Устройство и способ управления положением колесных пар тележки грузового вагона в железнодорожном пути Российский патент 2023 года по МПК B61F5/36 B61F5/38 

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, а именно к устройствам и способам для самоустановки колесных пар тележек при движении по участкам пути с изменяемой кривизной.

Известен способ снижения износа системы колесо-рельс, заключающийся во введении дополнительных связей и устройств для уменьшения углов набегания гребней наружных колес колесных пар при движении подвижного состава в кривых участках пути и уменьшении поперечных сил трения в узле взаимодействия колесо-рельс. Для осуществления способа между боковинами в верхней части тележки по центру устанавливается жесткая поперечная связь в виде рамки цельной или коробчатой, сварной или литой конструкции, длинные части которой выполнены в виде обратного коромысла. Указанная рамка связывает боковины тележки друг с другом при помощи болтовых соединений или сварки. Вместо типовых колесных пар предлагается устанавливать колесные пары с независимым вращением колес и осью, состоящей из двух частей. Правая часть оси имеет цилиндрическую полость, в которую вкладывается полимерная вставка, предназначенная для уменьшения трения между частями оси. Левая часть оси заканчивается полусферой, входит в цилиндрическую полость правой части и упирается в полимерную вставку (RU №2449910 С2, B61F 3/00, B61F 5/50, B61F 5/38 опубл. 10.05.2012).

Недостатком известного технического решения является сложность конструкции колесных пар, обусловленная применением в колёсных парах полой оси, состоящей из двух частей, сопряженных друг с другом, что делает технологически нецелесообразным ее использование под грузовыми вагонами.

Известен способ снижения износа системы колесо-рельс, заключающийся в том, что углы набегания гребней колес на боковую грань головки наружного рельса уменьшают путем разворачивания оси колесной пары в направлении радиуса криволинейного участка пути, для чего с определенной периодичностью и длительностью производят подтормаживание колеса колесной пары, которое движется по внутреннему рельсу (RU № 2515946 С1, В61F 5/38, опубл. 20.05.2014).

Недостатком указанного способа является то, что из-за периодического неодновременного подтормаживания колёс колёсной пары будет происходить неравномерный износ тормозных колодок и гребней колёс одной из колёсных пар, что приведет к сокращению межремонтных пробегов тележки.

Известно устройство соединения буксы с боковой рамой тележки грузового вагона, принятое за прототип, с помощью которого осуществляется управление положением колёсных пар в тележке за счет установки упругого V-образного амортизатора между адаптером и опорными поверхностями буксового проёма боковой рамы тележки с продольной жёсткостью вдоль продольной оси тележки меньшей, чем поперечная жёсткость относительно продольной оси тележки, что обеспечивает благоприятные условия для радиальной установки колесных пар (RU № 2342271 С1, В61F 5/30, опубл. 27.12.2008).

Недостатком данного устройства соединения буксы с боковой рамой тележки грузового вагона, с помощью которого осуществляется управление положением колёсных пар в тележке, является невозможность управления поперечной и продольной жесткостями упругого амортизатора при входе в кривой участок пути в зависимости от загруженности грузового вагона.

Техническим результатом заявляемого изобретения является осуществление управления положением колесных пар тележки грузового вагона в железнодорожном пути, улучшающего вписывание грузового вагона в кривые участки железнодорожного пути за счет принудительного изменения поперечной и продольной жесткостей упругого амортизатора в зависимости от загрузки вагона.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для управления положением колёсных пар тележки грузового вагона в железнодорожном пути, включающем V-образный амортизатор, выполненный из верхней и нижней металлических пластин с размещённым между ними упругим материалом, установленный между опорными поверхностями адаптера, установленного на буксовом подшипнике, и буксового проёма боковой рамы тележки, в рессорном проёме боковой рамы тележки под надрессорной балкой установлен исполнительный механизм для воздействия на силовой механизм, размещенный внутри боковой рамы тележки над буксовым проёмом для передачи вертикальной силы на прикрепленные к нему вертикальные конические штыри с возможностью их перемещения силовым механизмом к V-образному амортизатору и размещения конических штырей в ответных отверстиях верхней металлической пластины и упругого материала V-образного амортизатора до их упора в его нижнюю металлическую пластину, выполненную цельной.

Также технический результат достигается тем, что в способе управления положением колёсных пар тележки грузового вагона, заключающемся в установке между опорными поверхностями буксового проёма боковой рамы и адаптера, установленного на буксовый подшипник, упругого V-образного амортизатора, выполненного из верхней и нижней металлических пластин с размещённым между ними упругим материалом, внутри боковой рамы тележки над буксовым проёмом устанавливают силовой механизм для управления положением колёсных пар, на который воздействуют посредством исполнительного механизма, который размещают в рессорном проёме боковой рамы тележки под надрессорной балкой таким образом, что при загрузке грузового вагона прикрепленные к силовому механизму вертикальные конические штыри перемещаются силовым механизмом к V-образному амортизатору, входят в ответные отверстия верхней металлической пластины и упругого материала V-образного амортизатора до упора в его нижнюю металлическую пластину, выполненную цельной, тем самым увеличивают жёсткость упругого V-образного амортизатора в продольном и поперечном направлениях, что улучшает вписывание грузового вагона в кривые участки железнодорожного пути.

Изобретение поясняется чертежами:

- на фиг. 1 изображено устройство управления положением колесных пар тележки при порожнем грузовом вагоне;

- на фиг. 2 изображено устройство управления положением колесных пар тележки при нагруженном грузовом вагоне;

- на фиг. 3 изображена выноска А фиг. 2.

Устройство для управления положением колёсных пар тележки грузового вагона включает V-образный амортизатор 1, выполненный из верхней 2 и нижней 3 металлических пластин с размещённым между ними упругим материалом 4, установленный между опорными поверхностями адаптера 5, установленного на буксовом подшипнике 6, и буксового проёма 7 боковой рамы 8 тележки. Внутри боковой рамы 8 тележки над буксовым проёмом 7 установлен силовой механизм 9 для передачи вертикальной силы на вертикальные конические штыри 10, прикрепленные к нему и выполненные с возможностью их перемещения силовым механизмом 9 к V-образному амортизатору 1 с размещением вертикальных конических штырей 10 в ответных отверстиях 11 верхней металлической пластины 2 и упругого материала 4 V-образного амортизатора 1 до упора в нижнюю металлическую пластину 3 V-образного амортизатора, выполненную цельной.

На силовой механизм 9 воздействуют посредством исполнительного механизма 12, размещённого в рессорном проёме 13 боковой рамы 8 тележки под надрессорной балкой 14.

Работу устройства и реализацию способа управления положением колесных пар тележки грузового вагона в железнодорожном пути рассмотрим в процессе изменения вертикальной нагрузки, воздействующей на V-образный амортизатор, при нагруженном и порожнем грузовом вагоне.

В процессе движения порожнего грузового вагона в кривых участках пути вертикальные конические штыри 10 (например, штоки гидроцилиндров), прикрепленные к силовому механизму 9 (например, исполнительному гидроцилиндру), размещенному над буксовым проёмом 7 в боковой раме 8 тележки, и выполненные с возможностью их перемещения силовым механизмом 9 к V-образному амортизатору 1, установленному между опорными поверхностями адаптера 5, установленного на буксовом подшипнике 6, и буксового проёма 7 боковой рамы 8 тележки, находятся в верхнем положении, не контактируют с V-образным амортизатором 1 и не влияют на продольную вдоль продольной оси тележки и поперечную продольной оси тележки жесткости V-образного амортизатора 1.

После загрузки вагона исполнительный механизм 12 (например, задающий гидроцилиндр), размещенный в рессорном проеме 13 боковой рамы 8 тележки под надрессорной балкой 14 воздействует на соединенный с ним силовой механизм 9, расположенный внутри боковой рамы 8 над буксовым проемом 7 тележки. Силовой механизм 9, в свою очередь, воздействует на прикрепленные к нему вертикальные конические штыри 10, и перемещает их в направлении V-образного амортизатора 1 в ответные отверстия верхней металлической пластины 2 и упругого материала 4 V-образного амортизатора 1 до упора в его нижнюю металлическую пластину 3, увеличивая при этом продольную вдоль продольной оси тележки и поперечную продольной оси тележки жесткости V-образного амортизатора 1.

Применение изобретения улучшит управление положением колесных пар тележки в железнодорожном пути и вписывание грузового вагона в кривые участки железнодорожного пути за счёт принудительного изменения продольной вдоль продольной оси тележки и поперечной продольной оси тележки жесткостей в зависимости от загрузки вагона.

Группа изобретений относится к области железнодорожного транспорта, в частности к устройствам управления положением колесных пар грузовых вагонов, а также к способам управления их положением. Устройство содержит V-образный амортизатор, исполнительный механизм и силовой механизм. Амортизатор выполнен из верхней и нижней пластины с упругим материалом между ними. В верхней пластине и упругом материале выполнены отверстия для конических штырей силового механизма. Исполнительный механизм размещен в рессорном проеме боковой рамы тележки. Силовой механизм размещен внутри боковой рамы над буксовым проемом. Конические штыри прикреплены к силовому механизму с возможностью их перемещения. При загрузке грузового вагона исполнительный механизм воздействует на силовой механизм. Силовой механизм перемещает конические штыри до упора в нижнюю пластину амортизатора. Жесткость амортизатора увеличивается в продольном и поперечном направлениях. Улучшается вписывание грузового вагона в кривые участки железнодорожного пути. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для управления положением колёсных пар тележки грузового вагона в железнодорожном пути, включающее V-образный амортизатор, выполненный из верхней и нижней металлических пластин с размещённым между ними упругим материалом, установленный между опорными поверхностями адаптера, установленного на буксовом подшипнике, и буксового проёма боковой рамы тележки, отличающееся тем, что в рессорном проёме боковой рамы тележки под надрессорной балкой установлен исполнительный механизм для воздействия на силовой механизм, размещенный внутри боковой рамы тележки над буксовым проёмом, для передачи вертикальной силы на прикрепленные к нему вертикальные конические штыри с возможностью их перемещения силовым механизмом к V-образному амортизатору и размещением конических штырей в ответных отверстиях верхней металлической пластины и упругого материала V-образного амортизатора до их упора в его нижнюю металлическую пластину, выполненную цельной.

2. Способ управления положением колёсных пар тележки грузового вагона, заключающийся в установке между опорными поверхностями буксового проёма боковой рамы и адаптера, установленного на буксовый подшипник, упругого V-образного амортизатора, выполненного из верхней и нижней металлических пластин с размещённым между ними упругим материалом, отличающийся тем, что внутри боковой рамы тележки над буксовым проёмом устанавливают силовой механизм для управления положением колёсных пар, на который воздействуют посредством исполнительного механизма, который размещают в рессорном проёме боковой рамы тележки под надрессорной балкой таким образом, что при загрузке грузового вагона прикрепленные к силовому механизму вертикальные конические штыри перемещаются силовым механизмом к V-образному амортизатору, входят в ответные отверстия верхней металлической пластины и упругого материала V-образного амортизатора до упора в его нижнюю металлическую пластину, выполненную цельной, тем самым увеличивают жёсткость упругого V-образного амортизатора в продольном и поперечном направлениях, что улучшает вписывание грузового вагона в кривые участки железнодорожного пути.