Опорно-поворотное устройство транспортного средства Советский патент 1993 года по МПК B61F5/16 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использован в ходовых частях вагонов метро и трамвая.

Известно опорно-поворотное устройство (ОПУ) тележки транспортного средства, содержащее балку коробчатого сечения с .чашеобразными окончаниями под комплекты рессорного подвешивания, с элементами под опорно-поворотное устройство из двух незамкнутых в кольцо секторов, опирающихся средними частями на балку, и упорного подшипника.

Подобная конструкция ОПУ используется в тяУовых тележках с одномоторным продольно расположенным приводом.

Поперечная балка ОПУ в средней части выполнена выпуклой для огибания тягового электродвигателя втележке с зазором, иск- лючаю щим соударения при прогибе рессорного подвешивания. С этой же целью между секторами выполнен разрыв.

Поперечная балка служит опорой для упорного подшипника и кузова, при этом упорный подшипник накладывается на сектора балки и служит для связи кузова с тележкой. Так как упорный подшипник опирается на балку в зоне рессорного подвешивания, то это позволяет разгрузить центральную часть балки, уменьшить ее се- t чение, массу и обеспечивает на достаточно низком уровне высоту пола вагона.

Однако подобная схема опирания предопределяет неравномерность нагружения тел качения в упорном подшипнике, при этом повышенные нагрузки приходятся на тела качения, находящиеся над коробчатым сечением балки.

Это объясняется двумя причинами:

1. Поперечная балка, нагруженная весом кузова, имеет по своей длине прогиб, освобождающий тела качения в средней части (фиг. 1).

2. Даже при недеформируемой поперечной балке нагрузка на тела качения, расположенные над балкой, значительно выше, так как свисающие части секторов имеют возможность деформироваться под нагрузкой (отклоняться от нагрузки).

СО

С

vj ю

ю ю о

Очевидно, что наиболее нагруженные тела качения расположены над средней частью сечения поперечной балки, а свисающие части секторов скорее всего служат не для опоры, а лишь для более равномерного размещения болтового крепления опорного кольца подшипника.

На фиг,2 изображена эпюра распределения нагрузки по телам качения упорного подшипника|рзсположенного на поперечной балке известной конструкции ОПУ. Эпюра нагрузок говорит о неэффективном использований упорного подшипника при подобной схеме опирания на балку, так как подвижное верхнее кольцо совершает лишь угловые колебания в пределах ± 15°, определяемые радиусом поворота рельсовых путей (по ГОСТ 8802-78 не менее 16 м), то ресурс работоспособности упорного подшипника будет ограничиваться лишь той его частью, которая находится над балкой.

Увеличениеизгибной жесткости поперечной балки ОПУ приводит к снижению пиковой нагрузки РМакс (фиг,2), однако это приводит к увеличению поперечного сечения, особенно высоты этой балки.

Увеличение размеров балки ограничено необходимостью иметь запас пространства между балкой и тяговым электродвигателем, расположенным под ней, для исключения соударений при прогибе рессорного подвешивания и возможно только в случае подъема уровня пола в салоне и введения дополнительной входной ступеньки, но это снижает скорость пассажирообмена на остановках.

Кроме того,возрастает металлоемкость самой балки.

Цель изобретения-повышение ресурса работоспособности ОПУ путем перераспределения действующих на тела качения нагрузок;...

Поставленная цель достигается тем, что в опорно-поворотном устройстве транспортного средства, содержащем упорный подшипник, расположенный между кузовом и поперечной балкой тележки, участок поперечной балки в зоне опирания на нее нижнего кольца подшипника выполнен с вырезом/который может быть выполнен аркообразным, или вырез может быть образовав разрывом в балке.

Положительный эффект от применения предложенной конструкции ОПУ - повышение ресурса работоспособности - возникает за счет выполнения опорных участков балки, сопряженных с упорным подшипником и расположенных поперек ее продольной плоскости симметрии, с разрядкой, обеспечивающей податливость под нагрузкой прилегающего участка нижнего кольца упорного подшипника, что приводит к перераспределению и снижению нагрузок, действующих на тела качения ОПУ.

. На фиг.З и 4 изображена конструкция ОПУ; на фиг.5 - сечение поперечной балки, опорная поверхность которой под упорный подшипник выполнена с разрядкой в виде арки, образующей над собой мембрану; на

0 фйг.6 - сечение балки, в котором разрядка выполнена путем разрыва опорной поверхности в виде перевернутой арки; на фиг.7 - сечение балки, в котором разрыв опорной поверхности выполнен путем исключения

5 части опорного участка; на фиг.8 - эпюры распределения нагрузок на тела качения ОПУ.

ОПУ содержит поперечную балку 1 (фиг.З, 4) коробчатого сечения с выгнутой

0 средней частью для огибания тягового привода в тележке с чашеобразными окончани- ями2иупорныйподшипник4, расположенный между кузовом и поперечной балкой 1,

На поперечной балке 1 расположены

5 два незамкнутых в кольцо сектора 3, на которые опирается упорный подшипник 4.

Опорные участки балки 5 (фиг.4), сопряженные с упорным подшипником 4 и расположенные поперек ее продольной

0 плоскости симметрии 1-1, выполнены с разрядкой (вырезом): на фиг,5 - в виде арки 6, образующей над собой мембрану; на фиг.6 - разрыв опорной поверхности в виде перевернутой арки 7; на фиг.7 - разрыв выпол5 нён путем исключения части опорного участка 8.

Подобное использование поперечной балки обеспечивает податливость под нагрузкой прилегающего к разрядке участка

0 опорного кольца упорного подшипника, приводящую к раздвоению пиковой нагрузки на телах качения в подшипнике и снижение ее уровня с одновременным уширением эпюры в 1,8 раза.

5 Для сравнения на фиг.8 приведены эпюры распределения нагрузок на тела качения упорного подшипника, опирающегося на известную балку (эпюра 9) и на предлагаемую поперечную балку ОПУ (эпюра 10).

0 При использовании предложенной конструкции ОПУ достигается снижение максимальных нагрузок на тела качения упорного подшипника примерно на 33%, при этом ресурс долговечности ОПУ увеличивается

5 более чем в 3 раза.

Формул а изобретения 1. Опорно-поворотное устройство транспортного средства, содержащее упорный подшипник, расположенный между кузовом и поперечной балкой тележки, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения ресурса работы, участок поперечной балки в зоне опирания на нее нижнего кольца подшипника выполнен с вырезом.

2. Устройство поп.1,отличающее- с я тем, что вырез выполнен аркообразным.

3. Устройство по п.1,отличающееся тем, что вырез образован разрывом в балке.

Использование: транспортное машиностроейие. ходовые части вагонов метро и трамвёя. Сущность изобретения: опорные участки балки, сопряженные с упорным подшипником и расположенные поперек ее продольной плоскости симметрии, выполнены с разрядкой, обеспечивающей податливость под нагрузкой прилегающего участка нижнего кольца упорного подшипника, причем упомянутая разрядка может быть выполнена в виде арки, образующей над собой мембрану или путем разрыва опорной поверхности в виде перевернутой арки, или исключения части опорного участка. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Ј

f s. S sfSff f s S

±±±

A

I

ог-

(

A

махеФиг 2

z&i

Ј Mtf)

c&

922l6it

т г jf;.

0. 6

-Ui /

/ч

f. J .:

0Are7