дает возможность осевого перемещения передвижного обода во время тесного контакта последнего с колодкой тормозной системы при одновременном катании вспомогательного обода-колеса по рельсу высокой внутренней вспомогательной колеи, а закладные детали, вставленные между кольцевым буртом передвижного обода и ступицей, прикреплены к ступице болтами.