БОКОВИНА ТЕЛЕЖКИ ГРУЗОВОГО ВАГОНА Российский патент 2008 года по МПК B61F5/26 

Предпосылки к созданию изобретения

Настоящее изобретение в общем имеет отношение к тележкам железнодорожных грузовых вагонов, более конкретно к боковине тележки грузового вагона и к границе раздела между боковиной тележки грузового вагона и узлом подшипника.

Известны боковины тележки грузового вагона, которые имеют конструкцию с буксовым сводом (pedestal), который является плоским в горизонтальной плоскости или имеет максимальный радиус 15 дюймов вдоль продольных кромок, начиная с заданного расстояния от осевой линии. Этот максимальный радиус 15 дюймов задан в стандарте Ассоциации железнодорожных компаний США (AAR) S-325-94, "Limiting Dimensions for AAR Alternate Standard Pedestal Type Sideframes."

Плоские горизонтальные своды известной конструкции не компенсируют прогиб бруса и оси, которые происходят в условиях груженого вагона. При возрастании нагрузок на ось, что обычно происходит при эксплуатации, этот прогиб возрастает. Комбинация повышенной нагрузки на ось и увеличенного прогиба приводит к дополнительной концентрации нагрузки на узле подшипника, например на внутреннем кольце подшипника, которое является частью узла подшипника, расположенного на конце оси. В качестве одного из примеров узла подшипника можно привести роликовый подшипник, в котором нагрузка будет концентрироваться на внутреннем кольце роликового подшипника. Эта повышенная концентрация нагрузки снижает срок службы узла подшипника. В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения узел подшипника содержит переходник подшипника.

В соответствии с первым вариантом настоящего изобретения предлагается создавать идущую под углом не горизонтальную поверхность в буксовом своде боковины. Угол в соответствии с одним вариантом настоящего изобретения представляет собой угол относительно продольной оси боковины. Угол специально выбирают так, чтобы компенсировать прогиб конструкции бруса и оси, когда вагон загружен, и распределять нагрузку по длине узла подшипника, чтобы снизить концентрацию нагрузки на узле подшипника.

В соответствии с другим вариантом настоящего изобретения предлагается создавать угловую не горизонтальную поверхность в переходнике подшипника. Угол в переходнике подшипника представляет собой угол относительно продольной оси буксового свода боковины. Угол специально выбирают так, чтобы компенсировать прогиб конструкции бруса и оси, когда вагон загружен, и распределять нагрузку по длине узла подшипника, чтобы снизить концентрацию нагрузки на узле подшипника.

Краткое изложение изобретения

Первой задачей настоящего изобретения является создание способа компенсации прогиба бруса тележки груженого грузового вагона.

Другой задачей настоящего изобретения является создание способа равномерного распределения концентрации нагрузки на границе раздела между буксовым сводом боковины и осью.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание устройства для компенсации прогиба оси тележки груженого грузового вагона.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан вид в перспективе тележки вагона, где можно видеть боковину с буксовым сводом в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения.

На фиг.2 показан детально вид сбоку в разрезе узла подшипника, оси и боковины в ненагруженном состоянии в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения.

На фиг.3 показан вид сбоку в разрезе узла подшипника, оси и боковины в ненагруженном состоянии в соответствии с известным уровнем техники.

На фиг.4 показан вид сбоку в разрезе узла подшипника, колесной пары и боковины в нагруженном состоянии в соответствии с известным уровнем техники.

На фиг.5 показан вид сбоку в разрезе узла подшипника, оси и боковины в ненагруженном состоянии в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения.

На фиг.6 показан вид сбоку в разрезе узла подшипника, оси и боковины в нагруженном состоянии в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения.

На фиг.7 показан вид сбоку в разрезе узла подшипника, оси и боковины в ненагруженном состоянии в соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения.

На фиг.8 показан вид сбоку в разрезе узла подшипника, оси и боковины в нагруженном состоянии в соответствии со вторым вариантом настоящего изобретения.

Подробное описание изобретения

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.1, на которой показана тележка 10 железнодорожного вагона, имеющая боковину с буксовым сводом 11. Тележка 10 железнодорожного вагона имеет первую боковину 12 и вторую аналогичную боковину 12, которые смещены друг относительно друга в боковом направлении, причем боковины расположены главным образом параллельно продольной оси L тележки. Каждая боковина 12 имеет внутреннюю сторону 13 и внешнюю сторону 14. Боковины 12 установлены парами на смещенных друг от друга колесных парах 4. Каждая колесная пара 4 содержит ось 16, на которой установлены колеса 18 и узлы 25 подшипников. Ось 16 имеет первый конец 15 оси и второй конец 17 оси. Узлы 25 подшипников установлены на первом конце 15 оси и на втором конце 17 оси.

Каждая боковина 12 имеет буксовый вырез 50 на каждом конце и отверстие 23 для бруса посредине боковины. Брус 20 идет между отверстиями 23 для бруса двух боковин и поддерживается пружинами 22. Брус 20 может быть соединен с обратной стороной вагона в расположенном по центру подпятнике 21 тележки.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.2, на которой показан узел 125 подшипника в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения, который удерживается на конце 117 оси при помощи опорного кольца 125А и при помощи концевого колпачка 125В. Узел 125 подшипника представляет собой подшипник 125. С роликового типа, с наружным кольцом 126 подшипника и с внутренним кольцом 124 подшипника. Внутреннее кольцо 124 подшипника напрессовано на конец 117 оси и вращается вместе с концом 117 оси. Переходник 170 подшипника находится в контакте с наружным кольцом 126 подшипника. Буксовый свод 111 находится в контакте с переходником 170 подшипника, причем в некоторых вариантах переходник 170 подшипника может отсутствовать и буксовый свод может непосредственно контактировать с наружным кольцом 126 подшипника.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.3 и 4, на которых показана конструкция в соответствии с известным уровнем техники. На фиг.3 показаны боковина 50, узел 25 подшипника, переходник 70 подшипника и буксовый свод 11 в ненагруженном состоянии. Буксовый свод 11 является главным образом горизонтальным, и, в ненагруженном состоянии нагрузка распределяется равномерно. Следует однако иметь в виду, что нагрузка на узел 25 подшипника в ненагруженном состоянии является достаточно малой, соответствующей только весу не груженого вагона, типично от 40,000 до 60,000 фунтов, причем эта нагрузка распределена в четырех точках на двух тележках грузового вагона. Под нагрузкой добавляется от 200,000 до 250,000 дополнительных фунтов нагрузки, пополам на каждую тележку. На фиг.4 боковина 50, узел 25 подшипника, переходник 70 подшипника и буксовый свод 11 показаны под нагрузкой. В нагруженном состоянии создается угол прогиба от 0 до 5 градусов, причем нагрузка сосредоточена на внутреннем участке наружного кольца 26 подшипника, что создает избыточные напряжения в узле 25 подшипника.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.5, на котором буксовый свод 111, узел подшипника 125 и переходник 170 подшипника, выполненные в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения, показаны вместе с осью 117, колесами 118, боковиной 112 и брусом 120 в состоянии отсутствия нагрузки. Буксовый свод 111 имеет угол b компенсации прогиба, вырезанный в буксовом своде 111. Угол b компенсации прогиба, который составляет от 0 до 5 градусов, позволяет равномерно распределять нагрузку между переходником 170 подшипника и узлом 125 подшипника в нагруженном состоянии.

В показанном на фиг.5 ненагруженном состоянии нагрузка от пустого грузового вагона сконцентрирована на наружных участках переходника 170 подшипника и на наружном кольце 126 подшипника. Однако, как уже было упомянуто выше, нагрузка подшипника в таком ненагруженном состоянии является несущественной. Поэтому ось 117 является прямой.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.6, соответствующей показанному на фиг.5 варианту настоящего изобретения, где однако буксовый свод 111, узел 125 подшипника и переходник 170 подшипника показаны в нагруженном состоянии. Ось 117 искривлена за счет нагрузки, приложенной к ее концам через узлы 125 подшипников, переходники 170 подшипников и боковины 112. Брус 120 также искривлен, что приводит к повороту наружу боковин 112. Однако, так как буксовый свод 111 имеет угол b компенсации прогиба, вырезанный в буксовом своде 111, нагрузка равномерно распределяется от буксового свода 111 на переходник 170 подшипника и затем на узел 125 подшипника.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.7, на котором показан другой вариант настоящего изобретения. Показаны буксовый свод 211, узел 225 подшипника и переходник 270 подшипника, вместе с боковиной 212, осью 217, колесами 218 и брусом 220. Переходник 270 подшипника имеет вырезанный в нем угол с компенсации прогиба. Угол компенсации прогиба составляет от 0 до 5 градусов. Такой угол позволяет равномерно распределять нагрузку в нагруженном состоянии по переходнику 270 подшипника и узлу 225 подшипника.

В показанном на фиг.7 ненагруженном состоянии нагрузка от пустого грузового вагона сконцентрирована на наружных участках переходника 270 подшипника и, следовательно, на наружном кольце 226 подшипника. Однако, как уже было упомянуто выше, нагрузка подшипника в таком ненагруженном состоянии является несущественной. Поэтому ось 117 является прямой.

Обратимся теперь к рассмотрению фиг.8, соответствующей показанному на фиг.7 варианту настоящего изобретения, где однако буксовый свод 211, узел 225 подшипника и переходник 270 подшипника показаны в нагруженном состоянии. Ось 217 искривлена за счет нагрузки, приложенной к ее концам через узлы 225 подшипников, переходники 270 подшипников и боковины 212. Боковины 220 также повернуты наружу за счет изгиба бруса 120 под нагрузкой. Однако, так как переходник 270 подшипника имеет вырезанный в нем угол с компенсации прогиба, нагрузка, приложенная к буксовому своду 211, равномерно распределяется от буксового свода 211 через переходник 270 подшипника на узел 225 подшипника.

Буксовый свод (111) буксового выреза боковины выполнен в виде угла для равномерного распределения нагрузки грузового вагона, отличной от нагрузки пустого грузового вагона, между буксовым сводом и узлом подшипника (125). Компенсируется прогиб тележки и снижается концентрация нагрузки. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ компенсации прогиба оси тележки грузового вагона, включающий в себя следующие операции:

использование боковины с буксовым сводом,

установку узла подшипника под буксовый свод; и

изменение формы буксового свода, определяемой углом, согласованным с переходником подшипника, таким образом, что переходник подшипника главным образом равномерно входит в контакт с буксовым сводом, когда тележка грузового вагона находится под нагрузкой, для равномерного распределения нагрузки, отличной от нагрузки пустого грузового вагона, вдоль оси узла подшипника.

использование боковины с двумя буксовыми сводами, расположенными на противоположных концах боковины;

установку оси внутри буксового свода;

использование узла подшипника и переходника подшипника, соединенных с концами оси, образующими угловое сопряжение между буксовым сводом и переходником подшипника, причем переходник подшипника входит в контакт с буксовым сводом и передает нагрузку грузового вагона, отличную от нагрузки пустого грузового вагона, главным образом равномерно на узел подшипника.

боковину с буксовым вырезом;

узел подшипника внутри буксового выреза;

буксовый свод в виде угла, образованный в буксовом вырезе, для равномерного распределения нагрузки грузового вагона, отличной от нагрузки пустого грузового вагона, между буксовым сводом и узлом подшипника.

боковину с двумя буксовыми сводами, расположенными на противоположных концах боковины;

ось, установленную под буксовым сводом; и

узел подшипника и переходник подшипника, соединенные с концами оси, причем между буксовым сводом и переходником подшипника образовано угловое сопряжение, для передачи нагрузки грузового вагона, отличной от нагрузки пустого грузового вагона, главным образом равномерно на узел подшипника.