RU2222447C2

RU2222447C2 - Extensible wheelset

Info

Publication number: RU2222447C2
Application number: RU2000124335/28A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Цюренко; А.М. Краснобаев; Ю.М. Черкашин; В.С. Ширин; В.С. Шириня; Ю.Ф. Жуков; В.Н. Шведов; Т.Н. Цихон
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2004-01-27

Abstract

FIELD: railway transport. SUBSTANCE: invention relates to wheelsets designed for moving along tracks of different gauges. Proposed wheelset contains wheels mounted on hollow sleeves enclosing fixed axle. Fixing mechanisms enclose sleeve and axle. Housing of fixing mechanism interacts with insert through engagement members, thus embracing tilted surfaces of inclined tooth of sleeve and fixed axle fixing them relative to each other. EFFECT: improved reliability and rigidity of fixing of wheelset, provision of mounting with available axle-box suspensions. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к рельсовому транспорту и предназначено для оснащения подвижного состава, осуществляющего бесперевалочные перевозки по железным дорогам с различной шириной рельсовой колеи. The invention relates to rail transport and is intended to equip rolling stock carrying out transshipment of goods by rail with different rail gauges.

Известна колесная пара для различной ширины колеи (описание изобретения к патенту RU 2100211 С1, B 60 B 35/10 от 19.04.94 г.), которая дополнительно снабжена главной осью со шлицами и расположенной внутри полых полуосей с внутренними шлицами, причем на торцах главной оси и полуосей имеются выступы для фиксации фиксатором колесных пар, при этом фиксатор выполнен электрическим, состоящим из сдвоенных секторов, захватывающих выступы полуосей или становясь между ними, диска, находящегося в середине главной оси, прямоугольных стержней, закрепленных вокруг поверхности диска, возвратных пружин, электромагнитной катушки, намотанной изолированным проводом на каркасе вокруг двойных секторов, круглого контактора, помещенного через изоляцию на полуось и соединяющегося с одним из концов провода электромагнитной катушки, причем двойные сектора с возвратными пружинами надеты на прямоугольные стержни диска главной оси и перемещаются на них внутри катушки. Known wheelset for different gauge (description of the invention to patent RU 2100211 C1, B 60 B 35/10 from 04/19/94), which is additionally equipped with a main axis with splines and located inside the hollow axles with internal splines, and at the ends of the main There are protrusions for the axis and half-axis for fixing the wheelset with the retainer, while the retainer is made of electric, consisting of double sectors, capturing the protrusions of the half-axes or between them, a disk located in the middle of the main axis, rectangular rods fixed around the surface of the disk, return springs, an electromagnetic coil wound with an insulated wire on the frame around the double sectors, a circular contactor placed through the insulation on the axis and connected to one end of the wire of the electromagnetic coil, with double sectors with return springs worn on the rectangular rods of the main axis and move on them inside the coil.

Недостатком данной конструкции при переводе с колеи одного размера на колею другого размера является наличие на вращающейся колесной паре электрического фиксатора, а под вагоном - электрической шины, питающей фиксатор. The disadvantage of this design when moving from a gauge of one size to a gauge of a different size is the presence of an electric lock on a rotating pair of wheels, and under the car - an electric bus supplying the lock.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является раздвижная колесная пара системы Vevey, описание которой приводится в журнале "Железные дороги мира", 11, 1983, с. 30. Эта система состоит из невращающейся оси и двух вращающихся колес, которые могут перемещаться относительно оси, занимая позиции, соответствующие ширине колеи. Вращающиеся колеса при помощи роликовых подшипников закреплены на неподвижной оси, нагрузки от колеса вдоль оси воспринимаются упорными подшипниками, которые при помощи полой оси (гильзы) связывают колесо с муфтой механизма фиксации. На полых осях (гильзах) имеются два зуба (по одному на каждое колесо). Каждый зуб может входить в один или два паза муфты, которая охватывает ось. При этом муфта фиксирует обе полые оси (гильзы), а стержень фиксирует муфту относительно неподвижной оси. Освобождение колес фиксирующим устройством происходит поднимаемым толкателем, следующим по специальному поднятому на возвышение рельсу, расположенному на оси пути. The closest technical solution to the proposed one is the sliding wheelset of the Vevey system, the description of which is given in the journal "Railways of the world", 11, 1983, p. 30. This system consists of a non-rotating axis and two rotating wheels that can move relative to the axis, occupying positions corresponding to the gauge. Rotating wheels by means of roller bearings are fixed on a fixed axis, the loads from the wheel along the axis are perceived by thrust bearings, which, with the help of a hollow axis (sleeve), connect the wheel to the clutch of the locking mechanism. There are two teeth on the hollow axles (sleeves) (one for each wheel). Each tooth can enter one or two grooves of the coupling, which covers the axis. In this case, the clutch fixes both hollow axes (sleeves), and the rod fixes the clutch relative to the fixed axis. The wheels are released by the locking device by a lifted pusher, following a special rail raised to an elevation, located on the axis of the track.

Основным недостатком этой конструкции является то, что осевые силы с колеса на неподвижную ось передаются посредством вертикального болта, причем этот болт расположен консольно и ослабляет ось. Особенностью таких конструкций при динамических нагрузках является появление износов, вызывающие зазоры и, как следствие, потеря размера между колесами. The main disadvantage of this design is that the axial forces from the wheel to the fixed axis are transmitted by means of a vertical bolt, this bolt being cantilevered and weakens the axle. A feature of such structures under dynamic loads is the appearance of wear, causing gaps and, as a result, loss of size between the wheels.

Предлагаемое изобретение решает задачу повышения надежности и жесткости фиксации колесной пары, кроме того, предлагаемая колесная пара должна обеспечить возможность ее монтажа с имеющимися конструкциями буксового подвешивания. The present invention solves the problem of improving the reliability and rigidity of fixing the wheelset, in addition, the proposed wheelset should provide the possibility of its installation with existing designs axle suspension.

Решение задачи достигается тем, что раздвижная колесная пара состоит из колес, смонтированных посредством роликовых и упорных подшипников на скользящих гильзах, охватывающих оба конца неподвижно закрепленной оси. Каждый конец оси жестко связан с буксой. На оси между колесами располагаются два механизма фиксации (по одному на каждое колесо), имеющие возможность вертикального перемещения относительно оси и гильзы. Собственно механизм фиксации состоит из корпуса, траверсы, пружин и болтов. Внутри верхней стенки корпуса устанавливается, с возможностью вертикального перемещения, вкладыш. Верхняя стенка корпуса и вкладыш имеют элементы зацепления для взаимодействия между собой. Элементы фиксации вкладыша выполнены в виде зубьев, имеющих наклонные поверхности, которые взаимодействуют с ответными поверхностями на гильзе и оси. Гильза имеет продольные направляющие поверхности (лыски), взаимодействующие с ответными поверхностями на вертикальных стенках фиксатора. Фиксатор своими вертикальными направляющими взаимодействует с неподвижной осью, удерживая от поворота гильзу вокруг оси. Корпус фиксатора при помощи траверсы, болтов и пружин закрепляется на неподвижной оси. Величина вертикальных перемещений корпуса фиксатора учитывает максимальный износ круга катания колеса. The solution to the problem is achieved by the fact that the sliding wheel pair consists of wheels mounted by means of roller and thrust bearings on sliding sleeves, covering both ends of a fixed axis. Each end of the axis is rigidly connected to the axle box. On the axis between the wheels are two locking mechanisms (one for each wheel), with the possibility of vertical movement relative to the axis and the sleeve. Actually, the fixing mechanism consists of a body, a traverse, springs and bolts. Inside the upper wall of the housing is installed, with the possibility of vertical movement, the liner. The upper wall of the housing and the liner have engagement elements for interaction with each other. The fixing elements of the liner are made in the form of teeth having inclined surfaces that interact with mating surfaces on the sleeve and axis. The liner has longitudinal guide surfaces (flats) interacting with mating surfaces on the vertical walls of the retainer. The latch with its vertical guides interacts with the fixed axis, holding the sleeve around the axis from rotation. The housing of the latch with the help of a traverse, bolts and springs is fixed on a fixed axis. The magnitude of the vertical displacements of the latch housing takes into account the maximum wear of the wheel.

На фиг. 1 изображен общий вид колесной пары; на фиг.2 изображена часть колесной пары в разрезе; на фиг.3 изображен разрез механизма фиксации; на фиг.4 изображена схема механизма фиксации и чертеж фиксирующего устройства в разрезе Б-Б в рабочем положении колесной пары узкой колеи; на фиг.5 изображена схема механизма фиксации и чертеж фиксирующего устройства в разрезе Б-Б на подъемной горке; на фиг.6 изображена схема механизма фиксации и чертеж фиксирующего устройства в разрезе Б-Б в рабочем положении колесной пары широкой колеи. In FIG. 1 shows a General view of the wheelset; figure 2 shows part of the wheelset in the context; figure 3 shows a section of the locking mechanism; figure 4 shows a diagram of the locking mechanism and the drawing of the locking device in the context of BB in the working position of the narrow gauge wheelset; figure 5 shows a diagram of the locking mechanism and the drawing of the locking device in section BB on a lifting slide; figure 6 shows a diagram of the locking mechanism and a drawing of the locking device in section BB in the working position of the wide gauge wheelset.

Раздвижная колесная пара (фиг.1 и фиг.2) содержит неподвижную, закрепленную в буксах 1, ось 2, два механизма фиксации 3, колеса 4, смонтированные посредством подшипников 5 на скользящих гильзах 6, охватывающие ось 1, на которой выполнены два зуба (на каждое колесо) 7 и 8 трапецеидальнего сечения, а на гильзе 6 - один выступ 9. Механизм фиксации, приведенный на фиг.3, состоит из корпуса, который включает в себя: верхнюю стенку 10, боковые стенки 11, траверсу 12, две пружины 13, два болта 14, два кронштейна 15 с роликами 16. В верхней стенке корпуса установлен вкладыш 17, имеющий зубья, выполненные в виде трапеции, вертикальные стенки которой контактируют с корпусом вкладыша и вертикальной стенкой неподвижной оси, а наклонной поверхностью контактируют с ответными поверхностями гильзы и оси, что видно из чертежей, приведенных на фиг.4, 5, 6, и поджимное устройство 18. Механизм фиксации устанавливается на неподвижной оси 1, с возможностью перемещения только в вертикальном направлении, а лыски на гильзе 6, взаимодействуя с направляющими механизма фиксации, не позволяют ей поворачиваться вокруг оси 1, но дают возможность перемещаться вдоль нее. The sliding wheel pair (FIG. 1 and FIG. 2) contains a fixed axle 2 fixed in axle boxes 1, two locking mechanisms 3, wheels 4 mounted by means of bearings 5 on sliding sleeves 6, covering axis 1 on which two teeth are made ( on each wheel) 7 and 8 of a trapezoidal section, and on the sleeve 6 - one protrusion 9. The locking mechanism shown in figure 3, consists of a housing, which includes: the upper wall 10, side walls 11, traverse 12, two springs 13, two bolts 14, two brackets 15 with rollers 16. An insert is installed in the upper wall of the housing 17, having teeth made in the form of a trapezoid, the vertical walls of which are in contact with the liner body and the vertical wall of the fixed axis, and the inclined surface is in contact with the counter surfaces of the liner and axis, as can be seen from the drawings shown in Figures 4, 5, 6, and squeezing device 18. The locking mechanism is mounted on the fixed axis 1, with the ability to move only in the vertical direction, and the flats on the sleeve 6, interacting with the guides of the locking mechanism, do not allow it to turn around axis 1, but give the ability to move along it.

Переход с колеи одного размера на колею другого размера происходит на специальном пути с тремя участками, средний из которых имеет переменную ширину. Все участки оборудованы специальными направляющими 19 (фиг.1), которые перемещают колеса относительно неподвижной оси. Между рельсами расположена горка 20 (фиг.4, 5, 6), на которую своими роликами наезжает механизм фиксации. The transition from a gauge of one size to a gauge of another size occurs on a special path with three sections, the middle of which has a variable width. All sections are equipped with special guides 19 (figure 1), which move the wheels relative to the fixed axis. Between the rails there is a slide 20 (Figs. 4, 5, 6), on which the locking mechanism runs into its rollers.

Механизм фиксации работает следующим образом. При прохождении колесной пары через переводное устройство ролики 16 накатываются на горку 20 и, сжимая пружины 13, поднимают корпус фиксатора относительно оси 1 и гильзы 6 вверх, при этом элементы зацепления корпуса и вкладыша 16 фиксатора разблокируют зуб 9 на гильзе 5 и зубья 7 или 8 (в зависимости от ширины колеи) на оси 1. Поджимное устройство 18 (фиг.5) поджимает вкладыш 17 к вертикальной плоскости верхней стенки фиксатора, а также - к вертикальной плоскости зуба 8. В это время при помощи переводного устройства 19 сдвигаются или раздвигаются колеса. The locking mechanism works as follows. When the wheelset passes through the conversion device, the rollers 16 are rolled onto the slide 20 and, compressing the springs 13, raise the retainer housing relative to the axis 1 and sleeve 6 upward, while the engagement elements of the housing and retainer insert 16 unlock tooth 9 on sleeve 5 and teeth 7 or 8 (depending on the gauge) on the axis 1. The squeezing device 18 (Fig. 5) presses the insert 17 to the vertical plane of the upper wall of the retainer, and also to the vertical plane of the tooth 8. At this time, with the help of the translation device 19, the wheels are moved or moved apart .

При установке колесной пары на узкую колею направляющее переводное устройство 19 сдвигает колесо с гильзой 6 по оси в направлении зуба 7. После этого ролик 16 скатывается с горки 20, корпус фиксатора под действием пружин 13 опускается, вкладыш 17, опускаясь, контактирует своими наклонными поверхностями с наклонной поверхностью зуба 9 гильзы 6 и наклонной поверхностью зуба 7 оси 1. Возникающая продольная сила прижимает торец зуба 9 гильзы к торцу зуба 7 оси. Таким образом, гильза 6 и ось 1 своими торцевыми поверхностями находятся в постоянно поджатом состоянии. When the wheelset is mounted on a narrow track, the guiding device 19 shifts the wheel with the sleeve 6 along the axis in the direction of the tooth 7. After this, the roller 16 rolls off the slide 20, the latch housing is lowered by the action of the springs 13, the liner 17, lowering, contacts its inclined surfaces with the inclined surface of the tooth 9 of the sleeve 6 and the inclined surface of the tooth 7 of the axis 1. The resulting longitudinal force presses the end of the tooth 9 of the sleeve to the end of the tooth 7 of the axis. Thus, the sleeve 6 and the axis 1 with their end surfaces are in a constantly pressed state.

При установке колесной пары на широкую колею ролик 16, накатываясь на горку 20, поднимает корпус фиксатора, сжимая пружины 13. Вкладыш 17, поднимаясь вверх, разблокирует зуб 9 на гильзе 6 и зуб 7 на оси 1. Направляющее переводное устройство 19 сдвигает колесо с гильзой 6 влево на размер В, больший, чем размер Г (ширина вкладыша). После этого ролик 16 скатывается с горки 20, корпус фиксатора под действием пружины 13 опускается. Вкладыш 17, опускаясь, занимает место между торцевыми поверхностями зуба 9 гильзы 6 и зуба 8 оси 1. Корпус фиксатора, опускаясь, контактирует своими наклонными поверхностями с наклонной поверхностью зуба 9 гильзы 6 и наклонной поверхностью зуба 8 оси 1. Возникающая продольная сила прижимает торец зуба 9 гильзы, вкладыш, к торцу зуба 8 оси 1. Таким образом, гильза 6 и ось 1 стягиваются и контактируют своими торцовыми вертикальными поверхностями, находясь в постоянно поджатом состоянии. When installing the wheelset on a wide track, the roller 16, rolling on the slide 20, raises the latch housing, compressing the springs 13. The liner 17, rising up, unlocks the tooth 9 on the sleeve 6 and the tooth 7 on the axis 1. The guide transfer device 19 moves the wheel with the sleeve 6 to the left by size B larger than size D (liner width). After that, the roller 16 rolls off the slide 20, the latch housing under the action of the spring 13 is lowered. The insert 17, dropping, takes place between the end surfaces of the tooth 9 of the sleeve 6 and tooth 8 of the axis 1. The retainer body, falling, contacts its inclined surfaces with the inclined surface of the tooth 9 of the sleeve 6 and the inclined surface of the tooth 8 of the axis 1. The resulting longitudinal force compresses the tooth end 9 sleeves, liner, to the end of the tooth 8 axis 1. Thus, the sleeve 6 and the axis 1 are pulled together and in contact with their vertical end surfaces, being in a constantly pressed state.

Контакт гильзы 6 с осью 1 по вертикальной поверхности позволяет передавать продольные динамические нагрузки, возникающие при контакте колесо-рельс, без вертикальной составляющей, которая может отжимать запирающие устройства. The contact sleeve 6 with the axis 1 on a vertical surface allows you to transmit longitudinal dynamic loads that occur when the contact wheel-rail, without a vertical component, which can push the locking device.

Использование в эксплуатации заявленной конструкции раздвижной колесной пары позволит получить значительный технико-экономический эффект за счет того, что по сравнению с известными конструкциями в предлагаемой колесной паре исключена возможность самопроизвольного сдвига колес по оси под действием динамических нагрузок, и, тем самым, обеспечивается повышение безопасности движения поездов. Кроме того, в предлагаемой конструкции предусмотрена возможность использования серийного буксового подвешивания, что создает значительные удобства в эксплуатации. The use of the claimed design of the sliding wheel pair in operation will allow you to obtain a significant technical and economic effect due to the fact that, compared with the known designs in the proposed wheel pair, the possibility of spontaneous axle movement of the wheels under the influence of dynamic loads is excluded, and thereby improving traffic safety trains. In addition, the proposed design provides for the possibility of using serial axle suspension, which creates significant ease of use.

Вышеуказанные преимущества заявленной раздвижной колесной пары по сравнению с базовым вариантом дают основания утверждать, что изобретение имеет важное народно-хозяйственное значение и может быть рекомендовано для широкого внедрения на железных дорогах. The above advantages of the claimed sliding wheelset in comparison with the basic version give reason to argue that the invention is of great economic importance and can be recommended for widespread adoption on the railways.

Claims

1. Раздвижная колесная пара, включающая в себя колеса, смонтированные посредством подшипников на полых гильзах, охватывающие неподвижно закрепленную ось, механизмы фиксации, которые располагаются между колесами и охватывают гильзы и ось, состоящие из корпуса, траверсы, пружин и болтов, причем корпус имеет верхнюю стенку, взаимодействующую со вкладышем, который имеет зубья для взаимодействия с гильзой и осью, отличающаяся тем, что корпус фиксатора и вкладыш имеют элементы зацепления, выполненные в виде зубьев с наклонными поверхностями, которые, охватывая наклонные поверхности зуба подвижной гильзы и неподвижной оси, контактируют с ними и фиксируют гильзу относительно неподвижной оси, причем подвижная гильза и неподвижная ось контактируют торцевыми поверхностями зубьев или торцевыми поверхностями вкладыша.1. Sliding wheelset, including wheels mounted by means of bearings on hollow sleeves, covering a fixed axle, locking mechanisms that are located between the wheels and cover the sleeves and axle, consisting of a housing, a traverse, springs and bolts, the housing having a top a wall interacting with the liner, which has teeth for interacting with the sleeve and the axis, characterized in that the retainer body and the liner have engagement elements made in the form of teeth with inclined surfaces, to torye covering the inclined surface of the movable sleeve and the fixed tooth axis, in contact with them, and the sleeve is fixed relative to the fixed axis, the movable sleeve and the fixed axle contact the end surfaces or end faces of the teeth of the insert.

2. Раздвижная колесная пара по п.1, отличающаяся тем, что при поднятом положении корпуса фиксатора один из зубьев вкладыша своей вертикальной поверхностью контактирует с поверхностью, расположенной на корпусе фиксатора, и поверхностью, расположенной на неподвижной оси.2. The sliding wheel pair according to claim 1, characterized in that when the position of the latch housing is raised, one of the teeth of the insert with its vertical surface is in contact with a surface located on the housing of the latch and a surface located on the fixed axis.

3. Раздвижная колесная пара по п.1, отличающаяся тем, что гильза имеет направляющие поверхности, контактирующие с поверхностями механизма фиксации, а механизм фиксации имеет направляющие, контактирующие с неподвижной осью, удерживающие его от поворота вокруг оси.3. The sliding wheel pair according to claim 1, characterized in that the sleeve has guide surfaces in contact with the surfaces of the locking mechanism, and the locking mechanism has guides in contact with the fixed axis, preventing it from turning around the axis.