RU2561520C1

RU2561520C1 - Trailer bogie

Info

Publication number: RU2561520C1
Application number: RU2014110260/11A
Authority: RU
Inventors: Алексей Юрьевич Колесин; Владимир Валентинович Аверьянов; Александр Алексеевич Гомзин; Игорь Алексеевич Качалин
Original assignee: Открытое акционерное общество "МЕТРОВАГОНМАШ"
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2015-08-27
Also published as: RU2561520C9

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: trailer bogie comprises two mounted axles (1) fitted on frame (2). Every mounted axle comprises shaft (3), two wheels (4) fitted thereon, each including two disc brakes (5) on disc section and two axle boxes (6). To clean wheel rolling surface, this bogie is provided with shoe brake (8) with one shoe (9) per a wheel arranged on wheel outer side. Bogie frame comprises two lengthwise beams (10) its ends being bent at the angle of about (90) degrees inward the frame. Lengthwise beam bent-off ends are provided with clip brakes (13) on wheel outer side. Bogie spring suspension represents a two-step design. Note here that second step is composed of two pneumatic springs (20). Rubber-metal supports (21) are located between bogie frame and pneumatic springs.

EFFECT: higher traffic safety, decreased effects on the track brought by rolling stock owing to decreased weight of trailer bogie.

3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к рельсовому транспорту и может быть использовано в ходовой части железнодорожного подвижного состава, а именно для различных типов пассажирских перевозок как городских, так и межрегиональных.The invention relates to rail transport and can be used in the undercarriage of railway rolling stock, namely for various types of passenger traffic, both urban and interregional.

Для обеспечения постоянно возрастающего объема пассажирских перевозок и скорости движения железнодорожного транспорта к тележкам пассажирских вагонов предъявляются высокие требования.To ensure an ever-increasing volume of passenger traffic and railway speed, high demands are placed on the wagons of passenger cars.

Немоторная тележка воспринимает вес кузова вагона с пассажирами, силы торможения, реализуемые колесными парами, во время движения тележка воспринимает рамные силы, возникающие при взаимодействии колес с рельсами в горизонтальной плоскости, а также вертикальные силы от веса вагона.Non-motorized trolley perceives the weight of the car body with passengers, the braking forces realized by the wheel pairs, during the movement the trolley perceives frame forces arising from the interaction of the wheels with the rails in the horizontal plane, as well as vertical forces from the weight of the car.

При повышенных скоростях движения важной задачей является снижение интенсивности воздействия на железнодорожный путь со стороны подвижного состава, поэтому тележки должны иметь как можно более низкие массу и габаритные размеры.At increased speeds, an important task is to reduce the intensity of the impact on the railway track from the rolling stock, so the trolleys should have the lowest weight and overall dimensions.

Для обеспечения конкурентоспособности немоторные тележки должны обеспечивать комфорт движения, обладать низкой стоимостью жизненного цикла, простотой обслуживания, возможностью размещения дополнительного оборудования, а также использования в различных видах перевозок.To ensure competitiveness, non-motorized carts must provide comfort of movement, have a low life cycle cost, ease of maintenance, the ability to place additional equipment, as well as use in various types of transportation.

Известна тележка прицепного вагона электропоезда ЭР2, содержащая раму, колодочные тормоза с рычажными механизмами, колесные пары, связанные через буксовые узлы с рамой, выполненной в виде соединенных между собой двух центральных и двух продольных балок, двухступенчатое рессорное подвешивание, цилиндрические винтовые пружины и фрикционные гасители колебаний в первой ступени, цилиндрические винтовые пружины и гидравлические гасители колебаний во второй ступени рессорного подвешивания (П.В. Цукало, Б.К. Просвирин. Эксплуатация электропоезда. М., Транспорт, 1994, с. 192).A trolley of a trailer car of an electric train ER2 is known, comprising a frame, shoe brakes with linkage mechanisms, wheel pairs connected through axle boxes with a frame made in the form of two central and two longitudinal beams interconnected, two-stage spring suspension, coil springs and friction vibration dampers in the first stage, coil springs and hydraulic vibration dampers in the second stage of spring suspension (P.V. Tsukalo, B.K. Prosvirin. Electrical operation zda. Moscow, Transport 1994, p. 192).

Известная тележка прицепного вагона электропоезда не обеспечивает необходимых технических характеристик, предъявляемых к узлам и деталям ходовой части вагона, обладает большой массой, в тележках не предусмотрено эффективное демпфирование колебаний вагона в буксовых узлах, демпфирование колебаний вагона в продольном направлении, отсутствуют пневматические рессоры во вторичной ступени рессорного подвешивания, что не позволяет обеспечить комфорт, высокую скорость движения и возможность адаптации к современным требованиям пассажирских перевозок.The well-known carriage of a trailed carriage of an electric train does not provide the necessary technical characteristics for the nodes and parts of the carriage chassis, has a large mass, the carriages do not provide effective damping of carriage vibrations in axle boxes, damping carriage vibrations in the longitudinal direction, there are no air springs in the secondary spring stage suspension, which does not allow for comfort, high speed and the ability to adapt to modern passenger requirements their transportation.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является немоторная тележка высокоскоростного железнодорожного транспортного средства, содержащая раму, дисковые тормоза с тормозными клещевыми механизмами, колесные пары, связанные через буксовые узлы с рамой, выполненной в виде соединенных между собой поперечной и продольных балок, двухступенчатое рессорное подвешивание и систему гидравлических гасителей колебаний в первой и второй ступенях рессорного подвешивания (см. патент RU №2454342, МПК В61Е 3/08 (2006.01), 20.04.2011).Closest to the proposed invention in combination of essential features is a non-motorized trolley of a high-speed railway vehicle containing a frame, disc brakes with tick-borne mechanisms, wheel pairs connected through axle units with a frame made in the form of transverse and longitudinal beams connected to each other, a two-stage spring suspension and a system of hydraulic vibration dampers in the first and second stages of spring suspension (see patent RU No. 2454342, IPC B61E 3/08 ( 2006.01), 04/20/2011).

Данная немоторная тележка высокоскоростного железнодорожного транспортного средства может вызвать проблемы с безопасностью движения, т.к. поверхность катания колес не очищается от грязи, масляных пленок, что приводит к ухудшению сцепления колес с рельсами, имеет повышенную интенсивность воздействия на железнодорожный путь со стороны подвижного состава из-за массы.This non-motorized trolley of a high-speed railway vehicle can cause traffic safety problems, as the rolling surface of the wheels is not cleaned of dirt, oil films, which leads to deterioration of the adhesion of the wheels to the rails, has an increased intensity of impact on the railway track from the rolling stock due to the mass.

Задачей предлагаемого изобретения является создание немоторной тележки с улучшенными показателями, позволяющими использовать ее для различных типов пассажирских перевозок как городских, так и межрегиональных с обеспечением высокого уровня безопасности движения.The objective of the invention is the creation of a non-motorized carriage with improved performance, allowing it to be used for various types of passenger transportation, both urban and interregional, ensuring a high level of traffic safety.

Техническим результатом при использовании изобретения является повышение безопасности движения за счет обеспечения стабильного коэффициента трения колеса с рельсом, уменьшение интенсивности воздействия на железнодорожный путь со стороны подвижного состава за счет снижения массы немоторной тележки.The technical result when using the invention is to increase traffic safety by ensuring a stable coefficient of friction of the wheel with the rail, reducing the intensity of the impact on the railway track from the rolling stock by reducing the mass of non-motorized carts.

Указанный технический результат достигается тем, что немоторная тележка железнодорожного транспортного средства, содержащая раму, дисковые тормоза с тормозными клещевыми механизмами, колесные пары, связанные через буксовые узлы с рамой, выполненной в виде соединенных между собой поперечной и продольных балок, двухступенчатое рессорное подвешивание и систему гидравлических гасителей колебаний в первой и второй ступенях рессорного подвешивания, снабжена колодочными тормозами с одной колодкой для очистки поверхности катания колес колесных пар, расположенными на внутренней стороне колеса, и резинометаллическими опорами для гашения вибраций, установленными между рамой тележки и пневматическими рессорами второй ступени рессорного подвешивания, при этом концы продольных балок отогнуты под углом приблизительно 90° внутрь рамы, а тормозные клещевые механизмы дисковых тормозов установлены на отогнутых концах продольных балок с внешней стороны колеса.The specified technical result is achieved by the fact that a non-motorized truck of a railway vehicle containing a frame, disc brakes with tick-borne mechanisms, wheel pairs connected through axle boxes with a frame made in the form of transverse and longitudinal beams connected together, a two-stage spring suspension and a hydraulic system vibration dampers in the first and second stages of spring suspension, equipped with shoe brakes with one shoe for cleaning the rolling surface of wheels There are solid pairs located on the inside of the wheel and rubber mounts for damping vibrations between the trolley frame and the air springs of the second spring suspension stage, while the ends of the longitudinal beams are bent at an angle of approximately 90 ° into the frame, and the brake clamp mechanisms of disc brakes are mounted on the bent ends of the longitudinal beams on the outside of the wheel.

Кроме того, немоторная тележка железнодорожного транспортного средства снабжена упругими элементами переменной жесткости, на которые установлены комплекты буксовых пружин первой ступени рессорного подвешивания; система гидравлических гасителей колебаний тележки выполнена в виде не менее трех гасителей колебаний.In addition, the non-motorized carriage of a railway vehicle is equipped with elastic elements of variable stiffness, on which sets of axle box springs of the first spring suspension are installed; the system of hydraulic vibration dampers of the trolley is made in the form of at least three vibration dampers.

Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображена немоторная тележка, общий вид;In FIG. 1 shows a non-motorized cart, general view;

на фиг. 2 изображена немоторная колесная пара;in FIG. 2 shows a non-motorized wheelset;

на фиг. 3 изображена рама тележки;in FIG. 3 shows a trolley frame;

на фиг. 4 изображена тележка, вид сверху;in FIG. 4 shows a trolley, top view;

на фиг. 5 изображен вид на пневматическую опору;in FIG. 5 is a view of a pneumatic support;

на фиг. 6 изображен вид на буксовые пружины.in FIG. 6 shows a view of axle box springs.

Немоторная тележка железнодорожного транспортного средства (фиг. 1) содержит две колесные пары 1, установленные на раме 2.Non-motorized railway vehicle trolley (Fig. 1) contains two wheelsets 1 mounted on a frame 2.

Каждая колесная пара 1 (фиг. 2) содержит ось 3, два напрессованных на ось 3 колеса 4, имеющих на дисковой части по два тормозных диска 5, и две буксы 6, расположенные по концам оси 3 колеса.Each wheelset 1 (Fig. 2) contains an axle 3, two wheels 4 pressed onto the axle 3, having two brake discs 5 on the disk part, and two axle boxes 6 located at the ends of the axle 3 of the wheel.

Повышение скорости транспортных средств должно сопровождаться мерами по повышению эффективности торможения. Для повышения эффективности торможения в моторной тележке используются дисковые тормоза 7, т.к. каждое колесо 4 имеет два тормозных диска 5, это позволяет увеличить площадь поверхности соприкосновения тормозных накладок с дисками и повышает эффективность торможения. Однако при таких тормозах поверхность катания колес 4 не очищается от грязи, масляных пленок, что приводит к ухудшению сцепления колес с рельсами, а следовательно, и к юзу (заклиниванию) колеса 4 с образованием ползуна при высоких удельных тормозных силах.Increasing vehicle speed should be accompanied by measures to increase braking performance. To increase the braking efficiency in the motor trolley, disc brakes 7 are used, because each wheel 4 has two brake discs 5, this allows you to increase the surface area of contact of the brake pads with the discs and increases the braking efficiency. However, with such brakes, the rolling surface of the wheels 4 is not cleaned of dirt, oil films, which leads to a deterioration of the adhesion of the wheels to the rails, and therefore to the use (jamming) of the wheel 4 with the formation of a slider with high specific braking forces.

Для повышения стабильности сцепления колес 4 с рельсами, снижения вероятности юза, уменьшения тормозного пути и, следовательно, безопасности движения, на предлагаемой тележке кроме дисковых тормозов 7 установлен колодочный тормоз 8 с одной колодкой 9 на колесо 4 для очистки поверхности катания колеса, расположенный на внутренней стороне колеса 4.To improve the stability of the adhesion of the wheels 4 with the rails, reduce the likelihood of a skid, reduce the braking distance and, consequently, drive safety, on the proposed trolley, in addition to the disc brakes 7, a shoe brake 8 is installed with one block 9 on the wheel 4 for cleaning the wheel rolling surface located on the inside wheel side 4.

Рама 2 тележки (фиг. 3) образована двумя продольными балками 10, изогнутыми средней частью вниз, и одной поперечной балкой 11, соединяющей средние части продольных балок 10 между собой, причем на продольных балках 10 предусмотрены буксовые кронштейны 12 для колесных пар 1, концы продольных балок 10 отогнуты под углом приблизительно 90° внутрь рамы 2, при этом ширина отогнутой части продольной балки 10 в 1,5 раза меньше ее высоты, что уменьшает массу рамы 2 тележки. Тормозные клещевые механизмы 13 дисковых тормозов 7 установлены на отогнутых концах продольных балок 10 с внешней стороны колеса 4.The frame 2 of the trolley (Fig. 3) is formed by two longitudinal beams 10, curved with the middle part down, and one transverse beam 11 connecting the middle parts of the longitudinal beams 10 to each other, moreover, axle brackets 12 for wheel pairs 1 are provided on the longitudinal beams 10, the ends of the longitudinal the beams 10 are bent at an angle of approximately 90 ° into the frame 2, while the width of the bent part of the longitudinal beam 10 is 1.5 times less than its height, which reduces the mass of the frame 2 of the trolley. Tick-borne brake mechanisms 13 of the disk brakes 7 are mounted on the bent ends of the longitudinal beams 10 on the outside of the wheel 4.

Выполнение продольных балок 10 рамы 2 с концами, отогнутыми под углом приблизительно 90° внутрь рамы 2, позволяет отказаться от поперечных концевых балок и выполнить раму 2 только с одной центральной поперечной балкой 11, что значительно снижает массу рамы 2, разместить клещевые тормозные механизмы 13 с внешней стороны колеса 4, что улучшает удобство и технологичность технического обслуживания тележки, а также освободить место для размещения колодочных тормозов 8 с одной колодкой 9 для очистки поверхности катания колеса 4.The implementation of the longitudinal beams 10 of the frame 2 with the ends bent at an angle of approximately 90 ° into the frame 2 allows you to abandon the transverse end beams and run the frame 2 with only one central transverse beam 11, which significantly reduces the mass of the frame 2, place the brake brakes 13 s the outer side of the wheel 4, which improves the convenience and manufacturability of the technical maintenance of the trolley, as well as make room for the placement of shoe brakes 8 with one block 9 for cleaning the rolling surface of the wheel 4.

На внутренних частях каждой продольной балки 10 предусмотрены кронштейны 14 для установки колодочных тормозов 8 с одной колодкой 9 для очистки поверхности катания колеса 4, при этом в средней части поперечной балки 11 выполнен технологический проем 15, для размещения элементов лемнискатного механизма 16 (фиг. 4) и упоров бокового относа 17, причем кронштейны 18 тяг 19 связи лемнискатного механизма 16 с тележкой расположены на внешней верхней поверхности рамы 2. Выполнение поперечной балки 11 с технологическим проемом 15 для размещения в нем элементов лемнискатного механизма 16 позволяет снизить массу рамы 2 и уменьшить сопротивление набегающего воздушного потока во время движения. Размещение кронштейнов 18 тяг 19 связи лемнискатного механизма 16 с тележкой на внешней верхней поверхности рамы 2 улучшает удобство и технологичность технического обслуживания немоторной тележки.On the inner parts of each longitudinal beam 10, brackets 14 are provided for installing the shoe brakes 8 with one block 9 for cleaning the rolling surface of the wheel 4, while a technological opening 15 is made in the middle of the transverse beam 11 to accommodate the elements of the lemniscate mechanism 16 (Fig. 4) and lateral stops 17, moreover, the brackets 18 of the rods 19 of the connection of the lemniscate mechanism 16 with the trolley are located on the outer upper surface of the frame 2. The transverse beam 11 with the technological opening 15 for placement of elements emniskatnogo mechanism 16 reduces the weight of the frame 2 and reduce resistance to the incoming air flow during the movement. The placement of the brackets 18 rods 19 communication lemniscate mechanism 16 with the trolley on the outer upper surface of the frame 2 improves the convenience and manufacturability of maintenance of non-motorized carts.

Рессорное подвешивание тележки выполнено двухступенчатым, вторая ступень рессорного подвешивания выполнена в виде двух пневматических рессор 20 (фиг. 5). Между рамой 2 тележки и пневматическими рессорами 20 расположены резинометаллические опоры 21, которые служат для гашения вибраций, предающихся от рамы 2 тележки на кузов, и одновременно, выполняют функцию аварийных упоров при отказе пневматических рессор 20.The spring suspension of the trolley is made in two stages, the second stage of the spring suspension is made in the form of two pneumatic springs 20 (Fig. 5). Between the frame 2 of the trolley and the pneumatic springs 20 are rubber-metal bearings 21, which serve to damp vibrations transmitted from the frame 2 of the trolley to the body, and at the same time, perform the function of emergency stops in case of failure of the air springs 20.

Для повышения комфорта пассажиров и создания сил, обеспечивающих устранение или уменьшение амплитуды колебаний кузова вагона в вертикальном, горизонтальном продольном и поперечном направлениях, на немоторной тележке предусмотрена система гидравлических гасителей колебаний в первой и второй ступенях рессорного подвешивания, выполненная в виде не менее трех гасителей колебаний, например продольные гасители 22, поперечные гасители 23 и вертикальные гасители 24 колебаний, причем ребра 25 кронштейна продольного гасителя 22 являются продолжением верхнего и нижнего листов продольной балки 10 рамы 2 моторной тележки.To increase the comfort of passengers and create forces that ensure the elimination or reduction of the amplitude of oscillations of the car body in the vertical, horizontal longitudinal and transverse directions, a non-motorized trolley provides a system of hydraulic vibration dampers in the first and second stages of spring suspension, made in the form of at least three vibration dampers, for example, longitudinal dampers 22, transverse dampers 23 and vertical dampers 24, the ribs 25 of the bracket of the longitudinal dampener 22 being longer lower upper and lower sheets of the longitudinal beam 10 of the frame 2 of the motor trolley.

Количество гасителей колебаний может быть и больше, например четыре: для создания сил, обеспечивающих устранение или уменьшение вертикальных колебаний рамы 2 немоторной тележки, в первичной ступени подвешивания предусмотрены буксовые гасители колебаний 26.The number of vibration dampers can be even greater, for example, four: to create forces that eliminate or reduce vertical vibrations of the frame 2 of a non-motorized trolley, axle vibration dampers 26 are provided in the primary suspension stage.

Комплекты буксовых пружин 27 установлены (фиг. 6) на упругие элементы 28, причем упругие элементы 28 обладают переменной жесткостью: меньшей - вдоль пути и большей - перпендикулярно пути, что позволяет снизить уровень механических напряжений в пружинах 27 при качании рычажной буксы 6 в процессе движения и одновременно обеспечить необходимую жесткость связи колесной пары 1 с рамой 2 немоторной тележки.Sets of axle box springs 27 are installed (Fig. 6) on the elastic elements 28, and the elastic elements 28 have variable stiffness: less - along the path and more - perpendicular to the path, which reduces the level of mechanical stress in the springs 27 when swinging the axle box 6 during movement and at the same time provide the necessary rigidity of the connection of the wheelset 1 with the frame 2 of a non-motorized carriage.

Рациональная компоновка немоторной тележки, выполнение продольных балок 10 рамы 2 с концами, изогнутыми под углом приблизительно 90° внутрь рамы 2 для размещения клещевых тормозных механизмов 13 с внешней стороны тележки, позволяет высвободить место для установки на раме 2 тележки необходимого дополнительного оборудования, например элементов системы гребнесмазывания, элементов подачи песка для повышения сцепления колеса 4 с рельсом как по отдельности, так и совместно.The rational arrangement of the non-motorized cart, the implementation of longitudinal beams 10 of the frame 2 with ends bent at an angle of approximately 90 ° into the frame 2 to accommodate the brake brakes 13 on the outside of the cart, allows you to free up space for the installation of the necessary additional equipment on the frame 2 of the cart, for example, system elements comb lubrication, sand feed elements to increase the adhesion of the wheel 4 with the rail, both individually and together.

Немоторная тележка железнодорожного транспортного средства работает следующим образом.Non-motorized truck railway vehicle operates as follows.

В транспортном положении тележка воспринимает вес кузова вагона с пассажирами, силы торможения, реализуемые колесными парами 1; во время движения тележка воспринимает рамные силы, возникающие при взаимодействии колес 4 с рельсами в горизонтальной плоскости, а также вертикальные силы от веса вагона.In the transport position, the trolley perceives the weight of the wagon body with passengers, braking forces realized by wheel pairs 1; during movement, the trolley perceives frame forces arising from the interaction of the wheels 4 with the rails in the horizontal plane, as well as vertical forces from the weight of the car.

При движении вагона, из-за неровностей рельсового пути, возникают вертикальные и горизонтальные динамические силы, которые зависят от скорости движения, загрузки вагона, и передаются от рельса на колесо 4, от колеса 4 через буксы 6 на раму 2 тележки и далее на кузов вагона.When the car moves, due to the unevenness of the rail track, vertical and horizontal dynamic forces arise, which depend on the speed of movement, load of the car, and are transmitted from the rail to the wheel 4, from the wheel 4 through the axle boxes 6 to the frame 2 of the carriage and further to the car body .

Нагрузки и колебания, которые передаются от колесных пар 1 на раму 2 тележки, гасятся буксовыми гасителями колебаний 26, а нагрузки и колебания, которые передаются от колесных пар 1 на кузов вагона, гасятся вертикальными гасителями 24, поперечными 23 и продольными 22 горизонтальными гасителями колебаний. При торможении в тележке используются эффективные рабочие дисковые тормоза 7. В процессе движения поверхность катания колес 4 очищается от грязи, масляных пленок с помощью колодочных тормозов 8 с одной чистящей колодкой 9, воздействующих на поверхность колеса 4 периодически, что позволяет улучшить сцепляемость колеса 4 с рельсом и повышает безопасность движения.The loads and vibrations that are transmitted from the wheelsets 1 to the carriage frame 2 are damped by axle box dampers 26, and the loads and vibrations that are transmitted from the wheelsets 1 to the car body are damped by vertical dampers 24, transverse 23 and longitudinal 22 horizontal dampers. When braking, the trolley uses effective working disc brakes 7. During the movement, the rolling surface of the wheels 4 is cleaned of dirt, oil films with the help of shoe brakes 8 with one cleaning pad 9, which periodically affects the surface of the wheel 4, which improves the adhesion of the wheel 4 to the rail and improves traffic safety.

Предлагаемая немоторная тележка может использоваться в рельсовых транспортных средствах как городского, так и скоростного межрегионального назначения. Для снижения стоимости жизненного цикла транспортного средства, удобства использования и обслуживания немоторные тележки имеют модульную конструкцию.The proposed non-motorized trolley can be used in rail vehicles both urban and high-speed interregional purposes. To reduce the cost of the vehicle’s life cycle, ease of use and maintenance, non-motorized carts have a modular design.

Claims

1. Н т ж т с с р д т с т к м к п с ч б у с р в в в с м с п и п б д р п и с г г к в п и в с р п о т ч о с к т с о к д о п к к к п р н в с к и р о д г в у м р т и п р в с р п п э к п б о п у п 90 в р а т к м д т у н о к п б с в с к1. N ж т с с р д к к к к к к с с ч ч ч ч h os c t o c d d o p k k p r n v s c and r o d g v u m r t and p r v s r p p e p p o p u p 90  r a t k m d t u n o k p b s v s k

2. Н т п п 1, о т ч о с у э п ж н к у к б п п с р п2. N t p p 1, about h about s at e p z n to u b b p p s p p

3. Н т п п 1, о т ч с г г к в в в н м т г к 3. N t p p 1, about t h c d y g to c in to n m t g to