Устройство связи боковой рамы тележки грузового вагона с буксой Российский патент 2023 года по МПК B61F5/30 B61F5/26 

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, касается конструкции соединения буксы с боковой рамой тележки грузового вагона и предназначено для уменьшения износа гребней колес.

По данным статистики вагонного хозяйства основной причиной отцепок грузовых вагонов в текущий ремонт по неисправностям колесных пар является тонкий гребень поверхности катания колес.

Известно, что в практике эксплуатации вагонов с колесными парами, оснащенными буксами с подшипниками скольжения отцепок вагонов вследствие износа гребня почти не происходило. При этом зазор между буксой и боковой рамой тележки в продольном направлении (вдоль оси пути) не превышал двух мм. Подшипники скольжения на шейке оси согласно [Инструкция по обслуживанию и ремонту букс с подшипниками скольжения. М., Транспорт, 1977. 31 с.] имели осевой разбег до 13 мм и основным браком поверхности катания колес был прокат, а не подрез гребня. За счет разбега подшипника на шейке оси колесная пара могла перемещаться (самоустанавливаться) в своем осевом направлении во время вписывания вагона в кривые участки пути и по выходе из них занимать свое первоначальное положение.

Как отмечено в работе [Босов А.А., Мямлин С.В., Панасенко В.Я., Клименко И.В. Пути совершенствования конструкции тележки грузового вагона. / Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта, 2009, №9. С. 27-32], вследствие отсутствия осевого разбега в буксовом узле с подшипниками качения колесная пара не имеет возможности самоустанавливаться, т.е. принимать первоначальное положение после выхода из кривой на прямолинейный участок пути и гребень колеса остается прижатым к боковой грани головки наружного рельса, что приводит к износу контактируемых поверхностей.

На уменьшение интенсивности изнашивания гребня колеса вагона в эксплуатации направлен ряд технических решений.

Известно соединение буксы с боковой рамой тележки грузового вагона, содержащее опорный адаптер буксового подшипника и упругую прокладку (упругий амортизатор), установленные в буксовом вырезе боковой рамы тележки между опорными поверхностями буксового выреза тележки и опорного адаптера буксового подшипника с возможностью горизонтальных поперечных перемещений опорного адаптера относительно боковой рамы тележки посредством деформации упругой прокладки (US патент №6178894В А, кл. B61F 5/14, 2001 г.), Вследствие того, что упругая прокладка, расположенная между вырезами опорными поверхностями боковой рамы и адаптера буксового подшипника работает на сдвиг, то силовая характеристика взаимодействия боковой рамы с буксой в горизонтальном поперечном относительно пути направлении также является неоптимальной, поскольку при полной сдвиговой деформации упругой прокладки вследствие максимального поперечного горизонтального перемещения боковой рамы относительно буксы происходит резкий перелом силовой характеристики такого упругого соединения и, следовательно, значительный рост силового взаимодействия гребня колеса с рельсом.

Известно соединение буксы с боковой рамой тележки грузового вагона (патент RU 2342271 С1), содержащее опорный адаптер буксового подшипника и упругий амортизатор, установленный в буксовом вырезе боковой рамы тележки между опорными поверхностями буксового выреза тележки и опорного адаптера буксового подшипника с возможностью горизонтальных поперечных перемещений опорного адаптера буксового подшипника относительно боковой рамы тележки посредством деформации упругого амортизатора, при этом верхняя поверхность упругого амортизатора зафиксирована на опорной поверхности буксового выреза тележки, а нижняя его поверхность зафиксирована на опорной поверхности опорного адаптера буксового подшипника, отличающееся тем, что упругий амортизатор выполнен из эластомера V-образной формы. Недостатком такого соединения, во-первых, является то, что значения поперечной и продольной жесткостей упругого амортизатора данного соединения буксы с боковой рамой зависят от вертикальной нагрузки на ось колесной пары, которая в груженом и порожнем состояниях вагона может отличаться в 4-5 раз, следовательно, такие переменные значения жесткости упругого амортизатора в порожнем и груженом режимах движения вагона в настоящее время невозможно осуществить в практике. Кроме того, при вписывании в кривую и наличии возможного продольного перемещения буксы относительно боковой рамы предполагающего радиальную установку колесной пары в кривом участке пути, за счет трения между гребнем колеса и боковой гранью головки рельса возможен перекос тележки в плане, что способствует увеличению угла набегания гребня колеса на наружный рельс. В результате такое относительное продольное перемещение буксы может привести не к уменьшению, а к увеличению износа гребня колеса а также и боковой грани головки рельса.

Известно также соединение буксы с боковой рамой тележки грузового вагона (патент RU №2305644), которое содержит опорный адаптер буксового подшипника и упругую прокладку, установленные в буксовом вырезе боковой рамы между опорными поверхностями буксового выреза и адаптера. Между опорной поверхностью буксового выреза и упругой прокладкой установлена верхняя металлическая пластина, зафиксированная вместе с упругой прокладкой. Боковые края верхней металлической пластины отогнуты под углом к вертикали и расположены с возможностью прилегания к боковым граням верхней опорной поверхности буксового выреза. Между опорной поверхностью адаптера и упругой прокладкой установлена упругая металлическая пластина, зафиксированная вместе с упругой прокладкой. Боковые края упругой металлической пластины отогнуты и расположены параллельно отогнутым боковым краям верхней металлической пластины, зафиксированной на опорной поверхности буксового выреза. На отогнутых боковых краях упругой металлической пластины установлены неупругие фрикционные элементы или упругие неметаллические элементы. Недостатком такого соединения является малая энергоемкость отогнутых боковых краев упругой металлической пластины, вследствие чего силовая характеристика взаимодействия боковой рамы с буксой в горизонтальном поперечном относительно пути направлении является неоптимальной.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является снижение интенсивности изнашивания гребней колес грузовых вагонов, а также боковой грани головки рельса.

Указанный технический результат достигается тем, что на верхней горизонтальной поверхности буксы 1 (или буксового адаптера, установленного на буксе) расположена прокладка, выполненная из эластомерного материала 2 (фиг. 1), на которой установлена первая износостойкая пластина 3. Эта пластина служит опорой плоского игольчатого подшипника, выполненного в виде установленных в пластинчатом сепараторе 4 и ориентированных вдоль оси железнодорожного пути роликов 5. На этот плоский игольчатый подшипник посредством второй износостойкой пластины 6 опирается боковая рама 7, а на передней 8 и задней 9 крышках этой буксы закреплены конусообразные упругие элементы 10 и 11, выполненные из эластомерного материала. Эти упругие элементы установлены в контакте с боковыми поверхностями боковой рамы и их конфигурация выполнена так, чтобы при поперечных перемещениях боковой рамы относительно буксы силовое динамическое взаимодействие буксы с боковой рамой соответствовало характеристике, приведенной на фиг. 2.

Такая характеристика позволяет колесной паре перемещаться (самоустанавливаться) в своем осевом направлении во время вписывания вагона в кривые участки пути и по выходе из них занимать свое первоначальное положение, что и способствует снижению интенсивности изнашивания гребней колес грузовых вагонов и боковой грани головки рельса. Для защиты соединения буксы с рамой тележки вагона от частиц пыли и влаги это устройство герметично закрыто защитным кожухом 12.

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности касается конструкции соединения буксы с боковой рамой тележки грузового вагона. Устройство связи боковой рамы тележки грузового вагона с буксой содержит расположенную на верхней горизонтальной поверхности буксы (1) (или буксового адаптера, установленного на буксе) прокладку (2), выполненную из эластомерного материала, на которой установлена износостойкая пластина (3), служащая опорой плоского игольчатого подшипника с установленными в пластинчатом сепараторе (4) и ориентированными вдоль оси железнодорожного пути роликами (5). На плоский игольчатый подшипник посредством второй износостойкой пластины (6) опирается боковая рама (7) тележки. На передней и задней крышках буксы закреплены конусообразные упругие элементы из эластомерного материала, установленные в контакте с боковыми поверхностями боковой рамы, и их конфигурация при малых поперечных перемещениях колесной пары относительно боковой рамы минимизирует силовое динамическое взаимодействие буксы с боковой рамой, а на границах относительного прогиба приводит к прогрессивному возрастанию. Устройство герметично закрыто защитным кожухом. Во время вписывания вагона в кривые участки пути колесная пара перемещается (самоустанавливается) в осевом направлении и по выходе из них занимает свое первоначальное положение, что уменьшает износ гребня и боковой грани головки рельса. Изобретение повышает технический ресурс колесных пар, снижает количество отцепок вагонов в ремонт и повышает эффективность эксплуатации подвижного состава. 2 ил.

Устройство связи боковой рамы тележки грузового вагона с буксой, содержащее боковую раму и буксу, на верхней поверхности которой расположена прокладка, выполненная из эластомерного материала, отличающееся тем, что на этой прокладке установлена износостойкая пластина, служащая опорой игольчатого подшипника, выполненного в виде установленных в пластинчатом сепараторе и ориентированных вдоль оси железнодорожного пути роликов, на который посредством другой износостойкой пластины опирается боковая рама, при этом на передней и задней крышках этой буксы закреплены конусообразные упругие элементы, установленные в контакте с боковыми поверхностями боковой рамы, и это устройство герметично закрыто защитным кожухом.