Центральное рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства (варианты)
Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к центральному рессорному подвешиванию железнодорожных тележек. Пружины 15 центрального рессорного подвешивания выполнены с опорными витками в виде их крайних рабочих витков. Опорные устройства выполнены по полной окружности витков пружин в виде ручьев или полуручьев с плавно увеличивающимися зазорами, определяемыми в ненагруженном состоянии пружин, между опорными поверхностями этих опор и опорными витками пружин до величин, равных Δ=(0,5÷0,8)*tв.ст, где tв.ст - прогиб одного рабочего витка пружины под статической нагрузкой. По второму варианту изобретения опорные устройства 16 выполнены частично или полностью из упругого материала с модулем упругости от 5 до 100 мПа. Технический результат - уменьшение габаритов пружин, снижение их металлоемкости, равномерное распределение нагрузок в пружинах и колесах, повышение надежности и долговечности рессорного подвешивания. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к грузовым, пассажирским и маневровым электровозам и тепловозам, и касается конструкции их рессорного подвешивания.
Известно центральное рессорное подвешивание дизель-электрического локомотива с асинхронным тяговым приводом "Blue Tiger" фирм "ADtranz" и "GETS" (проспект фирм "ADtranz" и "GE Transportation Systems". Облегченный дизель-электрический локомотив с асинхронным тяговым приводом), состоящий из четырех комплектов витых цилиндрических пружин на каждую из двух трехосных тележек, установленных по два комплекта на каждый боковой лонжерон рам тележек, на которые через эти рессорные комплекты опирается рама локомотива, при этом комплекты пружин состоят из наружных пружин, имеющих правую навивку и внутренних пружин, имеющих противоположную левую навивку.
Известно также центральное рессорное подвешивание тепловоза ТЭП70, состоящее из двух групп винтовых пружин (по четыре в каждой группе), верхних, нижних чаш и регулировочных колец. Пружины размещаются в нишах рамы кузова и опираются на боковины рам тележек. На верхних листах боковин имеются направляющие втулки для установки и фиксирования нижних чаш пружин. Верхние чаши закреплены в нишах рамы кузова. Регулировочные кольца, состоящие из двух половин, расположены под нижними чашами пружин и предусмотрены для перераспределения нагрузок при взвешивании тепловоза. В случае разборки опор кузова все детали должны быть установлены на свои места (Тепловоз ТЭП70, руководство по эксплуатации, ТЭП70.00.РЭ, 1988 г., часть 1, с.188, часть 4, с.163, 165).
Недостатками таких конструкций являются большая высота пружин, вызванная наличием неработающих (поджатых) опорных витков, большая металлоемкость, вызванная не только наличием неработающих опорных витков, но и увеличенным диаметром прутка из-за выполнения опорных поверхностей пружин не по полной окружности витка и неравномерного восприятия нагрузок этими поверхностями, низкая точность изготовления пружин, вызванная тем, что погрешности изготовления рабочей части пружин складываются с погрешностями изготовления их опорных витков, большая неравномерность распределения нагрузок по колесам железнодорожного транспортного средства, вызванная указанной выше неравномерностью распределения нагрузок по опорным поверхностям пружин, что снижает тяговые и динамические качества железнодорожного транспортного средства, и может потребовать дополнительного регулирования осевых нагрузок и, как следствие, низкая надежность и долговечность центрального рессорного подвешивания.
Техническим результатом изобретения является уменьшение габаритов пружин центрального рессорного подвешивания, снижение их металлоемкости, повышение точности изготовления, равномерное распределение нагрузок по виткам и опорным поверхностям пружин, снижение неравномерности распределения нагрузок по колесам железнодорожного транспортного средства, повышение надежности и долговечности центрального рессорного подвешивания, улучшение условий его эксплуатации и ремонта.
Технический результат достигается тем, что в центральном рессорном подвешивании железнодорожного транспортного средства, содержащем кузов или раму железнодорожного транспортного средства, пружины или комплекты пружин центрального рессорного подвешивания, опорные устройства рессорного подвешивания, тележки с рамами, с колесными парами, с буксами, гасители колебаний, опорные витки пружин центрального рессорного подвешивания не шлифованные или частично сошлифованные выполнены в виде их крайних рабочих витков, на которые своими опорными устройствами опирается рама или кузов железнодорожного транспортного средства и которые с другой стороны опираются на опорные устройств рам тележек, при этом опорные устройства рам кузова и тележек выполнены по полной окружности витков в виде ручьев или полуручьев с плавно увеличивающимися зазорами, определяемыми в ненагруженном состоянии пружин, между опорными поверхностями этих опор и опорными витками пружин до величин, равных Δ=(0,5÷0,8)*fв.ст, где fв.ст. - прогиб одного рабочего витка пружины под статической нагрузкой, кроме того, его пружины выполнены из трубы или из пустотелого фасонного профиля.
Такой же технический результат достигается тем, что в центральном рессорном подвешивании железнодорожного транспортного средства, содержащем кузов или раму железнодорожного транспортного средства, пружины или комплекты пружин центрального рессорного подвешивания, опорные устройства рессорного подвешивания, тележки с рамами, с колесными парами, с буксами, гасители колебаний, опорные витки пружин центрального рессорного подвешивания не шлифованные или частично сошлифованные выполнены в виде их крайних рабочих витков, на которые своими опорными устройствами опирается рама или кузов железнодорожного транспортного средства и которые с другой стороны опираются на опорные устройств рам тележек, при этом опорные устройства рам кузова и тележек выполнены по полной окружности витков в виде ручьев или полуручьев переменной высоты частично или полностью из упругого материала с модулем упругости от пяти до ста мПа, кроме того, его пружины выполнены из трубы или из пустотелого фасонного профиля.
Предлагаемое центральное рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства представлено на чертежах, где
на фиг.1 изображено центральное рессорное подвешивание в составе железнодорожного транспортного средства, общий вид;
на фиг.2 изображено центральное рессорное подвешивание в составе трехосной тележки, общий вид;
на фиг.3 изображен вид I на фиг.2 с ручьевой опорой;
на фиг.4 изображено сечение А-А на фиг.3;
на фиг.5 изображен вид I на фиг.2 с пружинами из пустотелого фасонного профиля с полуручьевой упругой обрезиненной беззазорной опорой;
на фиг.6 изображено сечение Б-Б на фиг.5;
на фиг.7 изображен вид сверху на фиг.3 (пружины условно не показаны).
Центральное рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства (фиг.1-7) состоит из кузова или рамы 1, тележек 2 с рамами 3, с продольными лонжеронами 4, с колесными парами 5, с колесами 6, с буксами 7, с буксовым рессорным подвешиванием 8, прокладок 9 пружин или комплектов пружин центрального рессорного подвешивания с правой навивкой 10, пружин или комплектов пружин центрального рессорного подвешивания с левой навивкой 11, ручьевых опорных устройств 12, полуручьевых опорных устройств 13, пружин центрального рессорного подвешивания с сошлифованными на одну четвертую часть опорными витками 14, пружин центрального рессорного подвешивания из пустотелого фасонного профиля 15, упругих беззазорных опорных устройств 16, гасителей колебаний 17.
Центральное рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства работает следующим образом. Вес железнодорожного транспортного средства с его кузова или рамы 1 ручьевыми опорными устройствами 12 или полуручьевыми опорными устройствами 13, или упругими без зазорными опорными устройствами 16 передается на опорные витки пружин или комплектов пружин центрального рессорного подвешивания с правой навивкой 10 или с левой навивкой 11, или с левой и правой навивкой, или комплектов пружин с сошлифованными опорными витками 14, или пружин из пустотелого фасонного профиля 15, и через рабочие витки их вторыми опорными витками он передается на ручьевые опорные устройства 12 или полуручьевые опорные устройства 13, или на упругие без зазорные опорные устройства 16, а с них на продольные лонжероны 4 рам 3 тележек 2. Далее рамой 3 вес железнодорожного транспортного средства передается на буксовое рессорное подвешивание 8 через прокладки 9, которым он передается на буксы 7 колесных пар 5, колесами 6 которых вес и передается на рельсы.
При этом выполнение опорных витков пружин 10, 11, 14, 15 в виде их крайних рабочих витков, воспринимающих и передающих нагрузку через опорные устройства 12 и 13, выполненные по полной окружности витка с плавно увеличивающимся зазором между ними и опорными витками или упругие без зазорные опорные устройства 16, выполненные из упругого материала с модулем упругости до ста мПа, например из резины, обеспечивает равномерное распределение нагрузок по опорным виткам пружин, передачу веса по геометрическим осям пружин, включение опорных витков пружин в работу по созданию прогиба пружин под нагрузкой (снижение жесткости пружин), равномерное распределение нагрузки по рабочим виткам.
Выполнение пружин центрального рессорного подвешивания из трубы или пустотелого фасонного профиля 15 обеспечивает дополнительное снижение массы пружин и их жесткости.
Компьютерное моделирование пружин центрального рессорного подвешивания как твердотельных объектов показывает, что предлагаемое центральное рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства обеспечивает передачу нагрузок по геометрическим осям пружин, снижение полного количества рабочих витков до 10%, снижение напряженного состояния пружин до 10%, снижение массы пружин до 30%.
Все это и приводит к уменьшению габаритов пружин центрального рессорного подвешивания, снижению их металлоемкости, повышению точности изготовления, равномерному распределение нагрузок по виткам и опорным поверхностям пружин, снижение неравномерности распределения нагрузок по колесам железнодорожного транспортного средства, повышение надежности и долговечности центрального рессорного подвешивания, улучшение условий его эксплуатации и ремонта.
1. Центральное рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства, содержащее кузов или раму железнодорожного транспортного средства, пружины или комплекты пружин центрального рессорного подвешивания, опорные устройства рессорного подвешивания, тележки с рамами, с колесными парами, с буксами, гасители колебаний, отличающееся тем, что опорные витки пружин центрального рессорного подвешивания не шлифованные или частично сошлифованные выполнены в виде их крайних рабочих витков, на которые своими опорными устройствами опирается рама или кузов железнодорожного транспортного средства и которые с другой стороны опираются на опорные устройства рам тележек, при этом опорные устройства рам кузова и тележек выполнены по полной окружности витков в виде ручьев или полуручьев с плавно увеличивающимися зазорами, определяемыми в ненагруженном состоянии пружин, между опорными поверхностями этих опор и опорными витками пружин до величин, равных Δ=(0,5÷0,8)·fв.ст, где fв.ст, - прогиб одного рабочего витка пружины под статической нагрузкой.
2. Центральное рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.1, отличающееся тем, что его пружины выполнены из трубы или из пустотелого фасонного профиля.
3. Центральное рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства, содержащее кузов или раму железнодорожного транспортного средства, пружины или комплекты пружин центрального рессорного подвешивания, опорные устройства рессорного подвешивания, тележки с рамами, с колесными парами, с буксами, гасители колебаний, отличающееся тем, что опорные витки пружин центрального рессорного подвешивания не шлифованные или частично сошлифованные выполнены в виде их крайних рабочих витков, на которые своими опорными устройствами опирается рама или кузов железнодорожного транспортного средства и которые с другой стороны опираются на опорные устройства рам тележек, при этом опорные устройства рам кузова и тележек выполнены по полной окружности витков в виде ручьев или полуручьев переменной высоты частично или полностью из упругого материала с модулем упругости 5÷100 мПа.
4. Центральное рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства по п.3, отличающееся тем, что его пружины выполнены из трубы или из пустотелого фасонного профиля.
