RU2207271C2 - Тележка высокоскоростного рельсового транспорта - Google Patents
Тележка высокоскоростного рельсового транспорта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2207271C2 RU2207271C2 RU2000119229A RU2000119229A RU2207271C2 RU 2207271 C2 RU2207271 C2 RU 2207271C2 RU 2000119229 A RU2000119229 A RU 2000119229A RU 2000119229 A RU2000119229 A RU 2000119229A RU 2207271 C2 RU2207271 C2 RU 2207271C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rail
- wheel
- wheels
- trolley
- bogie
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Handcart (AREA)
Abstract
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к высокоскоростному подвижному составу. Технический результат - исключение схода подвижного состава с рельсов при высоких скоростях и уменьшение износа рельсов и колес подвижного состава. Устройство содержит тележку, имеющую колеса, которые взаимодействуют с одним рельсом и расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. Причем колеса соприкасаются друг с другом фасками, а каждое колесо опирается цилиндрической поверхностью катания на соответствующую поверхность катания четырехгранной главы рельса. Гребни колес, которые охватывают четырехгранный рельс снизу, и поверхности катания колес образуют с рельсом продольно-подвижное неразъемное соединение, исключающее сход колес с рельсов. Несущие балки тележки упруго соединены с несущими балками аналогичной тележки, движущейся по параллельному рельсу, с возможностью образования единой четырехколесной тележки, упруго соединенной с экипажем. 5 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к высокоскоростному, колесному рельсовому транспорту как пассажирскому, так и грузовому.
Известна двухосная тележка с жесткой базой, составляющей 2,74 части от диаметра колеса [1]. В этой тележке имеются две колесные пары, подвешенные к ее раме на рессорах. Каждая из колесных пар имеет два колеса с внутренними гребнями на бандаже и жестко посаженные на общий вал колеса.
Поверхность катания колес по рельсу имеет сложный многоконусный профиль, взаимодействующий с выпуклым профилем главы рельса не только поверхностью катания, но и гребнем.
Примем известное решение за аналог. На железнодорожном транспорте рельсовый путь и колесная пара являются единым механизмом. В аналоге рельсоколесный механизм работает плохо, что подтверждается многочисленными крушениями, вызванными проваливанием колесных пар между рельсов. Это ярко иллюстрирует рисунок из книги Фришмана М.А. [1, рис.109]. Часто величина опирания колеса на рельс совершенно недостаточна.
Кроме того, в аналоге имеется существенный недостаток - жесткое соединение двух колес с валом и, как следствие, виляющее движение колесной пары. Этот недостаток был незаметен при малых скоростях подвижного состава. При современных скоростях провоцирует фантастические затраты на техническое обслуживание рельсовых дорог, а для высокоскоростных магистралей существующий механизм - "колесная пара - рельсовый путь" - должен быть заменен более надежным.
Следствием виляющего движения колесной пары являются динамические с большой силой и высокой частотой боковые удары по рельсу. Этим динамическим нагрузкам приходится противопоставлять сложные и дорогостоящие инженерные решения.
В течение последних десятилетий резко возрастают темпы износа колес, рельсов и подвижного состава. Типичным стало ненормальное явление, когда колеса и рельсы практически перестают изнашиваться по поверхностям катания. Взаимодействие колес и рельсов происходит через гребни колес, которые взаимно срезаются и истираются [2, с.36].
Недостаток, изначально заложенный в механизм "колесная пара - рельсы", заключается в том, что ему запрограммировано выполнение одновременно трех функций: опорно-несущей, направляющей и функции дифференциала жесткой посадки колес на вал, возникает проскальзывание колес, особенно на кривых участках пути, что приводит к интенсивному износу колес, рельсов и расстраивает рельсовый путь. К тому же сложный профиль поверхности катания очень быстро нарушается. Из-за коничности колес рельсы ставят не вертикально, а с внутренней подуклонкой, что усложняет конструкцию креплений и повышает расходы на текущее содержание пути. При виляющем движении колесные пары проходят в единицу времени больший путь по рельсу, нежели сам экипаж, что вызывает ускоренный износ трущихся поверхностей.
Технический результат изобретения - исключение схода подвижного состава с рельсов при скоростях до 500 км/ч и уменьшение износа рельсов и подвижного состава.
Технический результат достигнут тем, что тележка высокоскоростного рельсового транспорта содержит подрессоренную раму и колеса с подшипниками. Колеса тележки, взаимодействующие с одним рельсом, расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях и соприкасаются друг с другом фасками.
Каждое колесо опирается цилиндрической поверхностью катания на соответствующую поверхность катания четырехгранной главы рельса. Гребни колес, которые охватывают четырехгранный рельс снизу, и поверхности катания колес образуют с рельсом продольно-подвижное неразъемное соединение, исключающее сход колес с рельсов.
Каждое колесо снабжено двуплечим валом, перпендикулярным плоскости колеса, причем внутренние плечи вала ориентированы вверх и снабжены ролико-шариковыми упорными подшипниками.
Каждый из этих подшипников размещен в гнезде рамы, соединенной с несущими балками, а наружные плечи валов снабжены роликовыми цилиндрическими подшипниками, размещенными в теле коромысла, опирающегося своими концами на раму тележки.
Несущие балки тележки упруго соединены с несущими балками аналогичной тележки, движущейся по параллельному рельсу, с возможностью образования единой четырехколесной тележки, упруго соединенной с экипажем. Рама тележки выполняется прокатом.
На фиг. 1 показана четырехколесная тележка для высокоскоростного рельсового транспорта, состоящая из двух упруго соединенных двухколесных тележек; на фиг.2 - вид А сбоку; на фиг.3 - рельс со срезными боковыми углами; на фиг.4 - ролико-шариковый упорный подшипник; на фиг.5 - сечение рамы, выполненной из прокатной заготовки.
Каждая из двухколесных тележек, движущихся по своему рельсу, содержит: несущую балку 1, соединенную с рамой 2, заготовка для которой выполнена на прокатном стане; два грузовых колеса 3, вращающихся во взаимно ортогональных плоскостях и опирающихся на четырехгранную главу 4 рамы, выполненной прокатом, и рельса 5. Каждая двухколесная тележка, движущаяся по своему рельсу, образует с ним продольно-подвижное неразъемное соединение!!
Две двухколесные тележки, движущиеся по параллельным рельсам двухколейного пути, соединены друг с другом посредством упругого элемента 6 и образуют четырехколесную тележку, на которую экипаж 7 опирается посредством рессор 8.
Две двухколесные тележки, движущиеся по параллельным рельсам двухколейного пути, соединены друг с другом посредством упругого элемента 6 и образуют четырехколесную тележку, на которую экипаж 7 опирается посредством рессор 8.
Рама 2 тележки выполнена симметричной прокатной относительно вертикальной оси и снабжена гнездами для подшипников и фланцами для соединения с несущими балками 1. В каждое грузовое колесо 3 впрессован двуплечий вал а, имеющие внутреннее и наружное плечи, а каждое из колес имеет внешний гребень b, кольцевую канавку с и фаску d.
Внутреннее плечо вала а посажено в стакан ролико-шарикового упорного подшипника е, большой стакан которого размещен в гнезде рамы 2. Торец вала а через упорный подшипник е передает сжимающие усилия на раму 2 двухколесной тележки.
Внешнее плечо вала а колеса 3 снабжено роликовым цилиндрическим подшипником f коромыслом, размещенным в теле 9, передающего своими концами опорные реакции на раму 2 тележки коромысла 9, соединенной по концам элементами 10, воспринимающими распор.
Работа конструкции
Вертикальное воздействие Р от экипажа, передаваемое на двухколесную тележку, распределяется на два колеса и затем передается в зоне контакта каждого из колес на соответствующую грань главы рельса по всей ширине грани. Фаски d колес касаются друг друга по линии симметрии двухколесной тележки. Внешние b гребни каждого из колес обхватывают боковые углы главы рельса 4 снизу, но не касаются главы рельса. Между гребнем b и главой 4 всегда имеется зазор Δ, равный 1/20...1/25 ширины поверхности катания колеса. То есть гребни выполняют аварийные функции, образуя продольно-подвижное неразъемное (!) соединение каждой двухколесной тележки с рельсом.
Вертикальное воздействие Р от экипажа, передаваемое на двухколесную тележку, распределяется на два колеса и затем передается в зоне контакта каждого из колес на соответствующую грань главы рельса по всей ширине грани. Фаски d колес касаются друг друга по линии симметрии двухколесной тележки. Внешние b гребни каждого из колес обхватывают боковые углы главы рельса 4 снизу, но не касаются главы рельса. Между гребнем b и главой 4 всегда имеется зазор Δ, равный 1/20...1/25 ширины поверхности катания колеса. То есть гребни выполняют аварийные функции, образуя продольно-подвижное неразъемное (!) соединение каждой двухколесной тележки с рельсом.
Исключение контакта между гребнем и главой рельса резко уменьшает износ как рельсов, так и колес!
Горизонтальные усилия Т воспринимаются одним или другим колесом двухколесной тележки и через систему подшипников передаются на раму 2.
Горизонтальные усилия Т воспринимаются одним или другим колесом двухколесной тележки и через систему подшипников передаются на раму 2.
Несоответствие расстояния между осями рельсов расстоянию между центрами сблокированных двухколесных тележек вызывает упругую деформацию амортизатора 6, избыточные силы компенсируются, и износ рельсов и колес снижается.
Изготовление рамы 2 высокоскоростной тележки
Заготовка для рамы 2 изготавливается на прокатном стане, чем обеспечена высокая надежность рамы. Гнезда для упорных ролико-шариковых подшипников выпрессовываются в заготовке в горячем состоянии, и затем производится механическая обработка на обычных расточных станках.
Заготовка для рамы 2 изготавливается на прокатном стане, чем обеспечена высокая надежность рамы. Гнезда для упорных ролико-шариковых подшипников выпрессовываются в заготовке в горячем состоянии, и затем производится механическая обработка на обычных расточных станках.
С целью повышения выносливости рамы все сварные соединения исключены!
Соединения рамы 2 с несущими балками выполнены посредством полых заклепок с внедренными сердечниками [3], имеющими большую надежность, чем применяемые в настоящее время фрикционные соединения на болтах или шпильках.
Соединения рамы 2 с несущими балками выполнены посредством полых заклепок с внедренными сердечниками [3], имеющими большую надежность, чем применяемые в настоящее время фрикционные соединения на болтах или шпильках.
Особенности сборки высокоскоростных тележек
При сборке высокоскоростных тележек рельсового транспорта в депо они размещаются на специальных рельсах (фиг.3) с главой, у которой боковые углы срезаны, то есть неразъемность двухколесной тележки с рельсом устранена. Тележки собираются отдельно, и затем собранная четырехколесная тележка мостовым краном устанавливается на рельс (фиг.3).
При сборке высокоскоростных тележек рельсового транспорта в депо они размещаются на специальных рельсах (фиг.3) с главой, у которой боковые углы срезаны, то есть неразъемность двухколесной тележки с рельсом устранена. Тележки собираются отдельно, и затем собранная четырехколесная тележка мостовым краном устанавливается на рельс (фиг.3).
На выходе из депо рельсы со срезанными боковыми углами соединены с рельсами, обеспечивающими неразъемность тележек с рельсом (фиг.1), и при движении состав заходит на эти рельсы и в дальнейшем движется только по ним.
Стрелочные переводы для специальных рельсов разработаны, и заявка на изобретение также будет отправлена.
Сопоставление тележки высокоскоростного рельсового транспорта с аналогом показывает ее существенные отличия.
Тележка образует с рельсами продольно-подвижное неразъемное (!) соединение, исключающее сход состава с рельсов!
- Резко уменьшен износ колес и рельсов, так как устранено проскальзывание колес (каждое из колес вращается на своих подшипниках) и гребни не трутся о главу рельса!
- Центр тяжести состава понижен и тем самым устойчивость его повышена. Облегчен вход и выход людей из вагонов, так как уровень пола понижен.
- Резко уменьшен износ колес и рельсов, так как устранено проскальзывание колес (каждое из колес вращается на своих подшипниках) и гребни не трутся о главу рельса!
- Центр тяжести состава понижен и тем самым устойчивость его повышена. Облегчен вход и выход людей из вагонов, так как уровень пола понижен.
- Уменьшен расход электроэнергии, так как сопротивление движению уменьшено.
- Упрощена рама тележки и повышена ее надежность, так как она изготавливается из прокатной заготовки.
Экономический эффект возникает из-за:
- Сохранения жизни людей, так как сход составов с рельсов исключен!
- Уменьшения расходов на содержание рельсового пути и экипажей, так как износ рельсов и колес резко снижен!
- Уменьшения расходов на строительство платформ для посадки, так как уровень пола поездов понижен;
- Повышения надежности рельсовых путей, так как новые рельсы обладают высокими изгибными и крутильными характеристиками и надежно закрепляются на шпалах.
- Сохранения жизни людей, так как сход составов с рельсов исключен!
- Уменьшения расходов на содержание рельсового пути и экипажей, так как износ рельсов и колес резко снижен!
- Уменьшения расходов на строительство платформ для посадки, так как уровень пола поездов понижен;
- Повышения надежности рельсовых путей, так как новые рельсы обладают высокими изгибными и крутильными характеристиками и надежно закрепляются на шпалах.
Источники информации
1. Фришман Н.А. Как работает путь под поездами. - М.: Транспорт, 1983 - 168 с.
1. Фришман Н.А. Как работает путь под поездами. - М.: Транспорт, 1983 - 168 с.
2. Никифоров Б.Д., академик / Железнодорожный транспорт, 1995, 10.
3. Нежданов К. К., Васильев А.В., Калмыков В.А. Нежданов А.К. Способ и устройство для неподвижного соединения. Патент России 2114328. Бюл. 18, зарег. 27.06.1998.
Claims (1)
- Тележка высокоскоростного рельсового транспорта, содержащая подрессоренную раму и колеса с подшипниками, отличающаяся тем, что колеса тележки, взаимодействующие с одним рельсом, расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях и соприкасаются друг с другом фасками, причем каждое колесо опирается цилиндрической поверхностью катания на соответствующую поверхность катания четырехгранной главы рельса, при этом гребни колес, которые охватывают четырехгранный рельс снизу, и поверхности катания колес образуют с рельсом продольно-подвижное неразъемное соединение, исключающее сход колес с рельсов, каждое колесо снабжено двуплечим валом, перпендикулярным плоскости колеса, причем внутренние плечи валов ориентированы вверх и снабжены ролико-шариковыми упорными подшипниками, каждый из которых размещен в гнезде рамы, соединенной с несущими балками, а наружные плечи валов снабжены роликовыми цилиндрическими подшипниками, размещенными в теле коромысла, опирающегося своими концами на раму тележки, причем несущие балки тележки упруго соединены с несущими балками аналогичной тележки, движущейся по параллельному рельсу, с возможностью образования единой четырехколесной тележки, упруго соединенной с экипажем.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000119229A RU2207271C2 (ru) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | Тележка высокоскоростного рельсового транспорта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000119229A RU2207271C2 (ru) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | Тележка высокоскоростного рельсового транспорта |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000119229A RU2000119229A (ru) | 2002-07-27 |
RU2207271C2 true RU2207271C2 (ru) | 2003-06-27 |
Family
ID=29209044
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000119229A RU2207271C2 (ru) | 2000-07-19 | 2000-07-19 | Тележка высокоскоростного рельсового транспорта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2207271C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108434748A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-08-24 | 中山市金马科技娱乐设备股份有限公司 | 一种轨道式游艺设备的座舱旋转驱动*** |
CN114856945A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-08-05 | 国家电投集团科学技术研究院有限公司 | 利用塔筒的储能装置 |
-
2000
- 2000-07-19 RU RU2000119229A patent/RU2207271C2/ru active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108434748A (zh) * | 2018-05-22 | 2018-08-24 | 中山市金马科技娱乐设备股份有限公司 | 一种轨道式游艺设备的座舱旋转驱动*** |
CN108434748B (zh) * | 2018-05-22 | 2023-11-28 | 广东金马游乐股份有限公司 | 一种轨道式游艺设备的座舱旋转驱动*** |
CN114856945A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-08-05 | 国家电投集团科学技术研究院有限公司 | 利用塔筒的储能装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5524634B2 (ja) | 鉄道車両用台車 | |
Okamoto | How bogies work | |
US9915035B1 (en) | Bidirectional railroad track to maglev guideway transition system | |
Ge et al. | Dynamic derailment simulation of an empty wagon passing a turnout in the through route | |
Ge et al. | Investigation on derailment of empty wagons of long freight train during dynamic braking | |
CN104627195B (zh) | 一种轨道车辆及其脱轨安全防护装置 | |
CN108357510B (zh) | 具有小曲线通过能力的六轴高地板轻轨车中间铰接转向架 | |
RU2207271C2 (ru) | Тележка высокоскоростного рельсового транспорта | |
JPH08216881A (ja) | 鉄道車両用軌間可変台車 | |
CN108238061A (zh) | 柔性轴箱及其装配方法与转向架 | |
RU2449910C2 (ru) | Способ снижения износа системы колесо-рельс и конструкция для его осуществления | |
CN217197654U (zh) | 设置短轴的自动差速高铁轮对及其使用的模块式高铁道岔 | |
Illingworth et al. | The use of steering axle suspensions to reduce wheel and rail wear in curves | |
RU74344U1 (ru) | Колесная пара вагона для дифференциального вписывания в кривую | |
RU2227102C2 (ru) | Железнодорожная тележка | |
Boocock et al. | The development of the prototype advanced passenger train | |
RU60908U1 (ru) | Двухосная тележка грузового вагона с упругой связью колесной пары и боковой рамы | |
Koizumi | Advance in railway vehicle technology and future prospects mainly in relation to bogie | |
CN220163871U (zh) | 一种轨道观光火车防倾翻装置 | |
RU2294295C1 (ru) | Тележка двухосная железнодорожного вагона | |
RU2196058C2 (ru) | Одноосная железнодорожная тележка | |
CN106043345B (zh) | 一种用于防止轨道交通车辆出轨的安全装置 | |
Yuxing et al. | Research on Dynamic Characteristics of Gauge Change Bogies | |
RU2194639C2 (ru) | Рельсоколесный механизм | |
RU2400373C1 (ru) | Колесная пара вагона |