ФРИКЦИОННЫЙ КЛИН ТЕЛЕЖКИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА Российский патент 2018 года по МПК B61F5/12 F16D65/06 

Область техники, к которой относится настоящее изобретение

Настоящее изобретение относится, в общем, к устройствам гашения колебаний в тележках железнодорожных вагонов, в частности, к фрикционному клину тележки железнодорожного вагона.

Предшествующий уровень техники и краткое раскрытие настоящего изобретения

Настоящее изобретение относится к фрикционной колодке или клину для тележки железнодорожного вагона, в частности, к фрикционному клину, содержащему тело с наклонной гранью и вертикальной гранью. Вертикальная грань содержит выемку или карман, занимающий почти всю площадь ее поверхности. В этот карман вставляется фрикционный вкладыш, имеющий, в общем, плоскую форму. Фрикционный вкладыш прочно сцепляется с телом фрикционного клина.

Фрикционный вкладыш обычно выполняется из жесткого литьевого материала с заданными фрикционными характеристиками. Такие фрикционные характеристики включают в себя постоянный коэффициент трения с небольшой разницей между статическим и динамическим трением. Суммарное гашение энергии фрикционным вкладышем и, следовательно, фрикционным клином превышает значения, которые обеспечивают фрикционные клинья предшествующего уровня техники. Фрикционный клин рассеивает больше энергии во всем диапазоне хода рессорного подвешивания и скоростей фрикционного клина и надрессорной балки, перемещающихся в вертикальном направлении вдоль износостойкой пластины стенки боковины.

Тележки железнодорожного вагона известной трехэлементной конструкции включают в себя пару разнесенных боковин и надрессорную балку, проходящую в поперечном направлении между боковинами. Надрессорная балка упруго опирается каждым своим концом на соответствующую боковину посредством множества пружин рессорного подвешивания, сочетающего в себе рабочие и контрольные пружины. Фрикционные колодки клиновидной формы используются в таких тележках железнодорожного вагона для демпфирования перемещения надрессорной балки относительно боковины тележки железнодорожного вагона. Фрикционные клинья обычно имеют, в общем, форму треугольного клина, вследствие чего наклонная грань фрикционного клина, контактирующая с наклонной стенкой кармана надрессорной балки, может выполнять функцию клина демпфирования колебательного движения между надрессорной балкой и износостойкой пластиной на вертикальной стенке боковины.

Износостойкая пластина на вертикальной стенке боковины обычно выполняется из стали. Фрикционный клин зажимается между наклонной стенкой кармана надрессорной балки и вертикальной стенкой боковины и удерживается там контрольной пружиной рессорного подвешивания. Сопротивление проскальзыванию фрикционного клина относительно боковины, которая - в свою очередь - обеспечивает демпфирование вертикального перемещения надрессорной балки, обеспечивается за счет сил трения, возникающих между фрикционным клином и износостойкой пластиной на вертикальной стенке боковины.

Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить усовершенствованный фрикционный клин для тележки железнодорожного вагона с тем, чтобы с помощью жесткого литого фрикционного вкладыша улучшить регулирование демпфирующей силы трения при вертикальном перемещении надрессорной балки и увеличить гашение энергии.

Краткое описание фигур

На фиг. 1 представлено перспективное покомпонентное изображение тележки железнодорожного вагона согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;

На фиг. 2 представлено укрупненное частично перспективное изображение части тележки железнодорожного вагона согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.

Подробное раскрытие предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения

На фиг. 1 представлен фрикционный клин 8 согласно настоящему изобретению в составе тележки железнодорожного вагона. Тележка железнодорожного вагона содержит две боковины 2, расположенные на определенном расстоянии друг от друга и обычно идущие параллельно друг другу. Каждая боковина 2 содержит проем 13, образованный парой разнесенных вертикальных стенок 14. Плоская износостойкая пластина 15 стенки соединена с внутренней поверхностью вертикальной стенки 14 каждой боковины. Тележка железнодорожного вагона также содержит надрессорную балку 1, которая проходит между боковинами 2, в общем, в поперечном направлении. Каждый конец 12 надрессорной балки 1 располагается в соответствующем проеме 13 боковины и вертикально опирается на боковину 2 посредством множества спиральных рабочих пружин 10 рессорного подвешивания. Сами рабочие пружины 10 рессорного подвешивания опираются на гнездо 16 для пружин, предусмотренное на каждой боковине 2. Рабочие пружины 10 рессорного подвешивания упруго сжимаются, чтобы концы надрессорной балки 1 могли перемещаться по вертикали вверх и вниз в пределах проема 13 и относительно боковин 2. Каждый конец 12 надрессорной балки характеризуется наличием множества наклонных стенок 23. Каждая наклонная стенка 23 выполнена с возможностью вхождения в соединение с наклонной гранью 20 соответствующего фрикционного клина 8. За счет этого фрикционный клин 8 может демпфировать вертикальное перемещение надрессорной балки 1, опираясь при этом на контрольные пружины 9 рессорного подвешивания при движении железнодорожного вагона по рельсовому пути. Контрольные пружины 9 рессорного подвешивания также опираются на гнездо 16 для пружин, предусмотренное на каждой боковине 2.

Железнодорожные колеса 4 устанавливаются на осях 3. На концах осей 3 предусмотрены подшипники 5. Для размещения подшипников в буксовых проемах 24 боковин предусмотрены распорные втулки 6 подшипников и подушки 7 распорных втулок. На верхней части надрессорной балки 1 предусмотрен подпятник 11, способствующий опиранию грузового железнодорожного вагона на тележку.

Как лучше всего видно на фиг. 2, фрикционный клин 8 состоит из тела 17 и фрикционного вкладыша 18. Тело 17 фрикционного клина характеризуется наличием, в общем, вертикального кармана 21 под вкладыш, выполненного с возможностью размещения в нем фрикционного вкладыша 18. Фрикционный вкладыш 18 выполняет функцию вертикальной грани 19 фрикционного клина 8. Тело 17 фрикционного клина имеет, в общем, форму треугольника или клина. Тело 17 фрикционного клина содержит основание, которое характеризуется, в общем, горизонтальной нижней поверхностью 22. Нижняя поверхность 22 выполнена с возможностью вхождения в соединение с верхним концом контрольной пружины 9 рессорного подвешивания. Тело 17 фрикционного клина также содержит наклонную грань 20, которая проходит под углом между нижней поверхностью 22 и вертикальной гранью 19. Наклонные грани 20 фрикционных клиньев выполнены с возможностью вхождения в соединение с наклонными стенками 23 надрессорной балки 1.

Предпочтительным материалом для изготовления фрикционного вкладыша фрикционного клина является материал RF-55 от компании Scan-Рас Manufacturing.

Демпфирующее усилие материала фрикционного вкладыша фрикционного клина может быть разным, поскольку для изготовления фрикционного вкладыша 18 могут быть выбраны разные материалы, равно как и разная толщина фрикционного вкладыша 18, степень прилегания вертикальной грани к износостойкой пластине 15 стенки боковины и угол наклонной стенки 23 кармана надрессорной балки.

Такие демпфирующие усилия могут варьироваться в пределах 700-16250 фунтов при перемещении фрикционного вкладыша фрикционного клина со скоростью в диапазоне 0-19 дюймов в секунду.

Нормальное усилие, прикладываемое к фрикционному вкладышу 18, может варьироваться в пределах от 2000 до 12000 фунтов.

Изобретение относится к фрикционным гасителям колебаний тележек железнодорожного транспорта. Тележка содержит боковые рамы, надрессорную балку, комплект пружин и фрикционный клин. Нижняя грань фрикционного клина опирается на комплект пружин, на наклонную грань клина опирается надрессорная балка, а вертикальная грань прижата к вертикальной стенке боковой рамы. На вертикальной и наклонной грани установлены фрикционные накладки. При ходе клина вниз обеспечивается демпфирующее усилие в пределах 7500 – 16250 фунтов при скорости перемещения клина в пределах 0 – 19 дюймов в секунду. При ходе клина вверх обеспечивается демпфирующее усилие в пределах 700 – 10000 фунтов при скорости перемещения клина в пределах 0 – 19 дюймов в секунду. Улучшается гашение колебаний вагонов. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Фрикционный клин для тележки железнодорожного вагона, которая включает в себя:

две параллельные боковины; рессорное подвешивание, опирающееся на боковины; и надрессорную балку, установленную поперек боковин и опирающуюся на рессорное подвешивание; при этом:

каждая боковина характеризуется наличием, по меньшей мере, одной вертикальной стенки; а

надрессорная балка характеризуется наличием, по меньшей мере, одной наклонной стенки;

при этом фрикционный клин характеризуется наличием:

нижней грани, входящей в зацепление с контрольной пружиной рессорного подвешивания и опирающейся на эту пружину;

наклонной грани, входящей в зацепление с наклонной стенкой надрессорной балки; и

вертикальной грани, содержащей карман под вкладыш;

при этом:

фрикционный вкладыш входит в зацепление с вертикальной стенкой боковины; и

фрикционный вкладыш фрикционного клина обеспечивает демпфирующее усилие в пределах 7500-16250 фунтов, когда фрикционный клин перемещается вниз со скоростью в пределах 0-19 дюймов в секунду.

2. Фрикционный клин по п. 1, в котором фрикционный вкладыш выполнен из материала, обеспечивающего нормальное усилие в пределах 2000-12000 фунтов.

3. Фрикционный клин по п. 1, в котором фрикционный вкладыш выполнен из литьевого материала, такого как RF-55.

4. Фрикционный клин по п. 1, в котором фрикционный вкладыш выполнен из одного или нескольких следующих материалов:

углеродного/графитового материала, керамики или смеси полимеров.

5. Фрикционный клин по п. 1, в котором фрикционный вкладыш выполнен из спеченного сплава на основе железа или легированной стали.

6. Фрикционный клин по п. 1, в котором фрикционный вкладыш прочно сцеплен с телом фрикционного клина при отсутствии в указанном теле соответствующего кармана или не сцеплен с телом фрикционного клина при наличии в указанном теле соответствующего кармана.

7. Фрикционный клин по п. 1, в котором фрикционный вкладыш закреплен в кармане под вкладыш на вертикальной поверхности фрикционного клина.

8. Фрикционный клин для тележки железнодорожного вагона, которая включает в себя:

две параллельные боковины; рессорное подвешивание, опирающееся на боковины; и надрессорную балку, установленную поперек боковин и опирающуюся на рессорное подвешивание; при этом:

каждая боковина характеризуется наличием, по меньшей мере, одной вертикальной стенки; а

надрессорная балка характеризуется наличием, по меньшей мере, одной наклонной стенки;

при этом фрикционный клин характеризуется наличием:

нижней грани, входящей в зацепление с контрольной пружиной рессорного подвешивания и опирающейся на эту пружину;

наклонной грани, входящей в зацепление с наклонной стенкой надрессорной балки; и

вертикальной грани, содержащей карман под вкладыш;

при этом:

фрикционный вкладыш входит в зацепление с вертикальной стенкой боковины; и

фрикционный вкладыш фрикционного клина выполнен из материала, обеспечивающего демпфирующее усилие в пределах 700-10000 фунтов, когда фрикционный клин перемещается вверх со скоростью в пределах 0-19 дюймов в секунду.

9. Фрикционный клин по п. 8, в котором фрикционный вкладыш выполнен из материала, обеспечивающего нормальное усилие в пределах 2000-12000 фунтов.

10. Фрикционный клин по п. 8, в котором фрикционный вкладыш выполнен из литьевого материала, такого как RF-55.

11. Фрикционный клин по п. 8, в котором фрикционный вкладыш выполнен из одного или нескольких следующих материалов:

углеродного/графитового материала, керамики или смеси полимеров.

12. Фрикционный клин по п. 8, в котором фрикционный вкладыш выполнен из спеченного сплава на основе железа или легированной стали.

13. Фрикционный клин по п. 8, в котором фрикционный вкладыш прочно сцеплен с телом фрикционного клина при отсутствии в указанном теле соответствующего кармана или не сцеплен с телом фрикционного клина при наличии в указанном теле соответствующего кармана.

14. Фрикционный клин по п. 8, в котором фрикционный вкладыш закреплен в кармане под вкладыш на вертикальной поверхности фрикционного клина.