Шестиосное железнодорожное транспортное средство с трехосными безрамными тележками (варианты)

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам и касается конструкции экипажа вагона транспортного средства (ТС). ТС содержит раму 1, трехосные безрамные тележки с колесными парами 4 и буксами. Рама снабжена шкворнями 10, размещенными между средней и задней колесной парой каждой тележки, с закрепленными на них с возможностью вращения относительно вертикальной оси поперечными траверсами 12, соединенными буксовыми поводками 6 или тягами с буксами этих колесных пар, а буксы передней и средней колесных пар соединены между собой, с шарнирами с консистентной или жидкой смазкой, размещаемой в полостях шкворней, поперечных траверс и тяг, или резинометаллическими шарнирами. По другому варианту указанные выше поперечные траверсы снабжены боковыми консолями, которые в свою очередь своими концами шарнирно соединены с буксами. Технический результат - упрощение конструкции экипажа с одновременным повышением его динамических и эксплуатационных качеств, снижение массы экипажа, снижение износа бандажей и гребней. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к грузовым и специальным вагонам, и касается конструкции их экипажа с трехосными безрамными тележками.

Известно железнодорожное транспортное средство с двухосными тележками типа 18-100 по ГОСТ9246 или 18-131, или 18-477 по ТУ 24-5-341-83 (например, вагон-платформа грузоподъемностью 72 т, модели 13-4012, или полувагон грузоподъемностью 75 т, модели 12-757, или вагон хоппер для угля грузоподъемностью 90 т, модели 22-4003), содержащее главную раму, оборудованную автосцепками, две двухосные тележки с рамами в виде литых боковин и надрессорных балок, рессорное подвешивание, колесные пары с буксами, тормозное оборудование, в котором главная рама транспортного средства снабжена шкворнями, соединяющими ее с тележками (Вагоны СССР, отраслевой каталог, 20-89-04, ЦНИИТЭИтяжмаш, Москва, 1989 г., стр.66-67, 42-44 и 56-58).

Недостатками такой конструкции являются большая масса экипажа, вызванная наличием рам тележек, высокие динамические нагрузки в системе колесо-рельс, отсутствие эффективных устройств радиальной установки осей колесных пар при движении в кривых, значительные износы гребней колесных пар и повышенное сопротивление при движении в кривых участках пути, высокая себестоимость экипажа и транспортного средства в целом, высокая стоимость перевозок грузов.

Известна также безрамная тележка железнодорожного транспортного средства, содержащая три колесные пары с буксами, пружины рессорного подвешивания, установленные на буксы, связи, соединяющие колесные пары между собой, в которой между упорными кронштейнами букс крайних и средней осей шарнирно установлены стержни таким образом, что их оси не пересекаются с осями крайних колесных пар, а центры продольной жесткости пружин рессорного подвешивания, опирающиеся на буксы этих колесных пар, смещены относительно вертикальных плоскостей, проходящих через их оси, на величину

где х - необходимое продольное смещение буксы в кривой;

а - вертикальное расстояние между осями крайних колесных пар и ближайшими к ним шарнирами стержней;

b - горизонтальное расстояние между осями крайних колесных пар и ближайшими к ним шарнирами стержней;

d - вертикальное расстояние между шарнирами стержней;

е - горизонтальное расстояние между шарнирами стержней;

L - длина стержней;

Н - вертикальное расстояние между опорой пружин рессорного подвешивания на буксы крайних колесных пар и осями этих колесных пар;

Р - вертикальная нагрузка от центробежной силы, воспринимаемая пружинами рессорного подвешивания, опирающимися на буксы крайних колесных пар;

П - усилия в стержнях, соединяющих упорные кронштейны букс от вертикальной нагрузки Р,

кроме того, стержни снабжены натяжными устройствами, а связи соединяют колесные пары между собой в срединной продольной плоскости шарнирами, обеспечивающими поворачиваемость крайних колесных пар относительно вертикальной и продольной осей (патент РФ №2207275, кл. 7 В 61 F 5/38, 5/26).

Недостатками такой конструкции при ее использовании для шестиосного транспортного средства являются сложность конструкции и низкая технологичность, вызванные несимметричным относительно колесных пар расположением буксовых пружин, неудобство в эксплуатации из-за необходимости в процессе эксплуатации положение букс и пружин периодически регулировать натяжными устройствами, низкая эффективность радиальной установки осей, вызванная тем, что устройство работает в основном только от центробежной силы.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции экипажа шестиосного железнодорожного транспортного средства с одновременным повышением его динамических и эксплуатационных качеств, обеспечиваемым безрамной конструкцией экипажа и радиальной установкой осей колесных пар в кривых, снижение износов бандажей и гребней, повышение долговечности экипажа с одновременным снижение его массы и транспортного средства в целом, повышение грузоподъемности транспортного средства, снижение себестоимости экипажа и железнодорожного транспортного средства в целом, снижение стоимости транспортных перевозок.

Технический результат достигается тем, что в шестиосном железнодорожном транспортном средстве с трехосными безрамными тележками, содержащем раму с автосцепками, шкворни, трехосные безрамные тележки с колесными парами, буксами, рессорным подвешиванием, тормозным оборудованием, рама железнодорожного транспортного средства снабжена съемными или несъемными шкворнями по одному на тележку, размещенными между средней и задней колесными парами каждой тележки, с закрепленными на них с возможностью вращения относительно вертикальной оси поперечными траверсами, соединенными выше осей колесных пар буксовыми поводками или тягами с буксами или с кронштейнами, которыми снабжены буксы, этих колесных пар, а буксы или их кронштейны передней и средней колесных пар каждой тележки соединены между собой буксовыми поводками или тягами, расположенными симметрично в боковых продольных или расположенных под углами к продольным осям тележек вертикальных плоскостях горизонтально или под углами к горизонту, с шарнирами с консистентной или с жидкой смазкой, размещаемой в полостях шкворней, поперечных траверс и тяг, или с резинометаллическими шарнирами, кроме того, его буксы или буксовые кронштейны снабжены тормозным оборудованием и гасителями колебаний, а поперечные траверсы снабжены возможностью упругого вертикального перемещения относительно шкворней.

Такой же технический результат достигается тем, что в шестиосном железнодорожном транспортном средстве с трехосными безрамными тележками, содержащем раму с автосцепками, шкворни, трехосные безрамные тележки, с колесными парами, буксами, рессорным подвешиванием, тормозным оборудованием, рама железнодорожного транспортного средства снабжена съемными или несъемными шкворнями по одному на тележку, размещенными между средней и задней колесными парами каждой тележки, с закрепленными на них с возможностью вращения относительно вертикальной оси и упругого вертикального перемещения относительно шкворней поперечными траверсами, снабженными по концам боковыми консолями, соединенными с ними с возможностью вращения относительно поперечной оси или относительно поперечной и продольной осей, или относительно трех осей, или жестко, при этом концы консолей шарнирами соединены выше осей колесных пар с буксами или с кронштейнами, которыми снабжены буксы, этих колесных пар, а буксы или их кронштейны передней и средней колесных пар каждой тележки соединены между собой буксовыми поводками или тягами, расположенными симметрично в боковых продольных вертикальных плоскостях, совпадающих с плоскостями рессорного подвешивания, или смещенных от последних в сторону продольных осей тележек, с консистентной или с жидкой смазкой, размещаемой в полостях шкворней, поперечных траверс и шарниров, или резинометаллическими шарнирами, кроме того, его буксы или буксовые кронштейны снабжены тормозным оборудованием и гасителями колебаний.

Предлагаемое шестиосное железнодорожное транспортное средство с трехосными безрамными тележками представлено на чертежах, где:

на фиг.1 изображено шестиосное железнодорожное транспортное средство с трехосными безрамными тележками, общий вид;

на фиг.2 изображена трехосная безрамная тележка, общий вид;

на фиг.3 изображен вид сверху на фиг.2;

на фиг.4 изображена трехосная безрамная тележка, общий вид;

на фиг.5 изображен вид сверху на фиг.4;

на фиг.6 изображено сечение А-А на фиг.1;

на фиг.7 изображено сечение Б-Б на фиг.2;

на фиг.8 изображено сечение В-В на фиг.4;

на фиг.9 изображена тяга с системой жидкого смазывания.

Шестиосное железнодорожное транспортное средство с трехосными безрамными тележками (фиг.1-9) состоит из рамы с автосцепками 1, рессорного подвешивания 2, тележек 3, колесных пар 4, букс 5, буксовых поводков 6, вертикальных гасителей колебаний 7, поперечных гасителей колебаний 8, продольных гасителей колебаний 9, шкворней 10, буксовых кронштейнов 11, поперечных траверс 12, тяг 13, шарниров 14, резинометаллических шарниров 15, резинометаллических шарниров траверс 16, консолей поперечных траверс 17, упругих элементов поперечных траверс 18, упорных пятников 19, уплотнений 20, прокладок 21, крышек 22, систем жидкого смазывания тяг 23, уплотнений 24, шкворневой системы жидкого смазывания 25, осей шарниров 26, уплотнений шарниров 27, подшипников 28, тормозного оборудования 29, кронштейнов гасителей колебаний 30, защитных кожухов 31.

Шестиосное железнодорожное транспортное средство с трехосными безрамными тележками работает следующим образом: при движении в зонах контакта колес колесных пар 4 тележек 3 создаются силы сопротивления движению железнодорожного транспортного средства. Силы сопротивления с колес через оси колесных пар передаются на их буксы 5, с которых буксовыми поводками 6 или тягами 13 через оси шарниров 26 и шарниры 14 или резинометаллические шарниры 15 передаются на поперечную траверсу 12 или на консоли поперечной траверсы 17 и далее на поперечную траверсу 12. С поперечной траверсы 12 эти силы передаются на шкворень 10, при этом продольные и поперечные составляющие усилий буксовых поводков 6 или тяг 13 передаются через поверхности кинематической пары вращения вокруг вертикальной оси с суммарным моментом этих сил относительно этой оси, равным нулю, а вертикальные составляющие через упорный пятник 19, подшипники 28, или упругий элемент поперечной траверсы 18, или полные усилия с поперечной траверсы 12 передаются на шкворень 10 резинометаллическим шарниром траверсы 16 без их разложения на составляющие. Далее силы сопротивления со шкворней кузова 10 передаются на раму 1 и далее на автосцепку, где и гасятся тяговыми силами локомотива. При этом железнодорожное транспортное средство находится в состоянии равномерного движения.

При торможении тормозное оборудование 29, размещенное на буксовых кронштейнах 11, создает на колесах колесных пар 4 тормозные моменты, которые в свою очередь в соединении колесо-рельс создают тормозные силы, которые передаются на раму 1 в порядке, описанном выше при передаче сил сопротивления. При этом железнодорожное транспортное средство переходит в режим торможения.

Вертикальные гасители колебаний 7, поперечные гасители колебаний 8 и продольные гасители колебаний 9, размещенные на буксовых кронштейнах 11 и кронштейнах гасителей колебаний 30, обеспечивают раздельное гашение всех колебаний железнодорожного транспортного средства, обеспечивая ему любые заданные скорости движения.

Обеспечение вращения поперечной траверсы 12 относительно вертикальной оси шкворня 10 приводит к выравниванию усилий в буксовых поводках 6 или тягах 13, что в свою очередь приводит к выравниванию сил крипа на правых и левых колесах колесных пар 4 тележки 3 как при движении в прямых участках пути, так и в криволинейных участках.

Буксовые поводки 6 или тяги 13, снабженные шарнирами 14 или 15, кроме выравнивания нагрузок обеспечивают возможность вращения тележки 3 относительно кузова 1 вокруг поперечной и продольной осей, а также поперечное перемещение тележки относительно кузова величиной не ниже величины, допускаемой рессорным подвешиванием 2. Это в свою очередь приводит к эффективному гашению колебаний тележки вертикальными 7, поперечными 8 и продольными 9 гидравлическими гасителями колебаний и снижению динамических нагрузок в прямых и кривых участках пути.

Обеспечение возможности упругого вертикального перемещения поперечных траверс 12 относительно шкворней 10 установкой в их соединении упругих элементов поперечных траверс 18 с подшипниками 28 с их закреплением на шкворнях упорными пятниками 19 обеспечивает отсутствие блокировки рессорного подвешивания предлагаемым устройством при колебаниях транспортного средства на рессорном подвешивании 2.

Размещение буксовых поводков 6 или тяг 13 выше осей колесных пар 4 в симметричных боковых вертикальных плоскостях под углами к продольной оси тележки или смещение шарниров 14 или 15 в сторону продольных осей тележек 3 при соединении консолей 17 поперечных траверс 12 с буксами 5 или их кронштейнами 11 обеспечивает радиальную установку осей колесных пар тележки при движении в кривой за счет центробежных сил, раздвигающих колеса поводками, или тягами, или консолями с наружной стороны кривой и сдвигающих колеса с внутренней стороны кривой, а также за счет бокового давления рельса на набегающее колесо и использования пассивного самоориентирования осей колесных пар по радиусу кривой.

Снабжение устройства шкворневой системой жидкого смазывания 25, а также системой жидкого смазывания тяг 23, закрытых уплотнениями 20 и 24 прокладками 21 с крышками 22, обеспечивает смазывание трущихся поверхностей шкворневых узлов и шарниров длительное время без его обслуживания.

Все это и приводит к упрощению конструкции экипажа шестиосного железнодорожного транспортного средства с одновременным повышением его динамических и эксплуатационных качеств, обеспечиваемым безрамной конструкцией экипажа и радиальной установкой осей колесных пар в кривых, снижению износов бандажей и гребней, повышению срока службы экипажа с одновременным снижением его массы и транспортного средства в целом, повышению грузоподъемности транспортного средства, снижению себестоимости экипажа и железнодорожного транспортного средства в целом, снижению стоимости транспортных перевозок.

1. Шестиосное железнодорожное транспортное средство с трехосными безрамными тележками, содержащее раму с автосцепками, шкворни, трехосные безрамные тележки, с колесными парами, буксами, рессорным подвешиванием, тормозным оборудованием, отличающееся тем, что рама железнодорожного транспортного средства снабжена съемными или несъемными шкворнями по одному на тележку, размещенными между средней и задней колесными парами каждой тележки, с закрепленными на них с возможностью вращения относительно вертикальной оси поперечными траверсами, соединенными выше осей колесных пар буксовыми поводками или тягами с буксами или с кронштейнами, которыми снабжены буксы этих колесных пар, а буксы или их кронштейны передней и средней колесных пар каждой тележки соединены между собой буксовыми поводками или тягами, расположенными симметрично в боковых продольных или расположенных под углами к продольным осям тележек вертикальных плоскостях горизонтально или под углами к горизонту, с шарнирами с консистентной или с жидкой смазкой, размещаемой в полостях шкворней, поперечных траверс и тяг, или с резинометаллическими шарнирами.

2. Шестиосное железнодорожное транспортное средство с трехосными безрамными тележками по п.1, отличающееся тем, что его буксы или буксовые кронштейны снабжены тормозным оборудованием.

3. Шестиосное железнодорожное транспортное средство с трехосными безрамными тележками по п.2, отличающееся тем, что его буксы или кронштейны снабжены гасителями колебаний.

4. Шестиосное железнодорожное транспортное средство с трехосными безрамными тележками по п.3, отличающееся тем, что поперечные траверсы снабжены возможностью упругого вертикального перемещения относительно шкворней.

5. Шестиосное железнодорожное транспортное средство с трехосными безрамными тележками, содержащее раму с автосцепками, шкворни, трехосные безрамные тележки, с колесными парами, буксами, рессорным подвешиванием, тормозным оборудованием, отличающееся тем, что рама железнодорожного транспортного средства снабжена съемными или несъемными шкворнями по одному на тележку, размещенными между средней и задней колесными парами каждой тележки, с закрепленными на них с возможностью вращения относительно вертикальной оси и упругого вертикального перемещения относительно шкворней поперечными траверсами, снабженными по концам боковыми консолями, соединенными с ними с возможностью вращения относительно поперечной оси или относительно поперечной и продольной осей, или относительно трех осей, или жестко, при этом концы консолей шарнирами соединены выше осей колесных пар с буксами или с кронштейнами, которыми снабжены буксы этих колесных пар, а буксы или их кронштейны передней и средней колесных пар каждой тележки соединены между собой буксовыми поводками или тягами, расположенными симметрично в боковых продольных вертикальных плоскостях, совпадающих с плоскостями рессорного подвешивания, или смещенных от последних в сторону продольных осей тележек, с консистентной или с жидкой смазкой, размещаемой в полостях шкворней, поперечных траверс и шарниров, или резинометаллическими шарнирами.

6. Шестиосное железнодорожное транспортное средство с трехосными безрамными тележками по п.5, отличающееся тем, что его буксы или буксовые кронштейны снабжены тормозным оборудованием.

7. Шестиосное железнодорожное транспортное средство с трехосными безрамными тележками по п.6, отличающееся тем, что его буксы или кронштейны снабжены гасителями колебаний.