УЗЕЛ ЛЮЛЕЧНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ КУЗОВА К ТЕЛЕЖКЕ ХОДОВОЙ ЧАСТИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2004 года по МПК B61F5/02 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности, к устройствам, предназначенным для соединения рам и кузовов с тележками ходовой части единиц подвижного состава.

Известен узел люлечного подвешивания кузова железнодорожного транспортного средства, содержащий стержень и расположенные по его обоим концам шаровые шарнирные соединения (RU 2097234 С1, 27.11.97).

Однако известная конструкция не обеспечивает высокую надежность, поскольку в процессе эксплуатации при высоких динамических нагрузках на узел, превышающих 70 кН, происходит повышенный износ шаровых шарнирных соединений, при этом в узле возникает вибрация, которая, в свою очередь, увеличивает износ.

Известен также узел люлечного подвешивания кузова к тележке ходовой части железнодорожного транспортного средства, содержащий, как и заявленный, соосно расположенные стержень с шейкой и хвостовиком и крепежной гайкой, установленной на хвостовике, нижний шарнир, связывающий стержень с кузовом через присоединительный узел, верхний шарнир, связывающий стержень с тележкой ходовой части через стыковочный узел, и спиральную цилиндрическую пружину (SU 199920 А, 19.10.1973).

В этой конструкции шарнирное соединение, которое подвержено наиболее частому выходу из строя, чем другие элементы узла, выполнено в форме взаимно перпендикулярных призматических элементов, входящих своими цилиндрическими выступами в соответствующие пазы промежуточного элемента. При этом радиус кривизны пазов превышает радиус кривизны цилиндрических выступов призматических элементов. При независимых угловых перемещениях тележки и кузова в плане пути, возникает повышенный износ паза в процессе скольжения и качения по нему соответствующего выступа, имеющего меньший радиус кривизны профиля. Кроме того, в изношенной паре (паз - выступ) возникают вибрационные процессы, передающиеся на стержень и увеличивающие износ всего узла. Такие шарнирные соединения применяются в настоящее время в узлах люлечного подвешивания кузовов локомотивов.

Задача настоящего изобретения заключалась в разработке конструкции узла люлечного подвешивания кузова, преимущественно для локомотива, которая обеспечивает повышение эксплуатационной надежности.

Указанный технический результат достигается тем, что узел люлечного подвешивания кузова к тележке ходовой части железнодорожного транспортного средства, содержащий соосно расположенные стержень с шейкой и хвостовиком и крепежной гайкой, установленной на резьбе хвостовика, нижний шарнир, связывающий стержень с кузовом через присоединительный узел, верхний шарнир, связывающий стержень с тележкой ходовой части через стыковочный узел, и спиральную цилиндрическую пружину, согласно изобретению, узел люлечного подвешивания снабжен цилиндрической втулкой, цилиндрической центрирующей гильзой, центрирующей опорной шайбой, опорой присоединительного узла и подкладной шайбой, установленной под крепежную гайку. На противоположном хвостовику конце стержня выполнена цилиндрическая цапфа, а на торце цапфы выполнен цилиндрический центрирующий поясок и упорный буртик с конической опорной поверхностью. Втулка коаксиально жестко закреплена на цапфе. На торце гильзы выполнен кольцевой цилиндрический выступ с образованием плоской опорной поверхности, а на торцевой части выступа выполнена центрирующая выемка с образованием плоской стыковочной поверхности. Гильза установлена коаксиально на втулке с возможностью осевого перемещения по наружной поверхности последней. На торце опорной шайбы выполнена центрирующая выемка с образованием плоской опорной поверхности. Центральное отверстие опорной шайбы имеет коническую опорную поверхность, сопряженную с цилиндрической центрирующей поверхностью. При этом коническая опорная поверхность отверстия взаимодействует с конической опорной поверхностью упорного буртика цапфы, а цилиндрическая поверхность отверстия опорной шайбы взаимодействует с поверхностью цилиндрического центрирующего пояска цапфы. Каждый из шарниров состоит из крестовины и верхней и нижней вилок, соединенных между собой крестовиной, В крестовине выполнено центральное отверстие. Каждая вилка снабжена фланцем с центральным отверстием. На торце фланца выполнен кольцевой центрирующий буртик с образованием стыковочной поверхности. В опоре выполнено центральное отверстие, а на торцевой поверхности центрирующая выборка с образованием плоской стыковочной поверхности. Пружина коаксиально установлена на гильзе с упором конечных витков соответственно в опорную поверхность цилиндрического выступа гильзы и в опорную поверхность центрирующей выемки опорной шайбы. Стыковочная поверхность кольцевого центрирующего буртика фланца верхней вилки верхнего шарнира контактирует со стыковочной поверхностью центрирующей выемки упорного буртика гильзы, а стыковочная поверхность кольцевого центрирующего буртика фланца нижней вилки верхнего шарнира контактирует со стыковочной поверхностью стыковочного узла. Стыковочная поверхность кольцевого центрирующего буртика фланца нижней вилки нижнего шарнира контактирует с торцевой поверхностью подкладной шайбы, а стыковочная поверхность кольцевого центрирующего буртика фланца верхней вилки нижнего шарнира взаимодействует со стыковочной поверхностью опоры присоединительного узла.

Кроме того, в сопряжениях между цапфой и шейкой и между хвостовиком и шейкой могут быть выполнены галтели.

Предусмотрено, чтобы угол наклона центральной оси стержня к вертикали находился в пределах 14-18°.

Целесообразно, чтобы на шипы крестовины были установлены втулки из антифрикционного материала.

Наряду с этим рекомендуется, что узел может быть снабжен регулировочными прокладками, установленными между опорной поверхностью цилиндрического выступа гильзы и опорной поверхностью пружины.

На чертеже изображен в разрезе общий вид узла люлечного подвешивания кузова к тележке ходовой части локомотива.

Узел люлечного подвешивания кузова к тележке ходовой части железнодорожного транспортного средства содержит соосно расположенные стержень (1) с шейкой и хвостовиком с резьбой и установленной на хвостовике крепежной гайкой (2) с внутренней цилиндрической резьбой, взаимодействующей с резьбой хвостовика, нижний шарнир (3), связывающий стержень с кузовом (4) через присоединительный узел, верхний шарнир (5), связывающий стержень с тележкой (6) ходовой части через стыковочный узел, и спиральную цилиндрическую пружину (7). При этом узел люлечного подвешивания кузова (4) снабжен цилиндрической втулкой (8), цилиндрической центрирующей гильзой (9), центрирующей опорной шайбой (10), опорой (11) присоединительного узла и подкладной шайбой (12), установленной под крепежную гайку (2). На противоположном хвостовику конце стержня (1) выполнена цилиндрическая цапфа (13). Причем шейка имеет диаметр меньший, чем диаметр цапфы и хвостовика. На торце цапфы выполнен цилиндрический центрирующий поясок и упорный буртик с конической опорной поверхностью под опорную шайбу (10). Втулка коаксиально жестко закреплена на цапфе (13). На торце гильзы (9) выполнен кольцевой цилиндрический выступ (14) с образованием плоской опорной поверхности под пружину (7), а на торцевой части выступа (упора) выполнена центрирующая выемка с образованием плоской стыковочной поверхности. Гильза (9) установлена коаксиально на втулке (8) с возможностью осевого перемещения по наружной поверхности последней. На торце опорной шайбы (10) выполнена центрирующая выемка с образованием плоской опорной поверхности под пружину (7). Центральное отверстие опорной шайбы имеет коническую опорную поверхность, сопряженную с цилиндрической центрирующей поверхностью отверстия. При этом коническая опорная поверхность отверстия опорной шайбы (10) взаимодействует с конической опорной поверхностью упорного буртика цапфы (13), а цилиндрическая центрирующая поверхность отверстия опорной шайбы взаимодействует с кольцевой поверхностью цилиндрического центрирующего пояска цапфы. Каждый из шарниров состоит из крестовины (15) и верхней и нижней вилок, соединенных между собой крестовиной. В крестовине выполнено центральное отверстие. Каждая вилка снабжена фланцем (16) с центральным отверстием. На торце фланца выполнен кольцевой центрирующий буртик с образованием стыковочной поверхности. В опоре выполнено центральное отверстие, а на торцевой поверхности центрирующая выборка с образованием плоской стыковочной поверхности. Центральные отверстия, выполненные в крестовинах, фланцах и в опоре, необходимы для коаксиальной установки (монтажа) стержня соответственно в шарнирах и опоре. Пружина (7) коаксиально установлена на гильзе (9) с упором конечных витков соответственно в опорную поверхность кольцевого цилиндрического выступа (14) гильзы и в опорную поверхность центрирующей выемки опорной шайбы (10). Стыковочная поверхность кольцевого центрирующего буртика фланца верхней вилки верхнего шарнира контактирует со стыковочной поверхностью центрирующей выемки упорного буртика (14) гильзы (13), а стыковочная поверхность кольцевого центрирующего буртика фланца нижней вилки верхнего шарнира контактирует с стыковочной поверхностью стыковочного узла. Стыковочная поверхность кольцевого центрирующего буртика фланца нижней вилки нижнего шарнира контактирует с торцевой поверхностью подкладной шайбы (12), а стыковочная поверхность кольцевого центрирующего буртика фланца верхней вилки нижнего шарнира взаимодействует со стыковочной поверхностью присоединительного узла через опору (11). Кроме того, в сопряжениях между цапфой и шейкой и между хвостовиком и шейкой могут быть выполнены галтели. Угол наклона центральной оси стержня к вертикали должен находиться в пределах 14-18°. Целесообразно, чтобы на шипы крестовины были установлены втулки из антифрикционного материала. Предусмотрено также, что узел люлечного подвешивания кузова может быть снабжен регулировочными прокладками, установленными между опорной поверхностью цилиндрического выступа (14) гильзы (9) и опорной поверхностью пружины (7).

Узел люлечного подвешивания кузова работает следующим образом. При угловых относительных перемещениях кузова и тележки в плане пути нагрузка кузова передается через нижний шарнир на стержень и от стержня через опорную шайбу, пружину, гильзу и нижний шарнир на тележку. При этом шарниры соединения обеспечивают отклонение стержня на определенный угол, а установка пружины и гильзы позволяет кузову совершать колебательные движения.

Высокая эксплуатационная надежность предлагаемого узла определяется конструктивным выполнением шарниров и их связями с другими элементами конструкции. В трущихся парах шарниров, по сравнению с известными конструкциями, возникают небольшие контактные напряжения, а передача нагрузки, действующей под углом к опорной поверхности, происходит без качения. Это в свою очередь и приводит к малому износу не только в шарнирах, но и в других сопряженных конструктивных элементах узла, например в трущейся паре втулка-гильза. Кроме того, предложенная конструкция, наряду с возможностью перемещения кузова относительно тележки позволяет обеспечить жесткую связь нижнего шарнира с кузовом, а верхнего шарнира - с тележкой и таким образом улучшить кинематику работы узла, что также снижает износы в элементах конструкции и, следовательно, повышает эксплутационную надежность.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности, к устройствам, предназначенным для соединения рам и кузовов с тележками ходовой части единиц подвижного состава. Узел люлечного подвешивания снабжен цилиндрической втулкой, цилиндрической центрирующей гильзой, центрирующей опорной шайбой, опорой присоединительного узла и подкладной шайбой, установленной под крепежную гайку. На противоположном хвостовику конце стержня выполнена цилиндрическая цапфа, а на торце цапфы выполнен цилиндрический центрирующий поясок и упорный буртик с конической опорной поверхностью. Втулка коаксиально жестко закреплена на цапфе. На торце гильзы выполнен кольцевой цилиндрический выступ, а на торцевой части выступа выполнена центрирующая выемка. Гильза установлена коаксиально на втулке. На торце опорной шайбы выполнена центрирующая выемка. Центральное отверстие опорной шайбы имеет коническую опорную поверхность, сопряженную с цилиндрической центрирующей поверхностью. При этом коническая опорная поверхность отверстия взаимодействует с конической опорной поверхностью упорного буртика цапфы, а цилиндрическая поверхность отверстия опорной шайбы взаимодействует с поверхностью цилиндрического центрирующего пояска цапфы. Каждый из шарниров состоит из крестовины и верхней и нижней вилок, соединенных между собой крестовиной. Каждая вилка снабжена фланцем, на котором выполнен кольцевой центрирующий буртик. На торцевой поверхности опоры выполнена центрирующая выборка с образованием плоской стыковочной поверхности. Пружина коаксиально установлена на гильзе с упором конечных витков соответственно в опорную поверхность цилиндрического выступа гильзы и в опорную поверхность центрирующей выемки опорной шайбы. Стыковочная поверхность кольцевого центрирующего буртика фланца верхней вилки верхнего шарнира контактирует со стыковочной поверхностью центрирующей выемки упорного буртика гильзы, а стыковочная поверхность кольцевого центрирующего буртика фланца нижней вилки верхнего шарнира контактирует со стыковочной поверхностью стыковочного узла. Стыковочная поверхность кольцевого центрирующего буртика фланца нижней вилки нижнего шарнира контактирует с торцевой поверхностью подкладной шайбы, а стыковочная поверхность кольцевого центрирующего буртика фланца верхней вилки нижнего шарнира взаимодействует со стыковочной поверхностью опоры присоединительного узла. Технический результат - повышение эксплуатационной надежности. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Узел люлечного подвешивания кузова к тележке ходовой части железнодорожного транспортного средства, содержащий соосно расположенные стержень с шейкой и хвостовиком и крепежной гайкой, установленной на резьбе хвостовика, нижний шарнир, связывающий стержень с кузовом через присоединительный узел, верхний шарнир, связывающий стержень с тележкой ходовой части через стыковочный узел, и спиральную цилиндрическую пружину, отличающийся тем, что узел люлечного подвешивания снабжен цилиндрической втулкой, цилиндрической центрирующей гильзой, центрирующей опорной шайбой, опорой присоединительного узла и подкладной шайбой, установленной под крепежную гайку, на противоположном хвостовику конце стержня выполнена цилиндрическая цапфа, на торце цапфы выполнен цилиндрический центрирующий поясок и упорный буртик с конической опорной поверхностью, втулка коаксиально жестко закреплена на цапфе, на торце гильзы выполнен кольцевой цилиндрический выступ с образованием плоской опорной поверхности, а на торцевой части выступа выполнена центрирующая выемка с образованием плоской стыковочной поверхности, гильза установлена коаксиально на втулке с возможностью осевого перемещения по наружной поверхности последней, на торце опорной шайбы выполнена центрирующая выемка с образованием плоской опорной поверхности, центральное отверстие опорной шайбы имеет коническую опорную поверхность, сопряженную с цилиндрической центрирующей поверхностью, при этом коническая опорная поверхность отверстия взаимодействует с конической опорной поверхностью упорного буртика цапфы, а цилиндрическая поверхность отверстия опорной шайбы взаимодействует с поверхностью цилиндрического центрирующего пояска цапфы, каждый из шарниров состоит из крестовины и верхней и нижней вилок, соединенных между собой крестовиной, в крестовине выполнено центральное отверстие, каждая вилка снабжена фланцем с центральным отверстием, на торце фланца выполнен кольцевой центрирующий буртик с образованием стыковочной поверхности, в опоре выполнено центральное отверстие, а на торцевой поверхности - центрирующая выборка с образованием плоской стыковочной поверхности, пружина коаксиально установлена на гильзе с упором конечных витков соответственно в опорную поверхность цилиндрического выступа гильзы и в опорную поверхность центрирующей выемки опорной шайбы, стыковочная поверхность кольцевого центрирующего буртика фланца верхней вилки верхнего шарнира контактирует со стыковочной поверхностью центрирующей выемки упорного буртика гильзы, а стыковочная поверхность кольцевого центрирующего буртика фланца нижней вилки верхнего шарнира контактирует со стыковочной поверхностью стыковочного узла, стыковочная поверхность кольцевого центрирующего буртика фланца нижней вилки нижнего шарнира контактирует с торцевой поверхностью подкладной шайбы, а стыковочная поверхность кольцевого центрирующего буртика фланца верхней вилки нижнего шарнира взаимодействует со стыковочной поверхностью опоры присоединительного узла.2. Узел по п.1, отличающийся тем, что в сопряжениях между цапфой и шейкой и между хвостовиком и шейкой выполнены галтели.3. Узел по п.1 или 2, отличающийся тем, что угол наклона центральной оси стержня к вертикали составляет от 14 до 18°.4. Узел по п.3, отличающийся тем, что на шипы крестовины установлены втулки из антифрикционного материала.5. Узел по п.4, отличающийся тем, что узел снабжен регулировочными прокладками, установленными между опорной поверхностью цилиндрического выступа гильзы и опорной поверхностью пружины.