ОПОРА КАЧЕНИЯ КУЗОВА ТЕПЛОВОЗА Российский патент 2004 года по МПК B61F5/14 

Описание патента на изобретение RU2229994C2

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции опоры кузова тепловоза.

Известна опора качения кузова тепловоза (см. Справочник по электроподвижному составу, тепловозам и дизель-поездам. Том 1. Под редакцией А.И.Тищенко. М.: Транспорт, 1976, с.142), содержащая нижнюю и верхнюю опорные плиты с обращенными к друг другу наклонными плоскими или цилиндрическими поверхностями и два цилиндрических ролика, расположенных между опорными плитами в углублениях наклонных поверхностей, соединенных по торцам обоймами. Цилиндрические ролики с обоймами и опорными плитами вставлены в корпус с направляющими планками, который установлен на тележке. На верхней опорной плите расположено гнездо опоры, на которое передается вес кузова тепловоза, приходящийся на опору.

При входе в кривые участки пути происходит прямолинейное вкатывание роликов на наклонные поверхности плит и скольжение гнезда по верхней опорной плите. Под действием составляющих сил веса на наклонных поверхностях плит возникает возвращающая сила, стремящаяся повернуть тележку в исходное положение. Наклонными поверхностями плит производится возврат и центрирование роликов.

Недостатком опоры является неполное устранение роликами силы трения скольжения. Она устраняется только в направлении прямолинейного перекатывания роликов. В данном направлении гнездо по верхней опорной плите не скользит. Все другие перемещения в опоре реализуются проскальзыванием гнезда по верхней опорной плите с силой трения. Так при установке на тележке опоры с направлением перекатывания роликов перпендикулярно радиусу, проведенному к опоре из центра шкворня, возможен только поворот тележки вокруг шкворня преимущественно за счет перекатывания роликов. Поперечный относ тележки в кривых участках пути невозможен из-за больших сил трения при скольжении гнезда по верхней опорной плите.

Задачей изобретения является полное устранение в опоре силы трения скольжения как при повороте тележки, так и при поперечном перемещении тележки относительно кузова в кривых участках пути.

Для решения этой задачи опора качения кузова тепловоза, содержащая верхнюю и нижнюю опорные плиты с обращенными друг к другу наклонными поверхностями, имеет на каждой опорной плите три конических или сферических углубления и шарики, установленные в центрах указанных углублений с возможностью образования равностороннего треугольника и заключенные в общую обойму, состоящую из двух соединенных вместе горизонтальных пластин, охватывающих шарики.

Заявляемая опора качения кузова тепловоза, которая имеет на каждой опорной плите три конических или сферических углубления и шарики, установленные в центрах указанных углублений с возможностью образования равностороннего треугольника и заключенные в общую обойму, состоящую из двух соединенных вместе горизонтальных пластин, охватывающих шарики, позволяет полностью исключить силы трения скольжения в том числе и при поперечном перемещении тележки относительно кузова в кривых участках пути. Она может быть применена для маневровых и грузовых тепловозов.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена опора качения кузова тепловоза, вид на опору сбоку в продольной вертикальной плоскости;

на фиг.2 изображена опора качения кузова тепловоза, вид на опору сверху в горизонтальной плоскости, проходящей через центры шариков и разъемы пластин обоймы, охватывающих шарики;

на фиг.3 изображено среднее положение шариков в центрах конических углублений при отсутствии перемещений опорных плит;

на фиг.4 изображено положение шариков на наклонных конических поверхностях при относительном перемещении опорных плит.

На фиг.3, 4 углы наклона образующих конических поверхностей к горизонтали для пояснений условно увеличены. Места контакта шариков с опорными плитами отмечены утолщенными линиями.

Опора качения кузова тепловоза состоит (см. фиг.1, 2) из нижней 1 и верхней 2 опорных плит с коническими углублениями α, расположенными вокруг вертикальной оси 6 опоры по три на каждой опорной плите, и трех сферических шариков 3, расположенных между опорными плитами 1 и 2 в центрах конических углублений α с образованием равностороннего треугольника, заключенных в общую обойму 4, состоящую из двух, соединенных вместе горизонтальных пластин в и г, охватывающих шарики. Сферические шарики 3 с обоймой 4 и опорными плитами 1 и 2 вставлены в круглый корпус 5 опоры, установленный на тележке. На верхней опорной плите 2 расположено гнездо опоры 6, которое передает вес кузова Р, приходящийся на опору. Оно зафиксировано от перемещений по верхней опорной плите выступами d верхней опорной плиты.

В состоянии покоя шарики находятся в центрах конических углублений между опорными плитами 1 и 2 (см. фиг.3). Они образуют в обойме равносторонний треугольник с вершинами, соответствующими центрам конических углублений. Контактирование шариков с опорными плитами происходит по окружности. Горизонтальные усилия шариков уравновешены и каждый шарик воспринимает от кузова одинаковый вес р0=Р/3.

В процессе движения в кривых участках пути верхняя опорная плита 2 перемещается на шариках относительно нижней опорной плиты 1 (см. фиг.4). Сила веса Р от кузова находится в равностороннем треугольнике, образованном центрами шариков. Шарики накатываются на наклонные поверхности по расширяющимся желобам и контактирование шариков происходит по внутренним поверхностям конусов. Сверху на каждый шарик в отдельности действует вертикальная сила р от веса кузова и горизонтальная сила q от тележки. Сила взаимодействия наклонных поверхностей с шариком представляет собой равнодействующую сил р и q, которая вследствие малого трения качения шарика направлена по нормали к образующим верхнего и нижнего конусов. В результате разложения данной силы получаем возвращающую силу Q опоры

Q=P·tg α,

где α - угол наклона образующей конуса к горизонтали.

На каждый шарик действует момент Мс, скатывающий его вдоль образующей конуса к центру опоры, Мс=p·е.

При условии, что e=dш·sinα, где dш - диаметр шарика, Мс=р·dш·sinα. Аналогичный результат получается при разложении силы q вдоль и перпендикулярно образующей. Нормальная сила n в контакте шарика получается незначительно больше силы веса р, приходящейся на шарик, за счет преодоления сил тележки при накатывании шарика, n=p/cosα.

Необходимый диаметр шарика в мм определяется из условия действия максимальной статической нагрузки на шарик рmax в кг

Максимальная нагрузка на шарик получается, когда шарик находится в ближнем к вертикальной оси δ опоры положении. Приведенная формула для диаметра шарика справедлива в случае сжатия шарика с горизонтальной плоскостью и определяет диаметр шарика с запасом, так как не учитывает вогнутые поверхности желобов опорных плит.

При повороте тележки с одновременным относом в поперечном направлении шарики занимают промежуточное положение и возвращающая сила направлена в соответствии с занимаемыми образующими конусов. Она геометрически разлагается на возвращающую силу по повороту и возвращающую силу по относу в поперечном направлении.

Сила трения при контакте шариков с пластинами обоймы практически не создает сопротивлений качению шариков. Пластины обоймы располагаются горизонтально при накатывании шариков.

Предлагаемая опора не имеет трения скольжения в поперечном направлении. В качестве материала шариков и опорных плит используется подшипниковая сталь. При изготовлении данной опоры используется опыт подшипникостроения.

При конических углублениях возвращающая сила предлагаемой опоры постоянна и не зависит от величины относительного перемещения опорных плит. В случае применения сферических углублений она повышается с увеличением относительного перемещения опорных плит.

Похожие патенты RU2229994C2

название год авторы номер документа
БОКОВАЯ СКОЛЬЗЯЩАЯ ОПОРА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 1993
  • Цыкин Павел Кузьмич
  • Исаева Нина Алексеевна
RU2062725C1
РОЛИКОВАЯ ОПОРА ТЕПЛОВОЗА 1999
  • Цыкин П.К.
  • Крюков А.Д.
RU2168433C2
Опора кузова железнодорожного транспортного средства на тележку 1988
  • Агешин Александр Сергеевич
  • Еляшевич Александр Владимирович
  • Булычева Татьяна Владимировна
SU1558748A1
Опора кузова железнодорожного транспортного средства на тележку 1981
  • Кузнецов Александр Васильевич
  • Червова Лидия Васильевна
  • Бондаренко Леонид Маркович
SU962070A1
Опора кузова рельсового транспортного средства 1990
  • Никитин Сергей Викторович
  • Фокин Юрий Иосифович
  • Алисевич Галина Людвиговна
  • Сорокин Игорь Владимирович
SU1751018A1
Боковая опора кузова локомотива на тележку 1975
  • Березин Василий Витальевич
  • Григорьев Николай Иванович
  • Добрынин Лев Константинович
  • Кокорев Артем Иванович
  • Петров Александр Владимирович
  • Сорочкин Эммануил Меерович
SU539798A1
БОКОВАЯ ОПОРА РАМЫ КУЗОВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 1994
  • Цыкин П.К.
  • Крюков А.Д.
  • Исаева Н.А.
RU2130395C1
Сочленение тележки с кузовом железнодорожного транспортного средства 1986
  • Иваницкий Руслан Палладиевич
  • Моргунов Николай Александрович
SU1414693A1
Устройство связи кузова локомотива с тележкой 1982
  • Литвинов Алексей Тимофеевич
  • Петров Александр Владимирович
  • Цейтлин Ефим Лазаревич
  • Могильная Тамара Павловна
SU1065273A1
ОПОРА КУЗОВА НА СРЕДНЮЮ ТЕЛЕЖКУ ТРЕХТЕЛЕЖЕЧНОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ЭКИПАЖА 1995
  • Добрынин Л.К.
  • Березин В.В.
  • Кокорев А.И.
  • Кодинцев И.Ф.
  • Липчук Н.А.
  • Мещерин Ю.В.
  • Потехин В.В.
  • Спиров А.В.
  • Тучков В.С.
RU2078003C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 229 994 C2

Реферат патента 2004 года ОПОРА КАЧЕНИЯ КУЗОВА ТЕПЛОВОЗА

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции опоры кузова тепловоза. Опора качения кузова тепловоза содержит верхнюю и нижнюю опорные плиты с обращенными к друг другу наклонными поверхностями. На каждой опорной плите имеются три конических или сферических углубления и шарики, установленные в центрах указанных углублений с возможностью образования равностороннего треугольника. Шарики заключены в общую обойму, состоящую из двух соединенных вместе горизонтальных пластин, охватывающих шарики. Технический результат заключается в устранении в опоре силы трения скольжения как при повороте тележки, так и при поперечном перемещении тележки относительно кузова в кривых участках пути. 4 ил.

Формула изобретения RU 2 229 994 C2

Опора качения кузова тепловоза, содержащая верхнюю и нижнюю опорные плиты с обращенными друг к другу наклонными поверхностями, отличающаяся тем, что имеет на каждой опорной плите три конических или сферических углубления и шарики, установленные в центрах указанных углублений с возможностью образования равностороннего треугольника и заключенные в общую обойму, состоящую из двух соединенных вместе горизонтальных пластин, охватывающих шарики.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2004 года RU2229994C2

Боковая опора кузова локомотива на тележку 1977
  • Березин Василий Витальевич
  • Голубятников Станислав Михайлович
  • Григорьев Николай Иванович
  • Добрынин Лев Константинович
  • Кокорев Артемий Иванович
  • Петров Александр Владимирович
  • Пузанов Виктор Андреевич
  • Филонов Степан Павлович
SU672087A2
US 4080016, 21.03.1978
US 3502379, 24.03.1970
Опора кузова на тележку транспортного средства 1977
  • Сохранный Федор Васильевич
SU1133152A1

RU 2 229 994 C2

Авторы

Цыкин П.К.

Григорьев С.Г.

Даты

2004-06-10Публикация

2000-12-04Подача