Амортизатор извилистых движений железнодорожных повозок Советский патент 1957 года по МПК B61G11/14 B61F5/20 

Колеса с коническим) бандажами вызывают извилистые д;з; ження железнодорожных повозок.

При сравнительно небольших скоростях движения подвижного состава железных дорог, эти движения не превосходят допустимых пределов воздействия на рельсовый путь. Од1гако с ростом скоростей, воздействия колес на рельсовый путь достигают значительной величины, что ксдопусти.мо с точки зрения безопасности движения.

Для умеиьн:ения извилистых движений предлагается амортизатор к подвижному составу, оборудованному известными колесными парами, колеса которых жестко не связаны между собой. Колес:а могут быть установлены или на отрезках осей или на обн1,ей оси, с которой жестко связано лишь одно колесо, а второе посажено на ней свободно.

CytiiHOCTb изобретения заключается в том, что колеса в каждой колесной паре связаны между собой н лементом, снабженным инерционной массой. Эта связь может быть осуществлена, в случае посадки колес

на отрезках осей, через дифференциал, с коробко которого соеднне ia инерционная масса и солнечные шестерни которого получают разнонаправленное н различной скорости вращение от колес.

Инерционная масса может быть связана с колесами посредством нагруженной пружинами рычажной передачи.

На фиг. 1 изображена тележка железнодорожного вагона с амортизатором, колеса ко.чесных пар которой связаны дифференциалом, вид сверху; на фиг. 2 - в увеличенном масштабе с частичным разрезом передача между одной из колесных пар и д 1фференциллом на фиг. 1; на фиг. 3-то же, что ii на . 2, но для другого колеса этой же пары; ia ф;гг. 4-изображен разрез по АА на фиг. 3; на фиг. 5-часть тележкн по фиг. 1 с разрезом по дифференЩалу в плане; на фнг. 6-тележка с амортизатором, колесные пары которой образованы с одним колесо:., свободно сидящим на общей оси с жестко закрепленньи на ней вторым колесом, в плане; на фиг. 7-в увеличенном масштабе амортизатор для тележки по фиг. 6 с частичным разрезом; иа фиг. 8-разрез по ББ на фиг. 7; на фиг. 9-то же, что и на фиг. 7, но в случае применения дискового тормоза.

Рама / тележки, выполненная обычным способом, несет на себе две колесные пары с колесами 2, 3. Оба колеса каждой пары связаны между собой не жесткой осью, а амортизатором извилистых колебаний повозки.

С этой це;1ыо каждое колесо 2 (фиг. 2) насажено па ось 4, установленную в подшипниках, предусмотренных на тележке, приче.м на конпе оси насажена шестерня 5, зацепляюи 1,аяся с шестерней 6, сидяш,ей на полуоси 7. Шестерни 5, 6 и полуось 7 расположены в кожухе cV, состояп1.ем из двух половин 9 и 10, скрепленных болта.ми. Полуось 7, центрируемая и удерживаемая в кожухе обычным способом посредством шариковых подшипников //и 12 п упорного подшипника 13, выступает из кожуха 8. Так же каждое колесо 5 установлено на оси У , .опираюп ейся па подшипники рамы / тележки. На конце этой оси 14 сидит шестерня /5, число зубцов которой меньше, нежели число зубцов шестерни 5, причем эта разница равна передаточному отношению для шестерен 5 и 6.

Шестерня 1.5 сцепляется с нромежуточной шестерней 16, в свою очередь сценляюгцейся с шестерней 17 с числом зубцов на единицу меньшим числа зубцов шестерни 6. Шестерня 17 сидит на оси 18, являющейся прямой полуосью, вращающейся ускоренно и являющейся продолжением по.чуоси 7. Шестерни 15, 16 и 17 1 ПОЛУОСЬ 18 смонтированы в кожухе 19, состоящем из двух частей 20 и 21, по форме аналогичных частям 10 и 9. Этот кожух закрыт крышкой 22, составленной из двух частей 23 и-24. На крышку 22 при помощи двух шарикоподшипников 25 и 26 и упорного подшипника 27, опираются ось промежуточной шестерни 16 и полуось 18.

На концах полуосей 7 и Я, вь ступаюших из кожухов 8, 19 и крышки 22, насажепы конические солнечные шестерни 28 и 29 дифференциала 30, зацеиляю ц11еся с сателлитами 3 и 32, свободно сидящими на оси 33 вращения, жестко связанной с коробкой 34. Полуоси 7 и 18 центрированы в коробке 34 при помощи щарикоподщипников 35 и удерживаются опорными подщипниками 36. На коробке 34 смонтироваи наполненный силиконо.м а.мортизатор крутильных колебаний 37, состоящий ич кожуха 38, укрепленного на коробке 34 дифференциала любым известным способом.

В кожухе 38 предусмотрена торическая полость, заполненная силиконо.м, со свободно установлен 1ой в ней инерционной массой в виде кольца 39.

Кроме того, на коробке 34 смонтировано тормозное приспособление 40, состоящее из кольца 41 трения, на которое постоянно опираются тормозные колодки 42, находящиеся под воздействие.м пружин 43. Воздей ствие на кольцо 41 трения этих тормозных колодок может быть прекращено при помощи электрического приспособления, например электромагнита, питаемого по проводам 4-. Кожух (S и /9 с крышкой 22 укреплены на раме 1 тележки болтамп или винтами 45 и уголками 46.

Описанное выше устройство действует следующим образом.

При перемещении тележки в нэправлегпп стрелки В (фиг. 1) с локомотива выводят из действия задний тормоз. До тех пор, пока ось те чежки совпадает с осью колеи, поскольку полуоси, вращающиеся быстрее, движутся с одинаковой скоростью, коробки 34 дифференциалов 30 неподвижны. Если по какой-либо причине, при расположеиии шарнирной точки тележки на оси колеи, передние колеса 2 и 3 сносятся ца:;ад, вызывая своих осей относительно оси колеи, то соответственные полуоси 7 и 18 движутся с различиыми скоростя.ми, коробка 34 переднего дифференциала подвергается вращательному дв.чжению со

скоростью, равной половинно размести скоростей передних no.Tvoceii 7 ;; /6. Своей массой эта коробка действует подобно инерционному маховику н, благодаря разности пары сил. создаваемой им между колесами 2 н 3, образует момент, пара.ь лельный шарнирной точке тележки : )i стремяни-п |ся изменить положение осей передних колее 2 и 3 относительно рельсов, возвращая эти оси в ло.гожение, перпенднк)лярное к оси колен. То же самое имеет место относительно задних колес по той причине, что выпрямляющая пара сил зависит исключительно от угла иаклона осей. Центр осей при этом также сносится назад относительно оси колеи на величину, являющуюся функцией скорости дифференциала 34. Ось тележки становится пара.тле.чыюй оси колеи, но Чстанавливается на некотором расстоянии от нее.

Пара выпрямляющих сил образу. .ется только в результате движения колес и воздействует .тишь в части изменения качепмя, устраняя всякое скольжение между колесами и релйсами. Инерция колес 2 и 3 усиливает действие инерции коробки 34 дифференциала, так что их скорость .вращения уменьшается в направлении движения те.тежкн н возрастает в обратнол направлении.

Колодки 42, воздействуюнтне па поверхность трения 41 переднего дормоза 40, прилагают к тележке пару.сил с вертикальной осью, стремяп уюся вернуть переднюю ось к центов, причем эта пара завнсчт лишь от тормозян его момента и при. близительно постоянна. Тормоз может быть так отрегулирован, чтобы получалось несколько значе1|ий ддя тормозян1его момента, например, сравнительно небольшое значение для больших скоростей и большое значение д.тя малых скоростей. Люжно также исиользовать два приспособления с различными тормозами, об;)азуюии1е два различные тормозящие момента.

На фиг. б показана тележка, сборудовапиая поперечиной 47 с опорой 48 и смо;1тирова}1ная на раме 49,

несущей коромысла 5(9 и узел подвески тележки. На коромысле укреплены буксы ,5/ с тавотом, в которых для каждой колесной пары вран1ается ось .52, несуигая обычным способом закрепленное ко.тесо .5,. Второе колесо 54 насажено свободно на опорной поверхности 5,5 оси 52 при nOMonui втулок 56 и 57. Продольное крепление колеса 54 на оси 52 обеспечено двумя шайбами 58 п 55.

Колесо 54 соед1П1ено любым известным способом, папрнмер винтами 60, с диском 61, на котором на валике 62 щарнирно укреплеп конец коленчатого |)ычага 63, поворотного на валике 64, монтированном во фланце 65, который с ось:о 52 (фнг. 7 н 8). Со вторым концом рычага 63 шарниром 66 сопряжен конец ко.тенчатого рычага 67, свободно посажегшого на валик 68, закрепленный во фланце ()5. Со вторым концом рычага 67 шарниром 69 сопряжен третпй коленчатый рычаг 70, в свою очередь поворотно установленный на валнке 71, монтированном во фланце 55. Второй конец ко.те}1чатого рычага 70 Бал1п-:ом 72 шарнирно соединен с тягой, BTOpoii конец которой шарниром 73 соединен с инерционной массой (маховиком 74, на которой установлен амортизатор крутильиых колебаний, наполненный силиконом или 1П1ОЙ вязкой жпдкостью. .Амортизатор крутильных колебаний состоит из кожуха 75 укрепленного на маховике 74 любым нзЕ.естным способом с торической полостью, заполненной сил1П оном, «5 которой свободно помен1ено тяжелое кольцо 76. Но обеим сторонам маховика 74 нмеется по приливу 77,. на который опираются две пружпны 78 и 79, предпочтительно переменной упругости во избежание толчков, причем второй конец пружин yniiрается в приливы 80 и 6/, гфедусмотренные на фланце 65.

Схема, изображенная на фиг. 9, отличается от изображенной на фиг. 7 только тем, что на диске 61а имеется наружная закраииа 82, на которую воздействует тормпзиюе приспособление с диско. 83.

Описанное выше зстройство работает следующим образом.

До тех пор, пока ось тележки совпадает с осью колеи, и центр каждой оси 52 остается на оси колес вагона, никакой угловой разности в обоих колесах не наблюдается.

Если же по какой-либо причи1 е ось 52, оставаясь нормальной относительна колеи, смещается влево, TQ левое колесо стремится проделать больший путь, нежели правое колесо. Пружина 78, 79 создает пару сил, стремящуюся повернуть ось вправо. Это движение задерл ивается инерцией маховика 74 и поэтому протекает медленно.

Если какое-либо первоначальное напряжение создает в устройстве пару сил, направленную влево, например, под воздействием незначительной разности торможения обоих колес, причем ось 52 остается в центре и направлена перпендикулярно относительно колеи, то правое колесо запаздывает относительно левого колеса. Это первичное напряжение проталкивает правое колесо и смещает ось 52 влево. Таким образом, правое колесо может вращаться быстрее с тем, чтобы уничтожить пер. вичное напряжение. Когда это напряжение устранено, функционирование вновь становится нормальным в част нейтрального положения.

Если тележка наклонена вправо относительно оси колеи при нормальной работе обеих осей 52, го пружина 78, 79 передней оси 52 стремится повернуть телел ку влево, а пружина задней оси 52 стремится повернуть ее вправо, так как ведет левое колесо. Маховики обоих колес стремятся повернуть тележку влево. Преобладание пары сил, создаваемой пружиной 78, 79 передней оси 52, по сравнению с парой сил. создаваемой пружиной 75, 7г :ч1адней ocjij проявляется тогда, когда центр тележки перейдет вправо от оси колеи.

Если тележка, занимающая правильное относительно центра положение, входит на правое закругление, то под воздействием маховика 74, ось 52 повертывается вправо п положение равновесия переходит налево. Если смещение оси 52 оказывается недостаточным вследствие-изгиба кол-еи и ограниченного углового зазора свободного колеса 58 относительно этой оси, то непременно возникает скольжение правого колесч, так как левое колесо нагружено центробежной силой. Это правое кблесо скользит таким образом, что скорость скольжения направлена вперед, вследствие чего это колесо отстает от среднего положения. До тех пор, пока тележка движется по кривой, это скольжепие продолжается, и все протекает так, как бы ось была жесткой.

По выходе из кривой, ось 52 на.ходится слева, а правое колесо отстает. Совместные усилия пружины 78, 79 и- маховика 74 стре.мятся как можно скорее выпрямить ось, а для того, чтобы заставить правое колесо продзинуться вперед относительно левого колеса, используется сумма углового зазора, существующего между обоими колесами. Если ориентироваться вправо, тележка перейдетосевую «тинию колеи, и правое колесо оказывается случайно продвинутым вперед отдельно,.оно под воздействием пружины 78, 79 продвигается с отклонением .меньшим, чем это имело бы место при жесткой оси. В этом случае желательно, чтобы воздействие маховика было преобладающим с тем, чтобы были созданы условия, наиболее близкие к жесткай оси. Такое положение .маловероятно, и во всяком случае не может быть распространено, так как при следующем колебании оси 52 восстанавливается положение выхода из кривой. Накопление упругой энергии не может иметь .места потому, что колесоскользит в предельном положении и что в это.м скольл ении маховик не участвует, так как оба колеса врачщются с одинаковой скоростью.

Предмет изобретения

Л. Амортизатор извилистых движений же.1езнодорожных повозок, колеса колесных пар которых не связаны жестко между собой, насажены на общей оси или на отрезках оси с

общей геометрической осью и монтированы с возможностью поворота относительно кузова или центра тяжести повозки, отличающийс я тем, что, с целью обеспечения сохранения перпендикулярности оси, или осей колес к оси колеи и неитрироваиия их к оси колеи, колеса связаны между собой элементом, снабженным инерционной массой.

2.Форма выполнения амортизатора по п. 1, о тл и ч а ю И, а я с я тем, что инерционная масса связана с коробкой дифференциала, солнечные шестерни которого связаны с колесами через зубчатые с разным передаточным отношением передачи, обеспечивающие разнонаправленное враи1.ение солнечным шестерням дифференциала.

3.Форма выполнения амортизатора по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю гц а яся тем, что инерционная масса выполнена в форме кольца и заключена в коробку, наполненную вязкой жидкостью, например, силиконом.

4.Форма выполнения амо)тизатора но пп. 1-3, отличающаяс я тем, что, с целью регулирования воздействия инерционной массы, коробка дифференциала снабже1га тормозной поверхностью, взанмодействуюшей с управляемой из локомотива тормозной колодкой.

5.Форма выполнения амортизатора по и. 1, о т л и чающаяся те.м, что инерционная масса связана с колесами посредством нагруженной пружинам рычажной передачи.

6.Форма выполнения амортизатора но п. 5, отличающаяся тем, что с колесом, свободно сидяи;им на оси, несущей второе жестко сидящее на ней колесо, соединена плита, связанная с двуплечим рычагом, ось поворота которого установлена во фланце, составляюп1ем одно целое с осью жесткого сидящего на ней KOoieca, причем двуплечий рычаг соединен с инерционной массой посредством пружин.

J

Н

-е

1Я

iL/