БУКСОВОЕ РЕССОРНОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2008 года по МПК B61F5/30 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к грузовым, пассажирским и маневровым электровозам и тепловозам, а также к пассажирским, грузовым и специальным вагонам, и касается конструкции их рессорного подвешивания.

Известно буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства, содержащее колесные пары с буксами, на кронштейны которых, расположенные слева и справа от колесной пары, установлены комплекты пружин, состоящие из наружных пружин правой навивки и внутренних пружин левой навивки, на которые опирается рама тележки или кузов железнодорожного транспортного средства (Конструкция и динамика тепловозов. Под редакцией Иванова В.Н. "Транспорт", 1974, 336 с.).

Недостатками такой конструкции являются большие габариты рессорного подвешивания и буксовых кронштейнов, большая металлоемкость пружин и букс, высокая не обрессоренная масса колесной пары, низкие динамические качества, перекос рам тележек относительно кузова или рамы железнодорожного транспортного средства и перекос колесных пар с буксами относительно рам тележек, создаваемые неуравновешенными торцовыми моментами комплектов пружин, возникающими при их нагружении, приводящими к износам подшипниковых узлов, колесных пар и их бандажей особенно при малой продольной жесткости колесных пар локомотивов с радиальной установкой их осей. Большая неравномерность распределения веса железнодорожного транспортного средства по его отдельным колесам (до 5% по левым и правым колесам), вызванная различными смещениями точек приложения нагрузок, передаваемых пружинами на тележки относительно их поперечной и продольной осей при применении пружин, опорные витки которых для создания опорных поверхностей сошлифованы на три четверти или менее длины окружности витка, требует дополнительных регулировок осевых нагрузок (например, прокладками), но в процессе эксплуатации эта регулировка может нарушаться при возможных поворотах пружин относительно их вертикальных осей (например, при обслуживании и ремонтах), что приводит к ухудшению динамики, а также к снижению тяговых и тормозных качеств железнодорожных транспортных средств.

Техническим результатом изобретения является снижение габаритов и массы буксового рессорного подвешивания, буксовых кронштейнов и самих букс, устранение неуравновешенных торцевых моментов и как следствие устранение перекоса рам тележек относительно кузова или рамы железнодорожного транспортного средства и перекоса колесных пар с буксами относительно рам тележек, а также устранение неравномерности распределения веса транспортного средства по его отдельным колесам, что приводит к уменьшению износов подшипниковых узлов, осей и бандажей колесных пар, к устранению нарушений в радиальной установке осей колесных пар, к уменьшению или устранению регулировок осевых нагрузок при изготовлении и эксплуатации железнодорожных транспортных средств, к повышению их эксплуатационных качеств.

Технический результат достигается тем, что в буксовом рессорном подвешивании железнодорожного транспортного средства, содержащем колесную пару с буксами, каждая из которых снабжена правым и левым кронштейнами с опорами буксовых пружин, буксовые пружины, опоры буксовых пружин рамы тележки или кузова железнодорожного транспортного средства, на опоры буксовых пружин правого и левого кронштейнов каждой буксы опорами нижних опорных витков симметрично относительно буксы установлены по буксовой пружине на каждый кронштейн, рабочие и опорные витки которой выполнены из пластины или из многослойной пластины, содержащей пластины одинаковых или различных физических свойств, или пустотелого фасонного профиля, в виде плоской спирали, при этом их опорные витки с опорами в свободном состоянии выполнены горизонтально или под углами к горизонту и направлены в одну или в разные стороны, а опорами верхних опорных витков эти пружины симметрично относительно поперечной оси соединены с опорами буксовых пружин рамы тележки или кузова железнодорожного транспортного средства, кроме того, рабочие витки буксовых пружин снабжены фасонными отверстиями или прорезями, кроме того, опорные витки буксовых пружин снабжены фасонными отверстиями, кроме того, рабочие витки буксовых пружин выполнены из пластин переменной толщины, кроме того, опорные витки буксовых пружин выполнены из пластин переменной толщины, и буксовые пружины своими опорами соединены с опорами буксовых пружин буксовых кронштейнов или рамы тележки, или кузова железнодорожного транспортного средства шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно одной или двух, или трех осей.

Такой же технический результат достигается тем, что в буксовом рессорном подвешивании железнодорожного транспортного средства, содержащем колесную пару с буксами, каждая из которых снабжена правым и левым кронштейнами с опорами буксовых пружин, буксовые пружины, опоры буксовых пружин рамы тележки или кузова железнодорожного транспортного средства, на опоры буксовых пружин правого и левого кронштейнов каждой буксы опорами нижних опорных витков симметрично относительно буксы установлены по буксовой пружине на каждый кронштейн, рабочие и опорные витки которой выполнены из пластины или из многослойной пластины, содержащей пластины одинаковых или различных физических свойств, или пустотелого фасонного профиля, в виде плоской спирали, при этом их опорные витки с опорами в свободном состоянии выполнены горизонтально или под углами к горизонту и направлены в одну или в разные стороны, и смещены относительно рабочих витков, а опорами верхних опорных витков эти пружины симметрично относительно поперечной оси соединены с опорами буксовых пружин рамы тележки или кузова железнодорожного транспортного средства, кроме того, рабочие витки буксовых пружин снабжены фасонными отверстиями или прорезями, кроме того, опорные витки буксовых пружин снабжены фасонными отверстиями, кроме того, рабочие витки буксовых пружин выполнены из пластин переменной толщины, кроме того, опорные витки буксовых пружин выполнены из пластин переменной толщины, и буксовые пружины своими опорами соединены с опорами буксовых пружин буксовых кронштейнов или рамы тележки, или кузова железнодорожного транспортного средства шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно одной или двух, или трех осей.

Такой же технический результат достигается тем, что в буксовом рессорном подвешивании железнодорожного транспортного средства, содержащем колесную пару с буксами, каждая из которых снабжена правым и левым кронштейнами с опорами буксовых пружин, буксовые пружины, опоры буксовых пружин рамы тележки или кузова железнодорожного транспортного средства, на опоры буксовых пружин правого и левого кронштейнов каждой буксы опорами нижних опорных витков симметрично относительно буксы установлены по буксовой пружине на каждый кронштейн, рабочие и опорные витки которой выполнены из пластины или из многослойной пластины, содержащей пластины одинаковых или различных физических свойств, или пустотелого фасонного профиля, в виде плоской спирали, при этом их опорные витки с опорами в свободном состоянии выполнены горизонтально или под углами к горизонту и направлены в одну или в разные стороны, при этом опоры верхних опорных витков пружин левого и правого кронштейнов каждой буксы жестко соединены в единую опору, которой они соединены с соответствующей опорой буксовых пружин рамы тележки или кузова железнодорожного транспортного средства, кроме того, верхний виток каждой пружины смещен относительно своего нижнего витка в сторону буксы, кроме того, рабочие витки буксовых пружин снабжены фасонными отверстиями или прорезями, кроме того, опорные витки буксовых пружин снабжены фасонными отверстиями, кроме того, рабочие витки буксовых пружин выполнены из пластин переменной толщины, кроме того, опорные витки буксовых пружин выполнены из пластин переменной толщины, и буксовые пружины своими опорами соединены с опорами буксовых пружин буксовых кронштейнов или рамы тележки, или кузова железнодорожного транспортного средства шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно одной или двух, или трех осей.

Предлагаемое буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства представлено на чертежах, где:

на фиг.1 изображено буксовое рессорное подвешивание в составе трехосной тележки железнодорожного транспортного средства, общий вид;

на фиг.2 изображено буксовое рессорное подвешивание в составе двухосной безрамной тележки, общий вид;

на фиг.3 изображено буксовое рессорное подвешивание, общий вид;

на фиг.4 изображено буксовое рессорное подвешивание из пластин переменной толщины с опорными витками, смещенными относительно рабочих витков, общий вид;

на фиг.5 изображено буксовое рессорное подвешивание из слоеных пластин с опорами верхних опорных витков пружин левого и правого кронштейнов буксы, жестко соединенных в единую опору, которой они соединены с опорой рамы тележки, общий вид;

на фиг.6 изображено сечение А-А на фиг.3;

на фиг.7 изображена пружина буксового рессорного подвешивания в свободном состоянии из пластины фасонного пустотелого профиля, общий вид;

на фиг.8 изображено сечение Б-Б на фиг.7;

на фиг.9 изображена пружина буксового рессорного подвешивания в свободном состоянии из пластины переменной толщины со смещенными опорами, общий вид;

на фиг.10 изображено сечение В-В на фиг.9.

Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства (фиг.1-фиг.10) состоит из колесной пары 1 с буксами 2, снабженными правыми кронштейнами 3 и левыми кронштейнами 4 с опорами буксовых пружин 5, рамы тележки 6, кузова 7, опор буксовых пружин рамы тележки или кузова 8, буксовых пружин 9 с нижними опорными витками 10, верхними опорными витками 11, опор опорных витков 12, рабочих витков пружин 13, пружин со смещенными относительно рабочих витков опорами 14, пружин с верхними опорами, жестко соединенными в единую опору 15, пружин, выполненных из слоеной пластины 16, пружин из пластины пустотелого фасонного профиля 17, буксовых пружин переменной толщины 18, фасонных отверстий пружин 19, прорезей рабочих витков пружин 20, шарниров 21, оси колесной пары 22, колес 23, центрального рессорного подвешивания 24.

Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства работает следующим образом: вес железнодорожного транспортного средства с его кузова 7 передается на центральное рессорное подвешивания 24, с которого он передается на рамы тележек 6, а с них на их опоры буксовых пружин 8, или с кузова 7 непосредственно на его опоры буксовых пружин 8. Далее опорами 8 вес железнодорожного транспортного средства передается непосредственно или через шарниры 21 на опоры 12 или опору 12 верхних опорных витков 11 буксовых пружин 9. Опорными витками 11 вес передается рабочим виткам пружин 13, выполненным в виде плоской спирали, которая при передаче вертикальных нагрузок от витка к витку не создает никаких крутящих моментов в том числе и опорного при передаче веса и других нагрузок от рабочих витков нижним опорным виткам 10. С нижних опорных витков 10 опорами опорных витков 12 непосредственно или через шарниры 21 вес передается на опоры буксовых пружин 5 правого 3 и левого 4 кронштейнов буксы 2. При этом продольные опорные реакции, возникающие на опорах 12 нижних 10 и верхних 11 опорных витках буксовых пружин 9, взаимно гасятся их симметричным расположением относительно буксы 2. Далее с буксовых кронштейнов 3 и 4 корпусом буксы 2 вес передается на ось 22 колесной пары 1, с которой он колесами 23 и передается на рельсы. При этом при движении железнодорожного транспортного средства на его буксах 2 и колесных парах 1 не создается никаких вредных усилий и перемещений ни поступательных, ни вращательных. При этом вертикальные нагрузки передаются строго в соответствии с плоскостью симметрии каждой буксовой пружины и при их симметричном расположении в буксовом рессорном подвешивании они обеспечивают равномерное распределение этих нагрузок по колесам.

Снабжение рабочих витков 13 пружин 9, 14, 15, 16, 17 и 18 фасонными отверстиями 19 или прорезями 20 и их опорных витков 10 и 11 фасонными отверстиями 19 обеспечивает увеличение их податливости с одновременным снижением их металлоемкости.

Выполнение пружин 14 с опорными витками 10 и 11, смещенными относительно их рабочих витков 13, обеспечивает снижение габаритов и металлоемкости буксовых кронштейнов 3 и 4 и буксы 2 в целом.

Выполнение пружин 15 с верхними опорами 12, жестко соединенными в единую опору, обеспечивает увеличение податливости с одновременным снижением металлоемкости буксового рессорного подвешивания.

Выполнение пружин 9, 14, 15, 16, 17 и 18 соответственно из пластин переменной толщины или из многослойной пластины, содержащей пластины одинаковых или различных физических свойств, или из пустотелого фасонного профиля достигается при одновременном выполнении требований по их прочности и податливости. При этом эффект при выполнении пружин из пластин переменной толщины достигается снятием материала в слабо нагруженных местах, при использовании пустотелого фасонного профиля - за счет рационального использования материала в поперечном сечении пластины, а при использовании многослойной пластины из не связанных между собой пластин (например, в виде набора из пластин пружинной стали или (и) пластин титанового сплава) или жестко соединенных между собой пластин различных физических свойств (например, в виде пластины пружинной стали, армированной с двух сторон пластинами титанового сплава или (и) алюминиевого сплава) - за счет максимально эффективного использования поперечного сечения пружины. В последнем примере в срединной стальной пластине за счет разности модулей упругости стали и сплавов (титановых, алюминиевых или других) напряжения будут такими же высокими или выше как и на внешних пластинах, что и обеспечивает эффект.

Все это и приводит к снижению габаритов и массы буксового рессорного подвешивания, буксовых кронштейнов и самих букс, устранению неуравновешенных торцевых моментов и как следствие устранению перекоса рам тележек относительно кузова или рамы железнодорожного транспортного средства и перекоса колесных пар с буксами относительно рам тележек, а также устранению неравномерности распределения веса транспортного средства по его отдельным колесам, что приводит к уменьшению износов подшипниковых узлов, осей и бандажей колесных пар, к устранению нарушений в радиальной установке осей колесных пар, к уменьшению или устранению регулировок осевых нагрузок при изготовлении и эксплуатации железнодорожных транспортных средств, к повышению их эксплуатационных качеств.

Буксовое рессорное подвешивание содержит колесную пару (1) с буксами (2), каждая из которых снабжена правым и левым кронштейнами (3, 4) с опорами буксовых пружин (5), буксовые пружины, опоры буксовых пружин рамы тележки (6) или кузова (7). На опоры буксовых пружин кронштейнов буксы опорами нижних опорных витков симметрично относительно буксы установлены по буксовой пружине (9) на каждый кронштейн. Рабочие и опорные витки пружин выполнены из пластины или из многослойной пластины, содержащей пластины одинаковых или различных физических свойств, или пустотелого фасонного профиля, в виде плоской спирали. Опорные витки пружин с опорами в свободном состоянии выполнены горизонтально или под углами к горизонту и направлены в одну или в разные стороны. Верхние опорные витки пружин левого и правого кронштейнов каждой буксы соединены с соответствующей опорой буксовых пружин рамы тележки или кузова. Снижаются габариты и масса буксового рессорного подвешивания, устраняются неуравновешенные торцевые моменты. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства, содержащее колесную пару с буксами, каждая из которых снабжена правым и левым кронштейнами с опорами буксовых пружин, буксовые пружины, опоры буксовых пружин рамы тележки или кузова железнодорожного транспортного средства, отличающееся тем, что на опоры буксовых пружин правого и левого кронштейнов каждой буксы опорами нижних опорных витков симметрично относительно буксы установлены по буксовой пружине на каждый кронштейн, рабочие и опорные витки которой выполнены из пластины или из многослойной пластины, содержащей пластины одинаковых или различных физических свойств, или пустотелого фасонного профиля, в виде плоской спирали, при этом их опорные витки с опорами в свободном состоянии выполнены горизонтально или под углами к горизонту и направлены в одну или в разные стороны, а опорами верхних опорных витков эти пружины симметрично относительно поперечной оси соединены с опорами буксовых пружин рамы тележки или кузова железнодорожного транспортного средства.2. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.1, отличающееся тем, что рабочие витки буксовых пружин снабжены фасонными отверстиями или прорезями.3. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.2, отличающееся тем, что опорные витки буксовых пружин снабжены фасонными отверстиями.4. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.3, отличающееся тем, что рабочие витки буксовых пружин выполнены из пластин переменной толщины.5. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.4, отличающееся тем, что опорные витки буксовых пружин выполнены из пластин переменной толщины.6. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.5, отличающееся тем, что буксовые пружины своими опорами соединены с опорами буксовых пружин буксовых кронштейнов или рамы тележки или кузова железнодорожного транспортного средства шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно одной или двух, или трех осей.7. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства, содержащее колесную пару с буксами, каждая из которых снабжена правым и левым кронштейнами с опорами буксовых пружин, буксовые пружины, опоры буксовых пружин рамы тележки или кузова железнодорожного транспортного средства, отличающееся тем, что на опоры буксовых пружин правого и левого кронштейнов каждой буксы опорами нижних опорных витков симметрично относительно буксы установлены по буксовой пружине на каждый кронштейн, рабочие и опорные витки которой выполнены из пластины или из многослойной пластины, содержащей пластины одинаковых или различных физических свойств, или пустотелого фасонного профиля, в виде плоской спирали, при этом их опорные витки с опорами в свободном состоянии выполнены горизонтально или под углами к горизонту и направлены в одну или в разные стороны, и смещены относительно рабочих витков, а опорами верхних опорных витков эти пружины симметрично относительно поперечной оси соединены с опорами буксовых пружин рамы тележки или кузова железнодорожного транспортного средства.8. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.7, отличающееся тем, что рабочие витки буксовых пружин снабжены фасонными отверстиями или прорезями.9. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.8, отличающееся тем, что опорные витки буксовых пружин снабжены фасонными отверстиями.10. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.9, отличающееся тем, что рабочие витки буксовых пружин выполнены из пластин переменной толщины.11. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.10, отличающееся тем, что опорные витки буксовых пружин выполнены из пластин переменной толщины.12. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.11, отличающееся тем, что буксовые пружины своими опорами соединены с опорами буксовых пружин буксовых кронштейнов или рамы тележки или кузова железнодорожного транспортного средства шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно одной или двух, или трех осей.13. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства, содержащее колесную пару с буксами, каждая из которых снабжена правым и левым кронштейнами с опорами буксовых пружин, буксовые пружины, опоры буксовых пружин рамы тележки или кузова железнодорожного транспортного средства, отличающееся тем, что на опоры буксовых пружин правого и левого кронштейнов каждой буксы опорами нижних опорных витков симметрично относительно буксы установлены по буксовой пружине на каждый кронштейн, рабочие и опорные витки которой выполнены из пластины или из многослойной пластины, содержащей пластины одинаковых или различных физических свойств, или пустотелого фасонного профиля, в виде плоской спирали, при этом их опорные витки с опорами в свободном состоянии выполнены горизонтально или под углами к горизонту и направлены в одну или в разные стороны, при этом опоры верхних опорных витков пружин левого и правого кронштейнов каждой буксы жестко соединены в единую опору, которой они соединены с соответствующей опорой буксовых пружин рамы тележки или кузова железнодорожного транспортного средства.14. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.13, отличающееся тем, что верхний виток каждой пружины смещен относительно своего нижнего витка в сторону буксы.15. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.14, отличающееся тем, что рабочие витки буксовых пружин снабжены фасонными отверстиями или прорезями.16. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.15, отличающееся тем, что опорные витки буксовых пружин снабжены фасонными отверстиями.17. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.16, отличающееся тем, что рабочие витки буксовых пружин выполнены из пластин переменной толщины.18. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.17, отличающееся тем, что опорные витки буксовых пружин выполнены из пластин переменной толщины.19. Буксовое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.18, отличающееся тем, что буксовые пружины своими опорами соединены с опорами буксовых пружин буксовых кронштейнов или рамы тележки или кузова железнодорожного транспортного средства шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно одной или двух, или трех осей.