RU2559397C2 - Passenger car damper - Google Patents

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: claimed device comprises two hollow cylinders arranged horizontally and in symmetry about vertical axis and having adjustable screw thrusts at sides. Ends of said thrusts are secured at car body frame to transfer forces to guide rod by springs. Guide rods are jointed by roller joint rigidly coupled with bogie frame to displace up and down to cause vertical forces in damper reducing the track effects on the car body.

EFFECT: higher smoothness of running.

1 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к дополнительным устройствам рессорного подвешивания пассажирского вагона.The invention relates to railway rolling stock, in particular to additional devices for spring suspension of a passenger car.

Типовое рессорное подвешивание не обеспечивает необходимого уровня виброзащиты пассажиров. Связано это с невозможностью получения малой жесткости рессорного подвешивания, что приводит к чрезмерному увеличению габаритов подвески.Typical spring suspension does not provide the necessary level of vibration protection for passengers. This is due to the impossibility of obtaining low stiffness of spring suspension, which leads to an excessive increase in the dimensions of the suspension.

Предлагается модернизация рессорного подвешивания путем использования в нем дополнительных упругих механических устройств, позволяющих существенно снизить жесткость подвески без изменения габаритов и конструкции.It is proposed to modernize the spring suspension by using additional elastic mechanical devices in it, which can significantly reduce the stiffness of the suspension without changing the dimensions and design.

За прототип изобретения принят патент «Устройство для уменьшения колебаний пассажирского вагона» RU 2408473 С1, где устройство имеет направляющую, закрепленную к основанию одного тонкостенного корпуса, на которой совместно и подвижно установлены: втулка с опорными роликами и жестко соединенный с ней профилированный кулачек. Вокруг направляющей к основанию другого корпуса консольно закреплено несколько упругих стержней, с нажимными роликами, которые поворотно установлены на их противоположных концах. Нажимные ролики имеют возможность контактировать с натягом с профилированным кулачком, который закреплен к основанию первого тонкостенного корпуса.The patent “Device for reducing vibrations of a passenger car” RU 2408473 C1 is adopted for the prototype of the invention, where the device has a guide fixed to the base of one thin-walled case, on which are jointly and movably mounted: a sleeve with support rollers and a profiled cam rigidly connected to it. Around the guide to the base of the other case, several elastic rods are cantilevered, with pressure rollers that are pivotally mounted at their opposite ends. The pressure rollers have the ability to contact the interference with a profiled cam, which is fixed to the base of the first thin-walled housing.

Недостатком является отсутствие регулировки характеристики устройства под изменяющуюся массу защищаемого объекта.The disadvantage is the lack of adjustment of the characteristics of the device for the changing mass of the protected object.

В предлагаемом устройстве упругими элементами являются винтовые пружины, расположенные в горизонтальных цилиндрах, имеющих с внешней стороны регулируемые винтовые упоры, шарнирно связанные с рамой кузова. Средний силовой узел в отличие от прототипа выполнен в виде подвижного роликового шарнира. Такая схема позволяет регулировать упругие усилия за счет перемещения винтовых упоров. В условиях эксплуатации такая регулировка необходима при периодических ремонтах подвижного состава. Установка подшипников качения исключает перекатывание роликов по профилированным кулачкам.In the proposed device, the elastic elements are coil springs located in horizontal cylinders having adjustable screw stops on the outside, pivotally connected to the body frame. The average power unit, in contrast to the prototype, is made in the form of a movable roller hinge. This scheme allows you to adjust the elastic force due to the movement of the screw stops. In operating conditions, such adjustment is necessary for periodic repairs of rolling stock. The installation of rolling bearings eliminates the rollers rolling on profiled cams.

Эффективность работы дополнительных устройств совместно с типовым рессорным подвешиванием достигается за счет наличия в них зоны нелинейной отрицательной жесткости в силовой характеристике. Совместное взаимодействие линейной силовой характеристики типового рессорного подвешивания с нелинейной дополнительных устройств дает участок суммарной силовой характеристики с как угодно малой жесткостью.The efficiency of additional devices in conjunction with a typical spring suspension is achieved due to the presence of a zone of nonlinear negative stiffness in the power characteristic. The joint interaction of the linear power characteristics of a typical spring suspension with non-linear additional devices gives a plot of the total power characteristics with arbitrarily low stiffness.

Расчетная суммарная силовая характеристика определяется силовым взаимодействием конструктивных параметров дополнительных устройств. Осуществляется это следующим образом: два пустотелых цилиндра 1 и 2 имеют внутри винтовые пружины 3 и 4, упирающиеся внутренними торцами в направляющие стержни 5 и 6, связанные между собой шарниром 7. Внешними торцами пружины 3 и 4 упираются в регулируемые винтовые упоры 8 и 9, обеспечивающие упругое поджатие шарнирного узла 7. Упоры 8 и 9 соединены с помощью резьбы с рычагами 10 и 11, которые могут поворачиваться вокруг осей, закрепленных на раме 12 кузова вагона. Таким образом, в системе создаются горизонтальные усилия, действующие на шарнир 7, который из зоны среднего неустойчивого положения может перейти в верхнее или нижнее крайние положения. Жесткий рычаг 13 связывает шарнир 7 с рамой тележки вагона и обеспечивает в статике устойчивость его положения в среднем горизонтальном положении.The calculated total power characteristic is determined by the force interaction of the design parameters of additional devices. This is carried out as follows: two hollow cylinders 1 and 2 have coil springs 3 and 4 inside, which abut against the guide rods 5 and 6, interconnected by a hinge 7. The outer ends of the springs 3 and 4 abut against adjustable screw stops 8 and 9, providing elastic preloading of the hinge assembly 7. The stops 8 and 9 are connected by means of a thread with levers 10 and 11, which can be rotated around axes fixed on the frame 12 of the car body. Thus, the system creates horizontal forces acting on the hinge 7, which from the zone of the middle unstable position can go to the upper or lower extreme positions. A rigid lever 13 connects the hinge 7 with the frame of the carriage of the carriage and provides static stability of its position in the average horizontal position.

Величина горизонтальных сил и, следовательно, вертикальных (Р_b), действующих на стержень 13, зависит от жесткости пружин 3 и 4 и величины их поджатия. Величина защитного хода силовой характеристики зависит от конструктивного размера (b) устройства.The magnitude of the horizontal forces and, therefore, vertical (P _b ) acting on the rod 13 depends on the stiffness of the springs 3 and 4 and the magnitude of their preload. The magnitude of the protective stroke of the power characteristic depends on the design size (b) of the device.

При движении вагона вследствие путевых неровностей происходит вертикальное перемещение тележки вагона, а следовательно, вертикального рычага 13 и шарнира 7 и в упругой системе устройства появляются вертикальные усилия, направленные противоположно действующим усилиям, возникающим в типовом рессорном подвешивании.When the car moves due to traveling irregularities, the car’s bogie moves vertically, and consequently, the vertical arm 13 and the hinge 7, and vertical forces appear in the elastic system of the device, which are directed against the forces acting in the typical spring suspension.

Таким образом, дополнительное упругое устройство выступает в роли следящей системы - чем больше воздействие со стороны тележки на основное рессорное подвешивание вагона, тем больше по величине противоположное воздействие дополнительного устройства.Thus, the additional elastic device acts as a tracking system - the greater the impact from the side of the truck on the main spring suspension of the car, the greater the magnitude of the opposite effect of the additional device.

Суммарная силовая характеристика всего подвешивания в этом случае является нелинейной с малой жесткостью (в 3-5 раз меньше типовой) в зоне рабочих прогибов (±25 мм) и с плавным возрастанием суммарной жесткости в зоне больших прогибов (>25 мм).The total power characteristic of the entire suspension in this case is nonlinear with low stiffness (3-5 times less than typical) in the zone of working deflections (± 25 mm) and with a gradual increase in total stiffness in the zone of large deflections (> 25 mm).

Конструкция дополнительных устройств по предлагаемой схеме отличается от прототипа наличием шарнира, обеспечивающего перемещение без перекатывания роликов по профилированным кулачкам, что повышает надежность и долговечность работы. Появилась возможность регулирования горизонтальных усилий (следовательно, изменения суммарной силовой характеристики) на периодических ремонтах подвижного состава.The design of additional devices according to the proposed scheme differs from the prototype in the presence of a hinge that provides movement without rolling rollers on profiled cams, which increases the reliability and durability of the work. It became possible to regulate horizontal forces (therefore, changes in the total power characteristics) at periodic repairs of rolling stock.

Технический результат заключается в создании комфортных условий пассажирам, путем снижения вредного воздействия вибрации на организм, повышении скоростей движения и упрощает обслуживание дополнительных устройств на периодических ремонтах.The technical result consists in creating a comfortable environment for passengers, by reducing the harmful effects of vibration on the body, increasing speeds and simplifies the maintenance of additional devices for periodic repairs.

Claims (1)

Устройство для уменьшения колебаний пассажирского вагона, содержащее два пустотелых цилиндра, установленные горизонтально и симметрично вертикальной оси, имеющие с внешней стороны регулируемые винтовые упоры, концы которых шарнирно закреплены на раме кузова вагона, и посредством пружин передающие воздействие на направляющие стержни, отличающееся тем, что направляющие стержни связаны между собой роликовым шарниром, жестко связанным с рамкой тележки и имеющим возможность перемещаться вверх и вниз и тем самым вызывать в устройстве вертикальные усилия, уменьшающие силовое воздействие на кузов со стороны пути. A device for reducing vibrations of a passenger carriage, comprising two hollow cylinders mounted horizontally and symmetrically to the vertical axis, having adjustable screw stops from the outside, the ends of which are pivotally mounted on the carriage body frame, and by means of springs transmitting the effect on the guide rods, characterized in that the guides the rods are interconnected by a roller hinge, rigidly connected to the frame of the trolley and having the ability to move up and down and thereby cause the device to ikalnye efforts that reduce the impact force on the body by the way.