Тележка рельсового транспортного средства

 

Использование: конструкции двухосных тележек подвижного состава железнодорожного транспорта. Технический результат заключается в уменьшении сопротивления движению, снижении износа гребня колес и рельсов, улучшении условий динамического взаимодействия с рельсами. Сущность изобретения: тележка рельсового транспортного средства содержит колесные пары с буксами, объединенными продольными боковинами, на которые опирается кузов через пружинные опоры . В верхней части боковин расположены узлы сопряжения с поперечной балкой , которая соединена с кузовом через шкворневый узел . Один из концов каждой боковины соединен с концами поперечной балки через механизм радиальной установки колесных пар в кривых участках пути, состоящий из двуплечих рычагов , продольных тяг и поперечных тяг , обеспечивающих кинематическую связь боковин с поперечной балкой. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится и железнодорожному транспорту и касается конструкции двухосных тележек подвижного состава.

Известны двухосные тележки грузовых вагонов (см. кн. "Вагоны" под ред. Л. А. Шадура. М. Транспорт. 1980, стр. 182 рис. Vlll.8), содержащие две колесные пары с буксами, объединенные продольными боковинами, на которые опирается поперечная балка через комплект пружин рессорного подвешивания. Нагрузка от кузова передается на поперечную балку через центральный шкворень с опорной пятой и боковые скользуны. В комплекте пружин рессорного подвешивания между балкой и боковинами размещены клиновые гасители колебаний.

Недостатками тележки являются большая нагруженность поперечной балки от массы кузова, большие силы трения и износ в соединениях с кузовом, продольная подвижность боковин и повышенный износ бандажей колес.

Известна экипажная тележка железнодорожного транспортного средства по a. с СССР N 1044515, В 61 F 3/00, взятая за прототип, содержащая боковины, колесные пары со сферическими буксовыми подшипниками, узлы для ее сопряжения с кузовом.

Недостатком этой конструкции тележки является то, что из-за фиксированного расположения относительно кузова узлов сопряжения боковин оси всех четырех колесных пар железнодорожного транспортного средства (на двух тележках) будут сохранять параллельность между собой в процессе вписывания в кривые участки пути. Поскольку угол набегания передней колесной пары будет определяться колесной базой транспортного средства (расстоянием между крайними колесными парами), то его величина будет в L/l раз (6-10) больше, чем угол набегания у двухосных тележек грузовых вагонов, где L 11,5-18,42 м - колесная база четырехосных грузовых вагонов, цистерн и т.п. l= 1,85 м - колесная база типовой тележки.

Степень износа гребней бандажей колесных пар принято оценивать фактором износа Y sinϕ, где Y- направляющая сила колесной пары, v угол набегания колесной пары на рельс.

Учитывая увеличение угла набегания, получаем существенное увеличение фактора износа гребней колес, что ставит под сомнение возможность использования такой тележки на транспорте.

Целью изобретения является уменьшение сопротивления движению, снижение износа гребней колес и рельсов, улучшение условий динамического взаимодействия транспортного средства с рельсами.

Поставленная цель достигается тем, что узлы сопряжения боковин связаны поперечной балкой, соединенной с кузовом шкворневым устройством и с одним из концов боковин через механизм радикальной установки колесных пар, состоящим из двуплечих рычагов, закрепленных на кузове, и системы продольных и поперечных тяг от поперечной балки до боковин.

Узлы сопряжения боковин с поперечной балкой могут быть выполнены с упруго-диссипативными связями, например, в виде резино-металлических элементов с предварительным поджатием. Аналогичная связь может быть выполнена в шкворневом узле соединения поперечной балки с кузовом.

На фиг. 1 представлен вид сбоку предлагаемой тележки, на фиг. 2 вид сверху на тележку.

Тележка рельсового транспортного средства содержит колесные пары 1 с буксами 2, объединенными продольными боковинами 3, на которые опирается кузов 4 через упругие опоры 5. В средней части боковин 3 расположены узлы сопряжения 6 с поперечной балкой 7 (фиг. 2), которая соединена с кузовом 4 через шкворневой узел 8. Один из концов каждой боковины соединен с концами поперечной балки 7 через механизм радиальной установки колесных пар в кривых участках пути, состоящий из двуплечих рычагов 9, продольных тяг 10 и поперечных тяг 11, обеспечивающих кинематическую связь боковин с поперечной балкой. Для гашения колебаний кузова между боковинами и кузовом установлены демпферы 12. Тележка оборудована рычажной передачей тормоза 13, пневмоцилиндры которой закреплены непосредственно на кузове. Если тележна тяговая, то она может быть оборудована тяговой передачей 14 с тяговым электродвигателем 15, закрепленным также на кузове. Механизм радиальной установки колесных пар оснащен также упругими 16 и диссипативными 17 связями.

При движении по прямой положение колесных пар 1 стабилизируется за счет пружинных опор 5 кузова 4, которые фиксируют боковины 3 в прямолинейном направлении.

При движении в кривых участках пути передняя по ходу (направляющая) колесная пара набегает на наружный рельс, за счет возникающей при этом направляющей силы боковины 3 тележки разворачиваются, преодолевая возвращающий момент от пружинных опор 5, вокруг узлов сопряжения 6 до тех пор, пока вторая по ходу колесная пара не станет взаимодействовать с наружным рельсом, и за счет этого направляющая сила перераспределится между обоими колесными парами. За счет поперечного смещения направляющей колесной пары относительно кузова 4 двуплечий рычаг 9 посредством поперечной тяги 11 развернется и за продольную тягу 10 будет поворачивать поперечную балку 7 вокруг шкворня 8 на определенный угол, а за счет узлов сопряжения 6 боковины 3 сместят буксы 2 колесных пар 1 и развернут их оси в сторону центра кривой. Соотношение плеч рычага 9 рассчитывается таким, чтобы направляющая колесная пара занимала радиальное положение (угол набегания на наружный рельс около нуля), тогда вторая по ходу колесная пара будет иметь отрицательный угол набегания (колесная пара "сбегает" с наружного рельса).

Благодаря описанному взаимодействию тележки с рельсами достигается не только уменьшение направляющих сил на колесные пары, но и существенно снижается фактор износа (близок к нулю) за счет радиальной установки передней по ходу движения колесной пары. Для обеспечения устойчивости движения тележки в прямых и кривых участках пути в механизме радиальной установки 9,10,11 действуют упругие 16 и диссипативные 17 связи, например, в виде упругих блоков между продольными тягами 10 и поперечной балкой 7 и стабилизирующего демпфера 17, функцию которого может выполнять фрикционный демпфер между поперечной балкой 7 и кузовом 4.

Для улучшения динамического взаимодействия между кузовом, тележкой и рельсами в прямых и кривых участках пути в узлах сопряжения 6 боковин 3 с поперечной балкой 7 работают упругие связи в продольном и поперечном направлениях, например, в виде эластичных втулок. Аналогичные связи могут быть использованы в шкворневом узле 8.

Благодаря радиальной установке направляющей колесной пары в кривых участках пути, применению одноступенчатого рессорного подвешивания с гасителями колебаний, упруго-диссипативным связям в механизмах радиальной установки колесных пар и упругости в узлах сопряжения боковин с поперечной балкой и в шкворневом устройстве снижается сопротивление движению тележки в кривой, интенсивность износа гребней колес и головок рельсов, улучшаются условия динамического взаимодействия с рельсами.

Приведенные преимущества предлагаемой тележки обеспечат в народном хозяйстве положительный эффект за счет экономии энергии (топлива) рельсовым транспортным средством, снижения расходов на его эксплуатацию и на ремонт рельсового пути.

Формула изобретения

1. Тележка рельсового транспортного средства, содержащая колесные пары с буксами, соединенными боковинами, на которые через упругие опоры опирается кузов, поперечную балку с узлами сопряжения с боковинами и со шкворневым узлом соединения с кузовом, механизм радиальной установки колесных пар в кривых, отличающаяся тем, что механизм радиальной установки колесных пар выполнен в виде двуплечего рычага, ось которого закреплена на кузове, а концы рычагов соединены тягами с боковиной и поперечной балкой.

2. Тележка по п. 1, отличающаяся тем, что узлы сопряжения боковин с поперечной балкой и шкворневой узел соединения с кузовом имеют упругодиссипативные связи.

3. Тележка по п. 2, отличающаяся тем, что механизм радиальной установки колесных пар содержит упругодиссипативные связи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2