ГРУЗОВОЙ ВАГОН Российский патент 2015 года по МПК B61F5/04 

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в различных по назначению конструкциях грузовых железнодорожных вагонов.

Известен железнодорожный грузовой вагон, описанный в книге «Технический справочник железнодорожника», том 6-й, Подвижный состав, гл. редактор Е.Ф. Рудой, Государственное транспортное железнодорожное издательство, Москва, 1952 г., и показанный на стр.572 рис.4. Такой вагон состоит из кузова, расположенного на двухосных тележках с литыми стальными боковинами (см. эту же книгу стр.612, рис.73).

Такие тележки включают в себя надрессорную балку со шкворнем, опертую через комбинированное рессорное подвешивание на остальные литые боковины (см. эту же книгу стр.611, 34 строка снизу в левой части листа), и снабжены колесными парами.

Существенными недостатками такого вагона являются невысокая плавность хода и сложность конструкции рессорного подвешивания, с точки зрения высокой металлоемкости и недостаточной надежности.

Известны также вагоны самосвалы, например, типа 5 ВС-60 грузоподъемностью 60 тонн (см. книгу А.И. Логинов, Н.Е. Афанаскин «Вагоны самосвалы», - М., Машиностроение, 1975 г., стр.56, рис.30), которые состоят из кузова, опертого на нижнюю раму, взаимосвязанную с двумя двухосными тележками ЦНИИ-ХЗ-0 (см. эту же книгу, стр.126, рисунок 82).

Конструкции тележек этого вагона в целом аналогичны вышеописанным для аналога, и поэтому недостатки их подобны.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции рессорного подвешивания тележек, снижение их металлоемкости и обеспечение плавности хода за счет автоматического регулирования жесткости рессорного подвешивания вагона в ходу.

Поставленная цель достигается тем, что оси колес колесных пар выполнены полыми и в каждой из них размещены упругие стержни торсионов, одни концы которых жестко закреплены на шлицевых втулках, закрепленных на торцевых поверхностях крышек букс, а другие подвижно установлены в подобных, но расположенных с противоположной стороны у помянутых колесных пар и снабжены рычагами, контактирующими с надрессорной балкой тележки вагона.

На фиг.1 показана часть кузова грузового вагона с одной из его тележек, вид сбоку и на фиг.2 - одна из колесных пар тележки грузового вагона, вид сверху.

Грузовой вагон состоит из кузова 1, установленного с помощью шкворня 2 на надрессорной балке 3, которая расположена в окнах 4 боковин 5, образующих тележку вагона.

Надрессорная балка 3 расположена на рычагах 6, жестко присоединенных к стержням торсионов 7.

Стержни торсионов 7 расположены в пустотелой полости 8 осей колесных пар 9, на которые установлены буксы 10 и колеса 11.

Противоположный конец стержней торсионов 7 относительно рычагов 6 снабжен шлицами 12, взаимосвязанных с ответными, выполненными во втулках 13, жестко присоединенных к буксам 10. Грузовой вагон расположен на рельсах 14.

Работает грузовой вагон следующим образом. В зависимости от действия величины статической погрузки Рст (смотри фиг.1), приложенной к надрессорной балке 3 грузового вагона, а она может присутствовать как у порожнего, так и у полностью загруженного грузом кузова 1, рычаги 6 стержней торсионов 7 могут занимать любые положения, упруго деформируя стержни торсионов (конструкция и работа торсионов хорошо известна в практике и, например, описана в книге «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов» под редакцией Камаева А.А. - М.: Машиностроение, 1981 г.; страница 88), которые расположены в пустотелой полости 8 оси колесной пары 9. Известно, что при движении грузового вагона в составе поезда или вне его динамические нагрузки Рд, вызываемые неровностями рельсового пути 14, значительны, а поэтому колебания надрессорной балки 3 происходят с высокой амплитудой, однако в данном изобретении они технически решены: такие амплитуды будут успешно гаситься за счет того, что стержни торсионов 7 будут получать закрутку на некоторый угол φ, при этом их жесткость, вызываемая сопротивлением закручивания, позволит демпфировать указанные возмущения. Более того, если рычаг в стержне торсиона 7 выполнить из другого материала и сечения его подобрать, при динамических нагрузках превышающими допустимые эксплуатационные показатели, то последний работает на изгиб по стрелке А, и, имея определенные жесткости характеристики, так же, как и стержень торсиона 7, будет способен участвовать в демпфировании и получать прогиб, который можно определить по известной зависимости Y=Pl³/3EJ_x. После исчезновения указанных нагрузок на стерни торсионов 7 и рычаги 6 под действием упругих сил сопротивления, их деформация возвращается в исходное положение такое, как это показано на фиг.1.

Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными заключается в том, что оно просто по конструкции и позволяет эффективно демпфировать колебания кузовов грузовых вагонов.

Оси колесных пар тележки грузового вагона выполнены полыми. В каждой оси расположены упругие стержни торсионов. Одни концы торсионов снабжены рычагами, контактирующими с надрессорной балкой тележки. Другие концы торсионов с помощью шлицев связаны с втулками, закрепленными на буксах колесных пар. Обеспечивается автоматическое изменение жесткостных характеристик рессорного подвешивания в зависимости от условий движения тележки. 1 з.п ф-лы, 2 ил.

1. Грузовой вагон, состоящий из кузова, взаимосвязанного с надрессорными балками подрессорными винтовыми пружинами сжатия относительно литых боковых рам с колесными парами, выполненных из сплошных осей круглого сечения и колес, расположенными в буксах, отличающийся тем, что оси колес колесных пар выполнены полыми и в каждой из них размещены упругие стержни торсионов, одни концы которых жестко закреплены в шлицевых втулках, закрепленных на торцевых поверхностях крышек букс, а другие подвижно установлены в подобных торцевых поверхностях крышек букс, но расположенных с противоположной стороны упомянутых колесных пар, и снабжены рычагами, контактирующими с надрессорными балками тележек вагона.

2. Грузовой вагон по п.1, отличающийся тем, что рычаг торсиона выполнен из упругого материала.