ТЕЛЕЖКА С МЕХАНИЗМОМ РАДИАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ Российский патент 2009 года по МПК B61F5/38 

Заявляемое изобретение относится к конструкции двухосной тележки пассажирского вагона с двухступенчатым рессорным подвешиванием и механизмом радиальной установки колесных пар.

Известна тележка пассажирского вагона модели 68-4075, разработанная ОАО «Тверской вагоностроительный завод» (Россия). Рама тележки состоит из двух выгнутых в средней части боковых балок. Буксовое подвешивание оборудовано цилиндрическими пружинами. Корпус каждой буксы и боковая балка рамы шарнирно соединены между собой двумя рычагами. Каждое шарнирное соединение на концах рычага оборудовано амортизаторами резинометаллического типа.

К недостаткам аналога следует отнести следующее:

а) Проушины буксы и рамы в эластично-шарнирных соединениях с наклонными рычагами расположены в вертикальной плоскости, поэтому они не позволяют осуществить заданное выдвижение четырехзвенника рамы в боковом направлении, чтобы установить колесную пару радиально к рельсовой кривой при движении экипажа по железнодорожному пути.

б) Наличие гидрогасителей между концевыми кронштейнами верхних коленьев боковин и внешними кронштейнами буксовых узлов усложняет конструкцию.

За прототип принята «Тележка пассажирского вагона с механизмом радиальной установки колесной пары» (патент РФ №2216470, МПК В61F 3/00, 15.10.2001 г.), рама которой включает две коленчатые боковины, нижние коленья которых расположены на уровне осей колес и соединены шарнирно с буксовыми узлами колесных пар восемью рычагами, в головках которых закреплены оси амортизаторов, впрессованных в проушины нижних коленьев рамы.

К недостаткам прототипа следует отнести следующее:

а) Наклонное расположение рычагов в вертикальной плоскости, проходящей через проушины боковой балки и буксовые узлы может вызывать боковые колебания вагона и на прямом участке в случае понижения одной рельсовой нитки относительно другой при неисправности пути, в результате может произойти в тележке нежелательное сближение одних концов вагонных осей с одновременным раздвижением других;

б) Наличие четырех дополнительных рычагов, шарнирные соединения которых с элементами тележки оборудованы резинометаллическими амортизаторами, усложняет конструкцию тележки.

Задачей предложения является обеспечение надежности и плавности хода тележки в кривых участках пути за счет упрощения конструкции рычажного механизма тележки.

Для этого тележка с механизмом радиальной установки колесных пар содержит две колесные пары и раму, включающую коленчатые боковины, верхние коленья которых концами опираются через буксовые подвески на буксовые узлы колесных пар, а нижние коленья их скреплены поперечинами в прямоугольный четырехзвенник рамы, каждая боковина которого шарнирно соединена посредством кронштейнов, горизонтальных осей амортизаторов резинометаллического типа с парой боковых рычагов, соединенных другими концами шарнирно через амортизаторы с кронштейнами буксовых узлов, и крепежные элементы. Новым является то, что обе пары рычагов расположены в плоскости четырехзвенника рамы и образуют с последним механизм радиальной установки колесных пар, в котором рычаги наклонены к боковине встречно с заданным углом к ее вертикальной плоскости и оканчиваются проушинами, отверстия которых перпендикулярны друг другу, кронштейны выполнены в виде горизонтальных буксовых щек и вертикальных щек нижних коленьев, а вертикальные и горизонтальные оси впрессованных в упомянутые проушины амортизаторов выполнены с клиновыми цапфами, закрепленными в клиновых вырезах упомянутых щек посредством крепежных элементов, и упруго сцентрированы относительно торцов каждой проушины парой блочных амортизирующих шайб резинометаллического типа, опирающихся каждая внешней расточкой на пластинчатые полукольца, вставленные в кольцевые проточки оси амортизатора и скрепленные с шайбой сваркой в кольцо.

Кроме того, каждая клиновая цапфа имеет отверстие для соединения ее крепежным элементом с резьбовым отверстием щеки.

Средняя часть горизонтальной оси амортизатора выполнена в виде симметрично совмещенных в наибольшем сечении конусов.

Технический результат выразится в следующем:

Расположение обеих пар рычагов в плоскости четырехзвенника рамы с наклоном рычагов в каждой паре друг к другу и к вертикальной плоскости боковины с заданным углом, а также наличие на каждом рычаге проушин, отверстия которых перпендикулярны друг другу, упрощает конструкцию тележки, в целом повышает ее эксплуатационную надежность при передаче переменных горизонтальных усилий от рамы тележки на вертикальные оси качаний буксовых узлов.

Наличие вертикальной оси в эластично-шарнирном соединении каждого рычага со щеками буксы позволит за счет эластично-шарнирной податливости рамы тележки в горизонтальной плоскости использовать амортизаторы с вертикальными осями в рычагах в качестве шарниров буксовых узлов, обеспечивающих перемещение колесных пар в кривых рельсовой колеи в радиальном направлении.

Упругое центрирование вертикальных и горизонтальных осей амортизаторов относительно торцов каждой проушины посредством блочных амортизирующих шайб резинометаллического типа, опирающихся каждая своей внешней расточкой на пластинчатые полукольца, и вставленные в кольцевую проточку оси амортизатора и скрепленные в проточку с шайбой сваркой в кольцо, обеспечит плавность качания буксовых узлов с колесными парами при прохождении кривых участков пути за счет эластично-упругой податливости рамы тележки при воздействии на нее центробежной силы от вагона.

Прилагаемые чертежи изображают:

На фиг.1 - связь колесной пары с рамой тележки;

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 по оси рычага в соединении его со щеками нижнего колена боковины и эластично-шарнирное соединение внутренней проушины рычага с горизонтальной осью амортизатора, жестко закрепленной в щеках нижнего колена боковины;

На фиг.3 - вид Б на фиг.1;

На фиг.4 - схема расположения встречно наклоненных рычагов к вертикальной плоскости коленчатой боковины до и после вхождения тележки в кривой участок пути.

Тележка с механизмом радиальной установки колесных пар содержит две колесные пары 1 и раму, включающую коленчатые боковины 2, верхние коленья 3 которых концами посредством цилиндрических гнезд опираются через буксовые подвески 4 на посадочные элементы буксовых узлов 5 колесных пар, а нижние коленья 6 их скреплены поперечинами 7 в прямоугольный четырехзвенник рамы (ABCD, фиг.4), шарнирно соединенный каждой своей боковиной посредством кронштейнов, горизонтальных осей 8 амортизаторов 9 резинометаллического типа с парой боковых рычагов 10, соединенных шарнирно другими концами через вертикальные оси 11 амортизаторов 12 со щеками 19 буксовых узлов 5.

Оси 8 и 11 амортизаторов оканчиваются клиновыми цапфами 13, имеющими каждая отверстие 14 и кольцевую проточку 15.

Рычаги 10 расположены в плоскости четырехзвенника рамы, и образуют с последним механизм радиальной установки колесных пар. Рычаги в каждой паре наклонены встречно с заданным углом к вертикальной плоскости коленчатой боковины 2 и оканчиваются внутренней 16 и наружной 17 проушинами, отверстия которых перпендикулярны друг другу. В отверстия указанных проушин впрессованы амортизаторы с шарнирными осями, одна из которых вертикальная 11 своими клиновыми цапфами 13 закреплена в клиновых вырезах 18 буксовых щек 19 с резьбовым отверстием 20 в каждой, а другая - горизонтальная 8 закреплена своими клиновыми цапфами 13 в клиновых вырезах 21 щек 22 нижнего колена. Отверстие 14 каждой клиновой цапфы соединено крепежным элементом 23 - с резьбовым отверстием 20 буксовой щеки или резьбовым отверстием 24 щеки нижнего колена.

Упомянутые щеки 19 и 22 выполняют функцию кронштейнов.

Амортизаторы 9 и 12 содержат каждый металлическую обрезиненную изнутри втулку 25, эластично соединенную с шарнирной осью 8 или 11.

Вертикальные 11 и горизонтальные 8 оси амортизаторов упруго сцентрированы относительно торцов каждой проушины 16 и 17 парой блочных амортизирующих шайб 26 резинометаллического типа, каждая из которых включает в себя три шайбы, из них две - металлические, дистанционно приформованные к резиновой шайбе 27 в блок «амортизирующая шайба» зафиксирована штырями 28 в глухих отверстиях проушины и опирается своей внешней расточкой 29 на пластинчатые полукольца 30, установленные в кольцевых проточках 15 цапф.

Полукольца 30 скреплены в расточке 29 сваркой с «амортизирующей шайбой» в кольцо.

Средняя часть каждой горизонтальной оси 8 амортизатора, закрепленной в щеках нижнего колена четырехзвенника, выполнена в виде симметрично совмещенных в наибольшем сечении конусов, конические поверхности которых сопряжены с коническими поверхностями резиновых втулок 31.

Тележка с механизмом радиальной установки колесных пар работает следующим образом.

Вертикальная и горизонтальная нагрузки от кузова вагона, воспринимаемые рамой тележки передаются через буксовые подвески 4 и рычаги 10 с амортизаторами 9 и 12 резинометаллического типа на буксовые узлы 5 колесной пары.

За счет горизонтальной деформации пружин буксовых подвесок 4 и деформаций резиновых втулок 31, 32 обеспечивается необходимая продольная жесткость соединения буксового узла с коленчатыми боковинами рамы через рычаги радиальной установки колесных пар, а поперечная жесткость обеспечивается горизонтальной деформацией пружин буксовых подвесок 4, угловой жесткостью резиновой втулки 31, установленной на горизонтальной оси 8 амортизатора 9, и крутильной жесткостью резиновой втулки 32, установленной на вертикальной оси 11 амортизатора 12.

При прохождении тележки по кривой рельсовой колеи от вагона на четырехзвенник рамы передается центробежная сила Р (фиг.4).

Четырехзвенник ABCD (фиг.4) смещается влево, занимая положение abed, а рычаги совместно с четырехзвенником рамы работают как механизмы центробежного действия, одна сторона которого, движущаяся по внешней рельсовой нитке, работает на сжатие, раздвигая с помощью рычагов шейки осей колес, а другая сторона, движущаяся по внутренней рельсовой нитке, работает на растяжение, сдвигая шейки осей колес навстречу друг другу, в результате оси при прохождении кривых участков пути занимают радиальные положения и позволяют их проходить, не снижая скорости движения.

Тележка содержит две колесные пары и раму, включающую коленчатые боковины (2). Верхние коленья (3) боковин концами опираются через буксовые подвески (4) на буксовые узлы (5) колесных пар, а нижние коленья (6) их скреплены поперечинами (7) в прямоугольный четырехзвенник рамы. Каждая боковина четырехзвенника шарнирно соединена посредством кронштейнов, горизонтальных осей амортизаторов резинометаллического типа, с парой боковых рычагов (10), соединенных другими концами шарнирно через амортизаторы с кронштейнами буксовых узлов. Обе пары рычагов расположены в плоскости четырехзвенника рамы и образуют с последним механизм радиальной установки колесных пар, в котором рычаги наклонены к боковине встречно и оканчиваются проушинами (17), отверстия которых перпендикулярны друг другу. Кронштейны выполнены в виде горизонтальных буксовых щек (19) и вертикальных щек (22) нижних коленьев. Вертикальные (11) и горизонтальные оси впресованных в проушины амортизаторов выполнены с клиновыми цапфами, закрепленными в клиновых вырезах щек посредством крепежных элементов, и упруго сцентрированы относительно торцов каждой проушины парой блочных амортизирующих шайб. Обеспечивается надежность и плавность хода тележки в кривых участках пути. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Тележка с механизмом радиальной установки колесных пар, содержащая две колесные пары и раму, включающую коленчатые боковины, верхние коленья которых концами опираются через буксовые подвески на буксовые узлы колесных пар, а нижние коленья их скреплены поперечинами в прямоугольный четырехзвенник рамы, каждая боковина которого шарнирно соединена посредством кронштейнов, горизонтальных осей амортизаторов резинометаллического типа с парой боковых рычагов, соединенных другими концами шарнирно через амортизаторы с кронштейнами буксовых узлов, и крепежные элементы, отличающаяся тем, что обе пары рычагов расположены в плоскости четырехзвенника рамы и образуют с последним механизм радиальной установки колесных пар, в котором рычаги наклонены к боковине встречно с заданным углом к ее вертикальной плоскости и оканчиваются проушинами, отверстия которых перпендикулярны друг другу, кронштейны выполнены в виде горизонтальных буксовых щек и вертикальных щек нижних коленьев, а вертикальные и горизонтальные оси впрессованных в упомянутые проушины амортизаторов выполнены с клиновыми цапфами, закрепленными в клиновых вырезах упомянутых щек посредством крепежных элементов, и упруго сцентрированы относительно торцев каждой проушины парой блочных амортизирующих шайб резинометаллического типа, опирающихся каждая своей внешней расточкой на пластинчатые полукольца, вставленные в проточку оси амортизатора и скрепленные с шайбой сваркой в кольцо.2. Тележка по п.1, отличающаяся тем, что каждая клиновая цапфа имеет отверстие для соединения ее с резьбовым отверстием щеки крепежным элементом.3. Тележка по п.1, отличающаяся тем, что средняя часть горизонтальной оси амортизатора выполнена в виде симметрично совмещенных в наибольшем сечении конусов.