Маятниковая подвеска на подвижной опоре

 

Использование: в подвесках железнодорожных экипажей. Сущность изобретения: маятниковая подвеска содержит подвеску с симметричными относительно ее геометрического центра сферическими шарнирами на нижнем и верхнем концах и подвесную цапфу с нижним концом, являющимся опорой для ложемента верхнего сферического шарнира. Шарниры изготовлены сочетанием сферических утолщений на концах подвески и ответных им стыкующихся по плоскостям диаметральной симметрии деталей вкладышей из антифрикционного материала и ложементов, нижний из которых является опорой для кузова. Подвесная цапфа охвачена упругим элементом, выполненным в виде пружины или резинометаллического демпфера и расположенным между цапфой и кронштейном тележки, на который она опирается своим верхним концом. 1 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к системам подвешивания железнодорожных экипажей, и адресовано к парку отечественных электровозов Вл-10,15,80,82,85 и их модификаций, работа узлов люлечного подвешивания которых вызывает нарекания со стороны ремонтных (в части повышенного износа деталей узлов) и эксплуатационных служб (в части интенсификации подреза гребней и бокового износа рельсов) системы МПС.

Известна маятниковая подвеска на подвижной опоре, являющаяся узлом подвешивания кузова железнодорожного транспортного средства к тележке, содержащим подвеску со сферическим шарниром на верхнем конце, изготовленным сочетанием сферического утолщения на конце подвески и ответных ему стыкующихся по плоскости диаметральной симметрии деталей вкладыша из антифрикционного материала и его ложемента, и упругий элемент, выполненный в виде пружины (SU, авт.св. 1384452, кл. B 61 F 5/00, 1988 г.).

Техническим результатом изобретения является снижение технологической сложности изготовления и сборки узла подвешивания, а также предупреждение износовых контактов деталей, не предусмотренных их функциональным назначением и, таким образом, повышение надежности и эксплуатационной долговечности системы подвешивания.

Для достижения этого технического результата маятниковая подвеска на подвижной опоре, являющаяся узлом подвешивания кузова железнодорожного транспортного средства к тележке, содержащим подвеску со сферическим шарниром на верхнем конце, изготовленным сочетанием сферического утолщения на конце подвески и ответных ему стыкующихся по плоскости диаметральной симметрии деталей вкладыша из антифрикционного материала и его ложемента, и упругий элемент, выполненный в виде пружины, снабжена нижним ложементом, являющимся опорой для кузова, и подвесной цапфой с нижним концом, являющимся опорой для ложемента верхнего сферического шарнира и выполненным с утолщением, в котором концентрично оси цапфы выполнен кольцевой призматический опорный паз, а на внутренней поверхности ложемента верхнего сферического шарнира выполнен ответный этому пазу, обращенный выпусклостью вниз кольцевой призматический выступ с возможностью обеспечения путем опирания этого выступа на опорный паз в цапфе стыковки по плоскости диаметральной симметрии и надежной фиксации в этом положении элементов верхнего сферического шарнира, внешняя боковая поверхность этого ложемента выполнена как поверхность усеченного конуса, обращенного малым основанием вверх, с возможностью обеспечения дополнительной фиксации надежной стыковки деталей шарнира фиксирующим кольцом, внутренняя поверхность которого имеет конусность, ответную конусности внешней боковой поверхности ложемента, при этом подвеска имеет симметричные относительно ее геометрического центра упомянутый верхний сферический шарнир и сферический шарнир на нижнем конце, изготовленный сочетанием сферического утолщения на нижнем конце подвески и ответных ему стыкующихся по плоскости диаметральной симметрии деталей вкладыша из антифрикционного материала и упомянутого нижнего ложемента, а подвесная цапфа охвачена упомянутым упругим элементом, выполненным в виде пружины или резинометаллического демпфера и расположенным между цапфой и кронштейном тележки, на которой она опирается своим верхним концом, причем проекции опорных поверхностей ложементов на плоскость, перпендикулярную оси подвески, не меньше проекций на эту плоскость рабочих поверхностей сферических шарниров.

На чертеже схематично изображена маятниковая подвеска на подвижной опоре.

Маятниковая подвеска на подвижной опоре, являющаяся узлом подвешивания кузова железнодорожного транспортного средства к тележке, содержащим подвесную цапфу 1, расположенную внутри упругого элемента 2, опираясь на нее своим верхним концом. Упругий элемент 2 может быть выполнен в виде металлической пружины или резинометаллического демпфера и устанавливается на кронштейне тележки. Нижний конец цапфы 1 выполнен с утолщением, в котором концентрично ее оси выполнен кольцевой паз, ответным которому является кольцевой выступ, обращенный выпуклостью вниз и выполненный на внутренней поверхности верхнего ложемента 3 концентрично оси ложемента. Внутри ложемента 3 концентрично его оси расположен вкладыш 4 верхнего сферического шарнира, выполненный из антифрикционного материала. Число деталей, образующих в сборке верхний ложемент 3 и вкладыш 4 - не менее двух для каждого из этих конструктивных элементов, в этом случае эти детали симметричны относительно диаметральной плоскости элемента. На внешней боковой поверхности ложемента 3 концентрично его оси расположено фиксирующее кольцо 7. Внешняя боковая поверхность ложемента 3 и внутренняя поверхность кольца 7 могут быть выполнены как поверхности усеченного конуса, обращенного большим основанием вниз. Подвеска 5 на своих концах имеет сферические утолщения, ответные вкладышу 4. Вкладыши верхнего и нижнего сферических шарниров взаимозаменяемы. Верхний и нижний сферические шарниры расположены симметрично относительно геометрического центра подвески 5. Нижний ложемент 6 с вкладышем 4 нижнего сферического шарнира и крышкой 8 расположен в кронштейне кузова транспортного средства. Кронштейн кузова соединен с цилиндрической частью подвески 5 при помощи манжета 9, изготовленной из технической резины. Способ изготовления деталей нижнего ложемента 6 аналогичен способу изготовления верхнего ложемента 3.

Нижнее шарнирное соединение смонтировано на сферическом утолщении конца подвески 5 и заключено в нижний ложемент 6, надежность смыкания деталей которого в конструктивный элемент обеспечено размещением ложемента 6 в кронштейне кузова транспортного средства и крышкой 8. Манжета 9 предотвращает попадание пыли и грязи в зону нижнего сферического шарнира.

При сборке пространство между манжетой и крышкой набивается густой консистентной смазкой.

Верхнее шарнирное соединение смонтировано на сферическом утолщении другого конца подвески 5 и заключено в ложемент 3, надежность смыкания деталей которого в конструктивный элемент и, таким образом, предотвращение попадания пыли и грязи в зону верхнего сферического шарнира обеспечивается опиранием кольцевого выступа ложемента 3 на кольцевой паз цапфы 1 и фиксирующим кольцом 7.

Последовательность передачи усилий в узле такова: кронштейн кузова - нижний ложемент - вкладыш нижнего сферического шарнира - подвеска - вкладыш верхнего сферического шарнира - верхний ложемент - подвесная цапфа - упругий элемент - кронштейн тележки.

В стояночном положении железнодорожного транспортного средства подвеска точно соответствует понятию "физический маятник", имеет неподвижный центр вращения (центр верхнего сферического шарнира), не совпадающий с ее центром тяжести и находится под действием только сил тяжести. Опорой для центра вращения служит цапфа 1. При движении транспортного средства цапфа 1 перемещается вместе с тележкой в горизонтальной плоскости и относительно тележки вдоль вертикали под действием упругого элемента 2. Подвеска при этом совершает малые колебания относительно центра вращения. Таким образом, узел подвешивания представляет собой маятниковую подвеску на подвижной опоре.

При движении транспортного средства неметаллические элементы узла - вкладыши сферических шарниров, и, возможно, упругий элемент работают на сжатие. Цапфа 1 работает на растяжение и на смятие по опорным поверхностям. Верхний ложемент работает так же, как цапфа 1. Нижний ложемент работает на смятие по опорным поверхностям. Подвеска работает на растяжение и изгиб от пары трения в сферических шарнирах.

Применение антифрикционного материала - неметалла во вкладышах сферических шарниров обусловило их нагружение в работе: полностью исключается возможность нагружения вкладышей срезающими или изгибающими усилиями. Это условие определило форму ложементов, проекции опорных поверхностей ложементов на плоскость, перпендикулярную оси подвески, не меньше проекций на эту плоскость рабочих поверхностей сферических шарниров.

Формула изобретения

Маятниковая подвеска на подвижной опоре, являющаяся узлом подвешивания кузова железнодорожного транспортного средства к тележке, содержащим подвеску со сферическим шарниром на верхнем конце, изготовленным сочетанием сферического утолщения на конце подвески и ответных ему стыкующихся по плоскости диаметральной симметрии деталей вкладыша из антифрикционного материала и его ложемента, и упругий элемент, выполненный в виде пружины, отличающаяся тем, что она снабжена нижним ложементом, являющимся опорой для кузова, и подвесной цапфой с нижним концом, являющимся опорой для ложемента верхнего сферического шарнира и выполненным с утолщением, в котором концентрично оси цапфы выполнен кольцевой призматический опорный паз, а на внутренней поверхности ложемента верхнего сферического шарнира выполнен ответный этому пазу обращенный выпуклостью вниз кольцевой призматический выступ с возможностью обеспечения путем опирания этого выступа на опорный паз в цапфе стыковки по плоскости диаметральной симметрии и надежной фиксации в этом положении элементов верхнего сферического шарнира, внешняя боковая поверхность этого ложемента выполнена как поверхность усеченного конуса, обращенного малым основанием вверх, с возможностью обеспечения дополнительной фиксации надежной стыковки деталей шарнира фиксирующим кольцом, внутренняя поверхность которого имеет конусность, ответную конусности внешней боковой поверхности ложемента, при этом подвеска имеет симметричный относительно ее геометрического центра упомянутый верхний сферический шарнир и сферический шарнир на нижнем конце, изготовленный сочетанием сферического утолщения на нижнем конце подвески и ответных ему стыкующихся по плоскости диаметральной симметрии деталей вкладыша из антифрикционного материала, а подвесная цапфа охвачена упомянутым упругим элементом, выполненным в виде пружины или резинометаллического демпфера и расположенным между цапфой и кронштейном тележки, на который она опирается своим верхним концом, причем проекции опорных поверхностей ложементов на плоскость, перпендикулярную оси подвески, не меньше проекций на эту плоскость рабочих поверхностей сферических шарниров.

РИСУНКИ

Рисунок 1