БОКОВАЯ ОПОРА КУЗОВА ВАГОНА НА ТЕЛЕЖКУ Российский патент 2007 года по МПК B61F5/14 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается устройств соединения тележки с кузовом грузовых вагонов.

Известна боковая опора кузова вагона на тележку, в которой надрессорная балка опирается через пружины рессорного подвешивания на боковые рамы, на раме кузова закреплены верхние, а на надрессорной балке - нижние части боковых опор в виде скользунов, между которыми имеется зазор [1]. Данное сопряжение используется на вагонных тележках типа ЦНИИ-ХЗ.

Недостатком известного устройства является то, что вагон имеет неудовлетворительные показатели динамики, связанные с наличием зазоров в скользунах, вследствие чего конструкционная скорость вагонов на таких тележках ограничена.

Известна боковая опора кузова вагона на тележку, в которой надрессорная балка тележки опирается через пружины рессорного подвешивания на боковые рамы, на раме кузова закреплен верхний корпус боковой опоры, имеющий плоскую рабочую поверхность, а на надрессорной балке установлен корпус боковой опоры с роликами, причем нижний корпус боковой опоры через ролик поджат упругими элементами к верхнему корпусу боковой опоры с плоской рабочей поверхностью [2]. Применение такой конструкции улучшает вписывание экипажа в кривые участки пути.

Недостатком известной конструкции является то, что она приводит к повышенным колебаниям виляния на прямых участках пути вследствие недостаточного демпфирующего момента. Кроме того, при увеличении загрузки вагона демпфирующий момент не увеличивается, что необходимо для улучшения показателей горизонтальной динамики.

Известна также боковая опора кузова вагона, принятая за прототип, в которой надрессорная балка тележки опирается через пружины рессорного подвешивания на боковые рамы, на раме кузова закреплен верхний корпус боковой опоры, имеющий плоскую рабочую поверхность соприкосновения с нижним корпусом боковой опоры, установленным на тележке, каждый нижний корпус боковой опоры установлен в сквозном направляющем гнезде надрессорной балки тележки и оперт через упругий элемент на боковую раму тележки, рабочая поверхность нижнего корпуса боковой опоры выполнена плоской в виде скользуна с накладкой из фрикционного материала, плоская рабочая поверхность средней части верхнего корпуса боковой опоры, выполненная в виде скользуна, по краям верхнего корпуса в продольной оси тележки плоская рабочая поверхность сопряжена с его наклонной поверхностью для вкатывания на один из двух роликов при повороте тележки, причем ролики размещены на надрессорной балке на равном расстоянии от плоской поверхности верхнего корпуса вдоль продольной оси тележки, верхние части роликов расположены выше рабочей поверхности скользуна нижнего корпуса боковой опоры, между верхними частями роликов и наклонной поверхностью верхнего корпуса боковой опоры выполнены зазоры [3]. Применение такой конструкции улучшает ходовые качества вагона благодаря демпфирующему моменту, пропорциональному загрузке вагона и уменьшению этого момента на кривых участках пути вследствие вкатывания ролика на наклонную или плоскую поверхность скользуна и размыкания соприкасающихся рабочих поверхностей скользунов.

Недостатком известной конструкции является отсутствие демпфирования колебаний боковой качки кузова вагона относительно надрессорных балок вследствие отсутствия демпфера, гасящего эти колебания.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности работы боковых опор кузова вагона на тележки благодаря демпфированию колебаний боковой качки кузова вагона относительно надрессорных балок.

Указанный технический результат достигается тем, что боковая опора кузова вагона на тележку, содержащая верхний корпус боковой опоры, закрепленный на раме кузова вагона и имеющий плоскую рабочую поверхность соприкосновения с нижним корпусом боковой опоры, установленным на тележке, включающим в себя ролики, нижний корпус боковой опоры установлен в сквозном направляющем гнезде надрессорной балки и оперт через упругие элементы на боковую раму тележки, рабочая поверхность нижнего корпуса боковой опоры выполнена плоской в виде скользуна с накладкой из фрикционного материала, плоская рабочая поверхность средней части верхнего корпуса боковой опоры выполнена в виде скользуна, а по краям верхнего корпуса в продольной оси тележки плоская рабочая поверхность сопряжена с его наклонными поверхностями для вкатывания на один из двух роликов при повороте тележки, причем ролики размещены на надрессорной балке на равном расстоянии от плоской поверхности верхнего корпуса вдоль продольной оси тележки, верхние части роликов расположены выше рабочей поверхности скользуна нижнего корпуса боковой опоры с фрикционной накладкой, между верхними частями роликов и наклонной поверхностью верхнего корпуса боковой опоры выполнены зазоры, нижний корпус боковой опоры включает фрикционный демпфер, состоящий из фрикционных клиньев, прижатых внешними цилиндрическими поверхностями к цилиндрической поверхности направляющего гнезда корпуса, внутри фрикционных клиньев расположен нажимной элемент, опирающийся на фрикционные клинья через плоские опорные поверхности в виде пирамиды, на нажимной элемент оперта крышка корпуса, взаимодействующая с верхним корпусом боковой опоры, благодаря чему на прямом пути возникает демпфирование от трения нижнего и верхнего скользунов, пропорциональное загрузке вагона, на кривых скользуны размыкаются, улучшая вписывание, фрикционный демпфер гасит колебания боковой качки кузова вагона относительно надрессорных балок.

На фиг.1 изображено сечение соединения тележки с кузовом грузового вагона вертикальной поперечной плоскостью, проходящей через центры пяты и боковых опор; на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1; на фиг. 3 - сечение по Б-Б на фиг.2.

Боковая опора кузова на тележку (фиг.1 - 3) состоит из верхнего корпуса 1 боковой опоры, закрепленного на раме кузова 2 вагона и имеющая плоскую рабочую поверхность 3 соприкосновения с нижним корпусом 4 боковой опоры, установленном на тележке, включающим в себя ролики 5, нижний корпус 4 боковой опоры установлен в сквозном направляющем гнезде 6 надрессорной балки 7 и оперт через упругий элемент 8 на боковую раму 9 тележки, рабочая поверхность нижнего корпуса 4 боковой опоры выполнена плоской в виде скользуна 10 с накладкой 11 из фрикционного материала. При этом плоская рабочая поверхность 3 средней части верхнего корпуса 1 боковой опоры выполнена в виде скользуна, а по краям верхнего корпуса в продольной оси тележки плоская рабочая поверхность 3 сопряжена с его наклонными поверхностями 12 для вкатывания на один из двух роликов 5 при повороте тележки, причем ролики 5 размещены на надрессорной балке 7 на равном расстоянии от плоской поверхности 3 верхнего корпуса 1 вдоль продольной оси тележки. Верхние части роликов 5 расположены выше рабочей поверхности скользуна 10 нижнего корпуса 4 боковой опоры с фрикционной накладкой 11. Между верхними частями роликов 5 и наклонными поверхностями 12 верхнего корпуса 1 боковой опоры выполнены зазоры δ. Нижний корпус 4 боковой опоры включает фрикционный демпфер 13, состоящий из фрикционных клиньев 14, прижатых внешними цилиндрическими поверхностями 15 к цилиндрической поверхности 16 гнезда 6 корпуса 4. Внутри фрикционных клиньев 14 расположен нажимной элемент 17, опирающийся на фрикционные клинья 14 через плоские опорные поверхности 18 в виде пирамиды, на нажимной элемент 17 оперта крышка 19 корпуса 4, верхняя поверхность 10 которой выполнена в виде скользуна 10 с расположенной на ней накладкой 11 из фрикционного материала, взаимодействующая с верхним корпусом 1 боковой опоры.

Боковая опора работает следующим образом.

При движении вагона в порожнем состоянии по прямым участкам пути демпфирующий момент, препятствующий интенсивному вилянию тележек относительно кузова, создается за счет трения между рабочими поверхностями верхнего 3 и нижнего 10 скользунов, оптимальная его величина определяется сжатием упругого элемента 8 и коэффициентом трения скользунов 3 и 10. При этом перемещение нижнего корпуса 4 боковой опоры относительно верхнего корпуса 1 боковой опоры от среднего положения при влиянии тележки в прямых участках пути происходит в пределах зазоров δ (фиг.2). В загруженном состоянии вагона надрессорная балка 7 опускается, упругий элемент 8 сжимается, вследствие чего увеличивается сила нажатия на рабочие поверхности скользунов 3 и 10, возрастает демпфирующий момент, что обеспечит эффективное гашение колебаний загруженного вагона.

В кривых участках пути при повороте тележки и смещении нижнего скользуна 10 корпуса 4 относительно верхнего корпуса 1 на величину, большую δ (фиг.2), зазор δ между роликом 5 и наклонной поверхностью 12 выбирается. При дальнейшем повороте тележки наклонная поверхность 12 верхнего корпуса 1 боковой опоры продолжает перекатываться по ролику 5, при этом происходит размыкание рабочих поверхностей скользунов 10 и 3 нижнего 4 и верхнего 1 корпусов боковой опоры. При попадании плоской рабочей поверхности 3 верхнего корпуса 1 боковой опоры на ролик 5 обеспечивается постоянство низкого момента, препятствующего повороту тележки вагона в кривых участках пути. Под действием непогашенной силы в кривых и боковых сил, возникающих при колебаниях виляния на прямом пути возникает боковая качка кузова относительно надрессорной балки 7 тележки в пределах свободных или упругих зазоров в боковых опорах кузова вагона. В данном конструктивном решении при возникновении боковой силы верхний корпус 1 нажимает крышку 19 корпуса 4 через фрикционную накладку 11 на нажимной элемент 17, который распирает фрикционные клинья 14 через плоские опорные поверхности 18 в виде пирамиды, фрикционные клинья 14 прижимаются внешними цилиндрическими поверхностями 15 к цилиндрической поверхности 16 корпуса 4, в результате чего возникает сила трения, демпфирующая колебания боковой качки кузова вагона относительно надрессорной балки 7.

Источники информации

1. Вагоны. /Под ред. Л.А.Шадура. М.: Транспорт, 1980, с.182, рис.VIII.8.

2. Пранов А.А., Шенаурин А.А. Комплексная модернизация двухосной тележки модели 18-100. Журнал «Тяжелое машиностроение» 2000 г., № 10.

3. Патент RU 2229400 С2, В61F 5/14, 2004 г.

Боковая опора кузова вагона на тележку содержит верхний корпус (1), закрепленный на раме кузова вагона и имеющий плоскую рабочую поверхность соприкосновения с нижним корпусом (4), установленным на тележке, включающим в себя ролики (5). Нижний корпус установлен в надрессорной балке и оперт через упругие элементы на боковую раму тележки. Рабочая поверхность нижнего корпуса выполнена плоской в виде скользуна (10) с фрикционной накладкой (11). Плоская рабочая поверхность верхнего корпуса выполнена в виде скользуна. По краям верхнего корпуса плоская рабочая поверхность сопряжена с его наклонными поверхностями (12). Верхние части роликов расположены выше рабочей поверхности скользуна нижнего корпуса. Между верхними частями роликов и наклонной поверхностью верхнего корпуса выполнены зазоры. Нижний корпус включает фрикционный демпфер (13) из клиньев (14), прижатых к цилиндрической поверхности (16) направляющего гнезда (6) корпуса. Внутри клиньев расположен нажимной элемент, опирающийся на них через плоские опорные поверхности в виде пирамиды. На нажимной элемент оперта крышка корпуса, взаимодействующая с верхним корпусом. Демпфируются колебания боковой качки кузова вагона относительно надрессорных балок. 3 ил.

Боковая опора кузова вагона на тележку, содержащая верхний корпус боковой опоры, закрепленный на раме кузова вагона и имеющий плоскую рабочую поверхность соприкосновения с нижним корпусом боковой опоры, установленным на тележке, включающим в себя ролики, нижний корпус боковой опоры установлен в сквозном направляющем гнезде надрессорной балки и оперт через упругий элемент на боковую раму тележки, рабочая поверхность нижнего корпуса боковой опоры выполнена плоской в виде скользуна с накладкой из фрикционного материала, плоская рабочая поверхность средней части верхнего корпуса боковой опоры выполнена в виде скользуна, а по краям верхнего корпуса в продольной оси тележки плоская рабочая поверхность сопряжена с его наклонными поверхностями для вкатывания на один из двух роликов при повороте тележки, причем ролики размещены на надрессорной балке на равном расстоянии от плоской поверхности верхнего корпуса боковой опоры вдоль продольной оси тележки, верхние части роликов расположены выше рабочей поверхности скользуна нижнего корпуса боковой опоры с фрикционной накладкой, между верхними частями роликов и наклонными поверхностями верхнего корпуса боковой опоры выполнены зазоры, отличающаяся тем, что нижний корпус боковой опоры включает фрикционный демпфер, состоящий из фрикционных клиньев, прижатых внешними цилиндрическими поверхностями к цилиндрической поверхности направляющего гнезда корпуса, внутри фрикционных клиньев расположен нажимной элемент, опирающийся на фрикционные клинья через плоские опорные поверхности в виде пирамиды, на нажимной элемент оперта крышка корпуса, взаимодействующая с верхним корпусом боковой опоры.