Упругая связь кузова локомотива с тележкой Советский патент 1990 года по МПК B61F5/36 B61F5/08 

стержня упругой опоры кузова включа ет стержень 1, втулку 2, фланец 3, головку 4 и сайлент-блок 5, а верхняя часть - трубу б, втулку 7, фла нец 8, трубу 9, регулировочную муфту 10, головку 11 и сайлент-блок 12 Сайлент-блоки 5, 12 при помощи крон щтейнов 16, 18 сопряжены с рамами 1 1j9 тележки и кузова. Между фланцами и 8 размещены прокладки 20, 21,

15640294

пружины 22, 23 и фланец 24. Сайлент- блоки имеют одинаковые расчетные угловые жесткости при соосном скру- чивании и при перекосе их моментами

в плоскости продольных осей. Это . полностью компенсирует отрицательную

-жесткость сжатого упругого стержня 7, и тем самым предотвращает ее отриig цательное влияние на горизонтальную динамику локомотива. 6 ил.

Изобретение относится к локомотивостроению, в частности к рессорному подвешиванию кузова. Цель изобретения - улучшение динамических качеств локомотива за счет компенсации отрицательной жесткости сжатого стержня. Нижняя часть двухкомпонентного стержня упругой опоры кузова включает стержень 1, втулку 2, фланец 3, головку 4 и сайлент-блок 5, а верхняя часть - трубу 6, втулку 7, фланец 8, трубу 9, регулировочную муфту 10, головку 11 и сайлент-блок 12. Сайлент-блоки 5, 12 при помощи кронштейнов 16, 18 сопряжены с рамами 17, 19 тележки и кузова. Между фланцами 3 и 8 размещены прокладки 20, 21, пружины 22, 23 и фланец 24. Сайлент-блоки имеют одинаковые расчетные угловые жесткости при соосном скручивании и при перекосе их моментами в плоскости продольных осей. Это полностью компенсирует отрицательную жесткость сжатого упругого стержня и тем самым предотвращает ее отрицательное влияние на горизонтальную динамику локомотива. 6 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции рессорного подвешивания ку ёова на средней тележке локомотива и с тремя двухосными тележками.

Цель изобретения - улучшение ди- Намических качеств локомотива за Јчет компенсации отрицательной жест ости сжатого стержня.

На фиг. 1 схематично показана предлагаемая упругая связь; на фиг.2 - вид А на фиг.Ц на фиг.З - Вид Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг. 2 и З,1 на фиг.З - схема силового взаимодействия в сжатой стержневой опоре при горизонтальном поперечном относительном смещении нижней и верхней опорных поверхностей стержня, на фиг.6 - то

Зке, при продольном горизонтальном смещении.

Нижняя часть двухкомгюнентного стержня упругой опоры кузова включает в себя стержень 1, напрессованну на нее втулку 2, фланец 3, образующий со стержнем соединение г натяго и головку 4 с запрессованным в нее сайлент-блоком 5. Верхняя часть стержня состоит из трубы 6, запрессованной в него втулки 7, фланца 8, образующего с трубой 6 также соединение с натягом, трубы 9, регулировочной муфты 10, головки 11 с запрессованным в ней сайлент-блоком 12. Каждый из сайлент-бпоков 5 и 1 содержит металлический валик 13, вт ку 14 и привулканизированную к ним резиновую втулку 15. Концы валиков 13 имеют трапециевидное сечение и закреплены в пазах трапециевидного профиля кронштейнов 16 рамы 17 тележки и кронштейна 18 рамы 19 кузов Между фланцами 2 и 8 размещены про

кладки 20 и 21, пружины 22 и фланцы 24,

0

Где р щ

5

0

5

«При действии на кузов горизонтальной поперечной силы рама 19 кузова, перемещаясь, увлекает за собой кронштейны 18, сайлент-блок 12 и все остальные элементы верхней части двухкомпонентного стержня, которые передадут это усилие деталям нижней части. Поскольку при этом кронштейн 16 рамы 17 тележки удерживает валик 13 сайлент-блока 5. При этом стержень как единое целое повернется в вертикальной поперечной плоскости, причем центр поворота будет находиться на продольной оси сайлент-блока 5. В результате этого поворота, так как . оси сайлент-блоков параллельны продольной оси экипажа, втулки 15 подвергаются действию скручивающих моментов. При этом сопротивление скручиванию втулок 15, определяемое угловой жесткостью при соосном скручивании их, препятствует поперечному перемещению кузова, а отрицательная жесткость стержневой опоры (сжатого стержня),наоборот способствует этому перемещению. Условие равновесия стержня в этом случае при отклонении на угол об следующее:

р щ

Рста 1ст-ТСт тст-созо6 +

Где р щ

+ Q mM- cosoi - 2 И

СТ3

О,

(1)

Где р щ

5

ст. а

- ст

вертикальная нагрузка на опору от массы кузова; расчетная длина сжатого стержня

деформация стержня (горизонтальное смещение нижнего конца относительно верхнего);

ст

- горизонтальная реакция в стержневой опоре, обусловленная ее отрицательной жесткостью; Q - горизонтальная реакция в стержневой опоре, обусловленная сопротивлением скручиванию втулок 15; момент, действующий на стержень вследствие закручивания резиновых втулок на угол оЈ . При этом отрицательная жесткость

тержня, обуславливающая величину Тст,

ледующая:

М

ст.з

10

Ж.

гст,6

тст- cos об

При выполнении условия полной ком- пенсации отрицательной жесткости стержня за счет сопротивления скручиванию втулок 15 (т.е. Тст Q) из уравнения (1)

М гст.& ст.ь ;

LCT

С другой стороны

М,

oL 4

(4)

ст.з с )

где 7 - угловая жесткость втулки 15

при соосном скручивании. С учетом этого из уравнений (3) и (4) имеем

Об- Ъ,

Р

СТ.&

Учитывая, что

1ст Oi 31П Об И ОЛ

тсг

выражение (5) преобразуется

л. - РСТ

Лл

m

ет

При подборе угловой жесткости при соосном скручивании каждой втулки 15 по формуле (7) будет обеспечиваться ;нулевая горизонтальная поперечная жесткость стержневой опоры, т.е. фактически будет устранена горизонтальная поперечная силовая связь кузова с тележкой по этой опоре.

т,

10

- 20

25

30

35

40

При угловом отклонении стержня от вертикального положения в продольной вертикальной плоскости будут иметь место аналогичные силовые взаимодействия. Но при этом втулки 15 будут подвергаться действию не скручивающих моментов, а моментов, действующих в плоскостях продольных осей втулок и вызывающих их перекос (фиг.6). При этом углбвая жесткость втулок 15 при их перекосе, потребная для компенсации отрицательной жесткости стержня, будет выражаться также уравнением вида (7), т.е. для обеспечения нулевой жесткости связи кузова с тележкой по стержневой опоре при любых перемещениях угловые жесткости втулок 15 как при соосном скручивании, так и при перекосе должны быть равны и определяться по формуле (7) .

Формула изобретения

Упругая связь кузова локомотива с тележкой, содержащая стержень, выполненный из двух телескопически соединенных между собой частей, концами соединенных шарнирно с соответствующими рамами кузова и тележки,- охватывающей стержень пружины, размещенной между выступами частей, о т личающаяся тем, что, с ,целью улучшения динамических качеств локомотива за счет компенсации отрицательной жесткости сжатого стержня, шарнирные связи стержня с рамами кузова и тележки выполнены в виде продольно расположенных сайлент-бло- ков, угловые жесткости которых при соосном скручивании и при перекосе их моментами в продольной плоскости равны

45

с,о

РСТ. 6 тст

0

где Р

ст.в

m

ст

вертикальная нагрузка на стержень от массы кузова;

длина стержня между центрами осей сайлент-блоков при статической нагрузке.

i

tфие.З

ff-8

OL

ФигЛ

Фм.Составитель М.Фрадкин Редактор Ю.Середа Техред Л.Сердкжова Корректор В. Кабаций

Заказ 1131

Тираж 397

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.Ј

Подписное