RU217263U1 - Двухосная тележка для скоростного грузового вагона - Google Patents

Abstract

Полезная модель предназначена для использования в скоростных грузовых поездах на железнодорожных путях колеи 1520 мм со скоростями до 140 км/ч, осевой нагрузкой до 22,5 тс.

Технический результат, достигаемый заявляемой полезной моделью – повышение надежности, плавности и устойчивости в движении двухосной тележки для скоростных грузовых вагонов, снижение износа колес.

Заявляемый технический результат достигается за счет того, что в двухосной тележке для скоростного грузового вагона, содержащей раму, образованную из соединенных друг с другом двух продольных и двух поперечных балок, расположенных между двумя продольными балками, представляющими собой боковые рамы тележки, надрессорную балку, опирающуюся с обоих концов на пружины рессорных узлов каждой боковой рамы, поперечные балки расположены с противоположных сторон надрессорной балки, две колесные пары, каждая из которых содержит ось с закрепленными на ней колесами, закрепленный на каждом конце оси колесной пары буксовый узел с подшипником, при этом буксовый узел выполнен обеспечивающим упругое взаимодействие боковой рамы с осью колесной пары, каждая поперечная балка одним концом жестко соединена с одной продольной балкой, а другим концом шарнирно соединена с другой продольной балкой через кронштейн, жестко соединенный с соответствующей продольной балкой, согласно полезной модели шарнирное соединение каждой поперечной балки с соответствующей продольной балкой обеспечено посредством шарнира, выполненного шаровым, ось вращения шарнира расположена вертикально. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Полезная модель предназначена для использования в скоростных грузовых поездах на железнодорожных путях колеи 1520 мм со скоростями до 140 км/ч, осевой нагрузкой до 22,5 тс.

Из патента № 2514982 на изобретение известна тележка грузового вагона, содержащая: две конструкции колесных пар, две боковые рамы, размещенные с внешних сторон конструкций колесных пар, гнезда под подшипники, размещенные с внешних сторон конструкций колесных пар и под боковыми рамами, надрессорную балку, жестко соединенную с центральными областями двух боковых рам, основные тормозные устройства, расположенные с двух сторон надрессорной балки, первый соединительный стержень и второй соединительный стержень, причем первый соединительный стержень и второй соединительный стержень Х-образно пересекаются, проходя через предусмотренные отверстия с двух сторон внутренней части надрессорной балки, при этом первый соединительный стержень и второй соединительный стержень отделены друг от друга в участке пересечения, первый соединительный стержень содержит первый конец и второй конец, второй соединительный стержень содержит третий конец и четвертый конец, при этом первый конец и третий конец упруго соединены с одной из боковых рам и являются симметричными относительно центральной линии надрессорной балки, а второй конец и четвертый конец упруго соединены с другой боковой рамой и являются симметричными относительно центральной линии надрессорной балки; и два опорных элемента, симметричных относительно центральной линии надрессорной балки, жестко размещены на каждой из боковых рам, соответственно, при этом опорные элементы предусмотрены с коническими резиновыми втулками, и первый конец и второй конец, третий конец и четвертый конец, соответствующим образом, упруго соединены с опорными элементами посредством конических резиновых втулок.

Недостатком тележки по патенту № 2514982 являются высокие динамические нагрузки на тележку и вагон в целом, возможный перекос колесных пар относительно пути, что снижает устойчивость вагона от схода с рельс при больших скоростях, недостаточная плавность хода вагона.

Из патента № 173190 на полезную модель известна тележка трамвая со 100%-ным низким уровнем пола, содержащая раму, образованную из соединенных друг с другом продольных и поперечных балок, шкворневую балку, опирающуюся с подрессориванием на продольные балки, две колесные пары, каждая из которых содержит ось с неподвижно закрепленными на ней колесами, закрепленный на каждом колесе и подрессоренный относительно продольной балки посредством резино-металлического амортизатора буксовый корпус с подшипником, двигатели кинематически соединенные с редукторами, при этом редуктор кинематически соединен с осью колеса, буксовый корпус с подшипником расположен с внутренней стороны каждого колеса, а каждая поперечная балка шарнирно соединена с одной из продольных балок.

Тележка по патенту № 173190 выбрана в качестве наиболее близкого аналога.

Недостатком тележки по патенту № 173190 в случае ее использования в вагонах скоростных поездов является следующее:

- высокие динамические ударные нагрузки на колесную пару и вагон в целом;

- необеспеченность тормозной эффективностью при движении со скоростью до 140 км/ч.

Техническая проблема, решаемая предлагаемой полезной моделью – создание тележки для вагонов скоростных поездов, обладающей высокой устойчивостью в движении, надежностью.

Технический результат, достигаемый заявляемой полезной моделью – повышение надежности, плавности и устойчивости в движении двухосной тележки для скоростных грузовых вагонов, снижение износа колес.

Заявляемый технический результат достигается за счет того, что в двухосной тележке для скоростного грузового вагона, содержащей раму, образованную из соединенных друг с другом двух продольных и двух поперечных балок, расположенных между двумя продольными балками, представляющими собой боковые рамы тележки, надрессорную балку, опирающуюся с обоих концов на пружины рессорных узлов каждой боковой рамы, поперечные балки расположены с противоположных сторон надрессорной балки, две колесные пары, каждая из которых содержит ось с закрепленными на ней колесами, закрепленный на каждом конце оси колесной пары буксовый узел с подшипником, при этом буксовый узел выполнен обеспечивающим упругое взаимодействие боковой рамы с осью колесной пары, каждая поперечная балка одним концом жестко соединена с одной продольной балкой, а другим концом шарнирно соединена с другой продольной балкой через кронштейн, жестко соединенный с соответствующей продольной балкой, согласно полезной модели шарнирное соединение каждой поперечной балки с соответствующей продольной балкой обеспечено посредством шарнира, выполненного шаровым, ось вращения шарнира расположена вертикально.

Поперечные балки одним концом могут быть шарнирно соединены через кронштейн с противоположными продольными балками.

Каждый кронштейн может быть выполнен охватывающим конец соединенной с ним поперечной балки.

Соединение кронштейна с шарниром обеспечено посредством цилиндрического стержня, выходящего через шарнир с двух сторон за пределы поперечной балки в сквозные отверстия, выполненные в охватывающих сторонах кронштейна, выходящие наружу за пределы охватывающих сторон кронштейна концы стержня зафиксированы посредством гаек.

Соединение кронштейна с шарниром обеспечено посредством стяжного болта, проходящего в сквозные отверстия, выполненные в охватывающих сторонах кронштейна через шарнир.

Каждый рессорный узел может быть выполнен в виде центрального рессорного люлечного подвешивания.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображена заявляемая тележка вид сверху.

На фиг. 2 изображен общий вид заявляемой тележки.

На фиг. 3 изображено сечение B-B соединения боковых рам через шаровой (сферический) шарнир.

Позиции на фигурах.

1 – продольные балки (боковые рамы);

2 – поперечные балки;

2.1 – проушины/втулки поперечной балки;

3 – надрессорная балка;

4 – ось колесной пары;

5 – колесо;

6 – буксовый узел;

7 – подшипник буксового узла;

8 – кронштейн;

9 – шаровой шарнир;

10 – цилиндрический стержень или стяжной болт;

11 – рессорный узел.

Заявляемая двухосная тележка для скоростного грузового вагона содержит раму, образованную из соединенных друг с другом двух продольных 1 и двух поперечных 2 балок, расположенных между двумя продольными балками 1, представляющими собой боковые рамы тележки; надрессорную балку 3, опирающуюся с обоих концов на пружины рессорных узлов 11 каждой боковой рамы 1; поперечные балки 2 расположены с противоположных сторон надрессорной балки 3; две колесные пары, каждая из которых содержит ось 4 с закрепленными на ней колесами 5; закрепленный на каждом конце оси колесной пары буксовый узел 6 с подшипником 7. При этом буксовый узел 6 выполнен обеспечивающим упругое взаимодействие боковой рамы 1 с осью 4 колесной пары; каждая поперечная балка 2 одним концом жестко соединена с одной продольной балкой 1, а другим концом шарнирно соединена с другой продольной балкой 1 через кронштейн 8, жестко соединенный с соответствующей продольной балкой 1; шарнирное соединение каждой поперечной балки 2 обеспечено посредством шарового (сферического) шарнира 9, ось вращения которых расположена вертикально.

Поперечные балки 2 шарнирно соединены с противоположными продольными балками 1 для более симметричного распределения нагрузок на конструктивные узлы тележки.

Каждый кронштейн 8 выполнен охватывающим конец соединенной с ним поперечной балки 2.

Соединение кронштейна 8 с поперечной балкой 2 через шаровой шарнир 9 может быть обеспечено посредством цилиндрического стержня 10, выходящего через шарнир 9 с двух сторон за пределы поперечной балки 2 в сквозные отверстия, выполненные в охватывающих сторонах кронштейна 8. Выходящие наружу за пределы охватывающих сторон кронштейна 8 концы цилиндрического стержня 10 зафиксированы посредством гаек (на чертежах не показаны).

Соединение кронштейна 8 с шарниром 9 также может быть обеспечено посредством стяжного болта 10, проходящего в сквозные отверстия, выполненные в охватывающих сторонах кронштейна 8 через шарнир 9.

Шарнир 9 может быть размещен своими боковыми сторонами, противоположными от оси вращения, в проушинах 2.1 поперечной балки 2 или во втулках 2.1, закрепленных относительно поперечной балки 2.

Таким образом в заявляемой тележке возможность перемещений в данном узле обеспечивается за счет только высокой подвижности шарнира 9. В результате компьютерного моделирования было установлено, что распределение нагрузки в заявляемой тележке равномерное.

Расположение оси вращения шарнира 9 вертикально обусловлено тем, что при таком расположении шарнира обеспечивается максимальная площадь поверхности шарнира, которая воспринимает нагрузку от взаимодействия боковых рам друг с другом, что повышает несущую способность и надежность шарнира 9.

Каждый рессорный узел 11 выполнен в виде центрального рессорного люлечного подвешивания.

Центральное рессорное люлечное подвешивание может быть выполнено аналогичным рессорному узлу железнодорожной тележки конструкции КВЗ-ЦНИИ источник https://www.vagoni-jd.ru/razdel_03-5-2-telejki-pv/, рис. 3.42; https://lokomo.ru/podvizhnoy-sostav/celnometallicheskie-passazhirskie-vagony/Page-37.html, рис. 102; https://poisk-ru.ru/s15871t4.html, рис. 18). Также центральное рессорное люлечное подвешивание в заявляемой тележке может быть конструктивно выполнено таким же, как в изобретении по патенту № 2706677.

Упругое взаимодействие боковой рамы 1 с осью 4 колесной пары может быть обеспечено любым образом, например посредством адаптеров буксовых подшипников, описанных в патенте РФ № 2763087 на изобретение «Тележка железнодорожного транспортного средства».

Обеспечение в заявляемой тележке упругого взаимодействия не только боковой рамы 1 с осью 4 колеса 5 (как в наиболее близком аналоге), но также за счет высокой подвижности шарнира 9, а также применение центрального рессорного люлечного подвешивания позволяет снизить и равномерно распределить динамические ударные нагрузки на колесную пару и вагон в целом по сравнению с наиболее близким аналогом. Известно, что люлечное подвешивание широко используется в пассажирских вагонах и электропоездах для создания плавного и мягкого хода

Соединение боковых рам 1 между собой посредством поперечных балок 2 через шаровой шарнир 9 обеспечивает жесткость заявляемой тележки в плане, исключая при такой конструкции тележки возможность забегания боковых рам 1 относительно друг друга и исключая, таким образом, перекос колесных пар относительно пути, обеспечивая, тем самым, устойчивость тележки от схода с рельсов при больших скоростях и снижая износ гребней колес. При этом за счет высокой подвижности шарнира 9 обеспечивается при прохождении кривых и/или наклонных участков путей возможность перекоса боковых рам 1 относительно горизонтальной плоскости, способствуя этим самым равномерности распределения нагрузки на колесные пары и элементы рамы тележки, способствуя, таким образом, сохранению плавности хода вагона, что имеет существенное значение при высоких скоростях до 140 км/час. Двухстороннее нажатие тормозных колодок на колесо обеспечивает эффективность торможения со скорости 140 км/ч. Двустороннее нажатие тормозных колодок на колесо может быть реализовано по аналогии с тормозной рычажной передачей, известной из источников: https://www.poezdvl.com/books/krilov/krilov_59.html рис. 224; https://www.arhivinfo.ru/1-2978.html, рис. 16). Использование в заявляемой тележке тормозной рычажной передачи с двусторонним нажатием тормозных колодок на колесо позволяет в совокупности с другими признаками полезной модели обеспечить достижение заявляемого технического результата именно для скоростных грузовых поездов. Неэффективное торможение при больших скоростях может привести к снижению устойчивости при движении скоростного вагона и поезда в целом, к повышению износа колес, что не позволит обеспечить безопасность движения.

Заявляемая полезная модель предназначена для его использования в двухосных тележках в скоростных грузовых поездах на железнодорожных путях колеи 1520 мм со скоростями до 140 км/ч, осевой нагрузкой до 22,5 тс.

При движении скоростного грузового вагона с заявляемыми тележками, исключение перекоса колесных пар относительно пути обеспечивается не только в буксовых узлах, но и конструктивными элементами тележки (шаровыми шарнирами, центральным рессорным люлечным подвешиванием), способствуя в целом выравниванию и распределению нагрузок на колеса, снижая воздействие динамических нагрузок на вагон в целом, что обеспечивает повышение надежности тележки и вагона в целом, обеспечивает плавность и устойчивость в движении тележки и вагона в целом, способствует снижению износа колес и воздействие на путь. Т.е. заявляемая полезная модель позволяет достигнуть технический результат, заключающийся в повышении надежности, плавности и устойчивости в движении двухосной тележки для скоростных грузовых вагонов.

Claims (6)

1. Двухосная тележка для скоростного грузового вагона, содержащая раму, образованную из соединенных друг с другом двух продольных и двух поперечных балок, расположенных между двумя продольными балками, представляющими собой боковые рамы тележки, надрессорную балку, опирающуюся с обоих концов на пружины рессорных узлов каждой боковой рамы, поперечные балки расположены с противоположных сторон надрессорной балки, две колесные пары, каждая из которых содержит ось с закрепленными на ней колесами, закрепленный на каждом конце оси колесный пары буксовый узел с подшипником, при этом буксовый узел выполнен обеспечивающим упругое взаимодействие боковой рамы с осью колесной пары, каждая поперечная балка одним концом жестко соединена с одной продольной балкой, а другим концом шарнирно соединена с другой продольной балкой через кронштейн, жестко соединенный с соответствующей продольной балкой, отличающаяся тем, что шарнирное соединение каждой поперечной балки с соответствующей продольной балкой обеспечено посредством шарнира, выполненного шаровым, ось вращения шарнира расположена вертикально.

2. Тележка по п. 1, отличающаяся тем, что поперечные балки одним концом шарнирно соединены через кронштейн с противоположными продольными балками.

3. Тележка по п. 1, отличающаяся тем, что каждый кронштейн выполнен охватывающим конец соединенной с ним поперечной балки.

4. Тележка по п. 3, отличающаяся тем, что соединение кронштейна с шарниром обеспечено посредством цилиндрического стержня, выходящего через шарнир с двух сторон за пределы поперечной балки в сквозные отверстия, выполненные в охватывающих сторонах кронштейна, выходящие наружу за пределы охватывающих сторон кронштейна концы стержня зафиксированы посредством гаек.

5. Тележка по п. 3, отличающаяся тем, что соединение кронштейна с шарниром обеспечено посредством стяжного болта, проходящего в сквозные отверстия, выполненные в охватывающих сторонах кронштейна через шарнир.

6. Тележка по п. 1, отличающаяся тем, что каждый рессорный узел выполнен в виде центрального рессорного люлечного подвешивания.

Images