Патент на изобретение №2379189

(54) ЧЕТЫРЕХБУКСОВАЯ КОЛЕСНАЯ ПАРА С ОСЕВОЙ СТАБИЛИЗАЦИЕЙ ДЛЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области вагоностроения. Четырехбуксовая колесная пара с осевой стабилизацией для железнодорожного подвижного состава содержит два ведомых колеса с элементными полуосями и центральный развязывающий сумматор. Дифференцированная компенсированная ось состоит из двух симметричных композиций «элементная полуось + ведомое колесо», разжимающей пружины, защитно-ограничительного цилиндра, антифрикционной втулки с фланцем, развязывающего сумматора, который формирует колесную пару после установки буксовых узлов и рессорной системы, которая сопрягается с несущим силовым каркасом транспортного средства. Достигается эффективное увеличение скорости движения на прямых участках и снижение износов деталей и узлов при проходе сложных профилей. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области вагоностроения и может быть использовано при создании тележек железнодорожного вагона с повышенным ресурсом, а именно к элементам, лежащим в основе конструкции транспортных средств, и предназначено для использования в ходовой части подвижного состава железных дорог. Данное устройство обеспечивает заданные (повышенные) параметры движения за счет рассеивания каналов передачи динамических внешних воздействий и дезинтегрирует проходящий по оси колесной пары канал вредных вибраций узлов и деталей.

Устройство обеспечивает минимизацию паразитных связей, проявляющихся при движении колесной пары, которые вызывают износ элементов подвижного состава и верхнего строения пути с общим сокращением ресурса, особенно со скоростями движения выше 160 км/ч.

Целью изобретения является разработка форвард-конструкции колесной пары подвижного состава железнодорожного транспорта, обеспечивающей при заданном (нормативном) уровне надежности транспортного средства повышенные технико-экономические показатели, в том числе при монтаже и эксплуатации как предлагаемого устройства, так и вагона в целом.

Поставленная цель достигается тем, что в самоподстраивающейся схеме движения и взаимодействия деталей и элементов колесной пары встроен развязывающий сумматор, который, сохраняя полезные связи и воздействия, в то же время смягчает вредные, которые возникают в транспортном средстве при проходе сложных профилей, в том числе трехмерных, а также при износах узлов и деталей, близких к предельно-допустимым.

Предлагаемая конструкция по сравнению с известными в данной области техники решениями позволяет увеличить нагрузку на колесо до 40 т и более, реализовать эффективное увеличение скорости движения на прямых участках и снизить износы деталей и узлов при проходе сложных профилей.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, принята стандартизованная двухбуксовая колесная пара [1] (фиг.1), где 1 – буксовый узел с любым типом подшипника, в том числе кассетным, 2 – ось колесной пары с напрессованными колесами – 3.

Недостатком такой конструкции является развитие автоколебаний виляния, конструктивной причиной которых является профиль катания колес, жестко объединенных общей осью. Как частный случай – повышенная вероятность схода с рельс при расширенной колее, в том числе бесстыковых путей.

Известен ряд конструкций железнодорожных тележек для грузовых вагонов [2], [3], [4], [5], выполненных на основе данной колесной пары. Указанные тележки имеют два существенных недостатка: ограничение по скорости движения в прямых участках пути, так как по превышении ими некоторого критического значения скорости появляются автоколебания виляния, которые ведут к повышенному воздействию на путь, возникает опасность схода с рельсов; при движении в кривых действуют существенные боковые силы вследствие проскальзывании колес по рельсам при повороте тележки из-за вписывания в кривые.

Известны также конструкции, устраняющие виляние благодаря раздельному вращению колес [6]. Однако испытания тележек с жесткими колесными парами, имеющими раздельное вращение колес наряду с полученным положительным эффектом – устранением автоколебаний виляния имели и отрицательный – конструктивная сложность при изготовлении и эксплуатации.

Известны конструкции, которые позволяют устранить второй недостаток (существенные боковые силы). Это применение в тележках с традиционными колесными парами устройств для радиальной установки колесных пар в кривых. (Патент США 4655143, заявка Франции 2510962, заявка ЕПВ 0258502, патент США 4648376).

Такие устройства имеют рычажную связь с кузовом. Эти тележки, обладая меньшим воздействием на путь в кривых участках пути, более подвержены вилянию в прямых, так как поворот одной колесной пары относительно своей вертикальной оси сопряжен с поворотом второй колесной пары, что не препятствует, а наоборот, способствует повороту тележки относительно оси пути и является источником интенсивных колебаний экипажа в прямой.

Отличием предлагаемой четырехбуксовой колесной пары с осевой стабилизацией от прототипа является то, что изобретение имеет цель устранить указанные недостатки при движении как в прямых, так и в кривых участках пути.

Цель достигается введением развязывающего сумматора, после чего устройство может быть конструктивно связано как с известными конструкциями тележек, так и в других вариантах экипажной части подвижного состава железнодорожного транспорта.

На фиг.2 представлена четырехбуксовая колесная пара с осевой стабилизацией, которая содержит два ведомых колеса 2, буксовый узел 1, ось правого и левого модуля 3, фиксирующую пружину 4 и предохранительную втулку 5.

При движении по кривой каждое колесо совершает вращение с разной угловой скоростью. При этом пружина сумматора фиксирует колесную пару в колее, а предохранительная втулка передает возможное боковое воздействие с одного колеса на другое.

Четырехбуксовая колесная пара с осевой стабилизацией позволяет повысить передаваемую нагрузку за счет двухбуксовой симметричной схемы передачи ее на каждое колесо, уменьшить износ узлов и деталей ходовой части вагонов при вписывании в кривые, снизить энергозатраты на движение подвижного состава за счет уменьшения виляния (рыскания) тележек и уменьшить боковые силы, возникающие при взаимодействии подвижного состава и пути.

Сущность изобретения: предлагается применить в ходовой части подвижного состава железнодорожного транспорта, в том числе в тележках грузовых и пассажирских вагонов. Для смягчения (устранения) отрицательных силовых связей встроен развязывающий сумматор, который сохраняет при этом полезные связи и воздействия, возникающие в транспортном средстве при проходе сложных профилей, в том числе трехмерных, а также при износах узлов и деталей, близких к предельно-допустимым.

Использованные источники

1. Вагоны. Конструкция, теория и расчет. Под ред. Л.А.Шадура. Издание третье, переработанное и дополненное. Москва. Транспорт. 1980.

2. Гейлер М.П., Копылова Г.Г. Тележка железнодорожного вагона. Авторское свидетельство СССР 1245477. 1986.

3. Решетов Л.Н., Каганова В.В., Решетов Н.Л. Грузовая тележка рельсового подвижного состава. Авторское свидетельство СССР 1206152. 1986.

4. Гейлер М.П. Тележка железнодорожного вагона. Авторское свидетельство СССР 1142342. 1985.

5. Ким Нам Су, Осадчук Г.И., Гасанов О.Ш., Бобровская И.И., Ким В.Н. Двухосная железнодорожная тележка. Авторское свидетельство СССР 1093589. 1984.

6. Н.М.Гайдаров. Колесная пара для различной ширины колеи. Авторское свидетельство СССР 1004181. 1978.

Формула изобретения

Четырехбуксовая колесная пара с осевой стабилизацией для железнодорожного подвижного состава, содержащая два ведомых колеса с элементными полуосями и центральный развязывающий сумматор, отличающаяся тем, что дифференцированная компенсированная ось состоит из двух симметричных композиций «элементная полуось + ведомое колесо», разжимающей пружины, закрепленной в стакане, защитно-ограничительного цилиндра, одеваемого на антифрикционную втулку с фланцем, обеспечивающую свободное вращательное движение относительно полуосей цилиндра, который обеспечивает фиксированный максимально допустимый уход гребня колеса от головки рельса, развязывающего сумматора, формирующего колесную пару после установки буксовых узлов и рессорной системы, которая сопрягается с несущим силовым каркасом транспортного средства.

РИСУНКИ