Букса железнодорожного транспортного средства
Букса содержат корпус (1), кронштейны (2, 3) с буксовыми пружинами (15), продольные ребра, соединяющие кронштейны с корпусом буксы, ось колесной пары, поводок, механизм радиальной установки оси колесной пары. Букса соединена с нижней или средней частью рычага (11) соответственно проушиной (7) или фланцем, которыми снабжены продольные ребра кронштейнов, при этом соответственно средней или нижней частью рычага соединена с рамой тележки поводком (13), расположенным соответственно выше, или ниже, или на уровне оси колесной пары, и верхней частью рычага шарнирно соединена с кузовом (20) железнодорожного транспортного средства или рамой тележки (19) механизмом радиальной установки (14) оси колесной пары. Минимальные горизонтальные расстояния между осью корпуса и осью проушин или опорной плоскостью фланца и вертикальные расстояния между осью проушин или осью корпуса, поводком и верхним шарниром рычага выбираются по математическим соотношениям. Снижается продольная жесткость буксового узла и колесной пары, обеспечивается радиальная установка оси колесной пары и снижение сопротивления движению, шума в кривых участках пути, снижается износ бандажей колес, рельсов и других узлов. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.
Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к грузовым, пассажирским, маневровым тепловозам и электровозам, а также к вагонам и касается конструкции устройств, предназначенных для соединения колесных пар с рамой тележки или кузовом.
Известна букса тепловоза 2ТЭ116, содержащая корпус с левым и правым кронштейнами, на которые устанавливаются пружины рессорного подвешивания, и диаметрально расположенными приливами с клиновыми пазами, в которых установлены поводки, соединяющие их с рамой тележки и передающие на последнюю тяговые и тормозные усилия (Тепловозы. Под редакцией Панова Н.И., "Машиностроение", 1978, стр.404).
Недостатками такой конструкции являются высокая жесткость буксового узла и колесной пары в продольном направлении, отсутствие радиальной установки оси колесной пары, высокое сопротивление движению транспортного средства в кривых участках пути, высокие износы бандажей колес, рельсов и других узлов, повышенный шум при движении в кривых, частые переточки бандажей колес, низкий срок службы колесных пар, частые простои транспортных средств из-за ремонтов экипажа.
Техническим результатом изобретения является снижение продольной жесткости буксового узла и колесной пары, обеспечение оси колесной пары радиальной установкой при движении в кривой, снижение сопротивления движению транспортного средства в кривых участках пути, снижение износов бандажей колес, рельсов и других узлов, снижение шума при движении в кривых, увеличение пробега между переточками бандажей колес, увеличение срока службы колесных пар, снижение простоев транспортных средств из-за ремонтов экипажа, снижение расхода топлива.
Технический результат достигается тем, что букса железнодорожного транспортного средства, содержащая корпус, левый и правый кронштейны, на опорные поверхности которых установлены буксовые пружины, продольные ребра, соединяющие кронштейны выше, или ниже, или выше и ниже их опорных поверхностей с корпусом буксы, ось колесной пары, поводок, механизм радиальной установки оси колесной пары, причем букса шарнирно или жестко соединена с нижней или средней частью рычага соответственно проушинами или фланцем, которыми снабжены продольные ребра левого или правого кронштейна, или левого и правого кронштейнов, при этом соответственно средней или нижней частью рычага соединена с рамой тележки поводком, расположенным соответственно выше, или ниже, или на уровне оси колесной пары, и верхней частью рычага шарнирно соединена с кузовом железнодорожного транспортного средства или рамой тележки механизмом радиальной установки оси колесной пары, минимальные горизонтальные расстояния между осью корпуса и осью проушин или опорной плоскостью фланца в зависимости от заданного радиуса проходимой кривой определяются соответственно по выражениям:
или
где: t - расстояние между осью корпуса и осью пружины, расположенной на кронштейне с проушинами или фланцем,
D - наружный диаметр буксовой пружины;
r - наружный радиус проушины рычага со стороны пружины;
l - поперечное расстояние между левой и правой буксами колесной пары;
s - расстояние между крайними осями тележки;
Н - высота буксовой пружины под статической нагрузкой;
h - вертикальное расстояние от опорной поверхности кронштейна до оси проушины или верхней точки опорной плоскости фланца;
R - радиус проходимой кривой;
p - минимальное расстояние между фланцем рычага и его телом в срединной продольной плоскости, кроме того, вертикальные расстояния между осью проушин или осью корпуса, поводком и верхним шарниром рычага выбираются по соотношениям:
а2·Сб=b2·Ср
или
соответственно при жестком поводке или при податливом поводке, где: а - вертикальное расстояние между проушиной или осью колесной пары и поводком;
b - вертикальное расстояние между поводком и верхним концом рычага;
Сб - продольная жесткость буксового узла;
Ср - продольная жесткость механизма радиальной установки оси колесной пары;
Сп - продольная жесткость поводка,
кроме того, проушины выполнены съемными и снабжены фланцем, соединяющим их с фланцем кронштейна буксы.
Предлагаемая букса железнодорожного транспортного средства представлена на чертежах, где:
на фиг.1 изображена букса, общий вид;
на фиг.2 изображен вид сверху на фиг.1;
на фиг.3 изображен вид А на фиг.1;
на фиг.4 изображена букса, общий вид;
на фиг.5 изображен вид сверху на фиг.4;
на фиг.6 изображен вид Б на фиг.4;
на фиг.7 изображена букса, общий вид;
на фиг.8 изображен вид сверху на фиг.7;
на фиг.9 изображен вид В на фиг.7;
на фиг.10 изображена букса, общий вид;
на фиг.11 изображено сечение Г-Г на фиг.10.
Букса железнодорожного транспортного средства (фиг.1 - 11) состоит из корпуса 1, левого кронштейна 2, правого кронштейна 3, опорных поверхностей кронштейнов 4, верхних продольных ребер 5, нижних продольных ребер 6, проушин буксы 7 с осью 8, фланца буксы 9, фланца проушин 10, рычага 11 с шарниром 12, поводка 13, механизма радиальной установки оси колесной пары 14, пружин буксовой ступени рессорного подвешивания 15, колесной пары 16 с осью колесной пары 17 и колесами 18, рамы тележки 19, кузова железнодорожного транспортного средства 20.
Букса железнодорожного транспортного средства работает следующим образом. При движении железнодорожного транспортного средства в кривой при взаимодействии колесной пары 16 с рельсами на поверхностях катания и гребнях колес 18 возникают силы крипа и бокового давления, которые с колес 18 осью колесной пары 17 передаются на корпус буксы 1, с которого левым кронштейном 2 или правым кронштейном 3, проушинами 7 через ось 8 или фланцем буксы 9, которыми снабжены верхние продольные ребра 5 или нижние продольные ребра 6, через нижнюю или среднюю соответственно для передней и задней колесных пар тележки часть рычага 11 передаются частями поводком 13, через шарнир 12 верхней частью рычага 11 механизмом радиальной установки оси колесной пары 14 и опорными поверхностями кронштейнов 4 через пружины буксовой ступени рессорного подвешивания 15 пропорционально их жесткостям на раму тележки 19 и кузов железнодорожного транспортного средства 20. При этом при выборе вертикальных расстояний между осью проушин или осью корпуса, поводком и верхним шарниром рычага по соотношениям:
а2·Сб=b2·Ср
или
соответственно при жестком поводке или при податливом поводке, где: а - вертикальное расстояние между проушиной или осью колесной пары и поводком;
b - вертикальное расстояние между поводком и верхним концом рычага;
Сб - продольная жесткость буксового узла;
Ср - продольная жесткость механизма радиальной установки оси колесной пары;
Сп - продольная жесткость поводка, приводит к тому, что сила, возникающая в механизме радиальной установки оси колесной пары 14, поворачивает рычаг 11 относительно точки его закрепления в продольном направлении на поводке 13 и при этом своим нижним концом или средней частью смещает буксу относительно рамы тележки 19. При движении в прямой силы крипа на левом и правом колесах колесной пары равны между собой и соответствующие им смещения букс также равны и ось колесной пары остается неподвижной относительно рамы тележки. При движении в кривой силы крипа на левом и правом колесах колесной пары имеют различные значения и соответствующие им смещения левой и правой букс также имеют различное значение, что и обеспечивает поворот оси колесной пары относительно рамы тележки. При создании механизмами радиальной установки оси колесной пары 14 на верхних концах рычагов 11 левой и правой букс сил противоположного направления эти буксы перемещаются относительно рамы тележки в противоположных направлениях, что и обеспечивает установку оси колесной пары, наиболее близкую к радиальной.
Снабжение проушин буксы 7 фланцем 10 обеспечивает ее выполнение в виде съемного узла, что в свою очередь обеспечивает унификацию левой и правой букс колесной пары.
Все это и приводит к снижению продольной жесткости буксового узла и колесной пары, обеспечению оси колесной пары радиальной установкой при движении в кривой, снижению сопротивления движению транспортного средства в кривых участках пути, снижению износов бандажей колес, рельсов и других узлов, снижению шума при движении в кривых, увеличению пробега между переточками бандажей колес, увеличению срока службы колесных пар, снижению простоев транспортных средств из-за ремонтов экипажа, снижению расхода топлива.
1. Букса железнодорожного транспортного средства, содержащая корпус, левый и правый кронштейны, на опорные поверхности которых установлены буксовые пружины, продольные ребра, соединяющие кронштейны выше или ниже, или выше и ниже их опорных поверхностей с корпусом буксы, ось колесной пары, поводок, механизм радиальной установки оси колесной пары, причем букса шарнирно или жестко соединена с нижней или средней частью рычага соответственно проушинами или фланцем, которыми снабжены продольные ребра левого или правого кронштейна, или левого и правого кронштейнов, при этом соответственно средней или нижней частью рычага соединена с рамой тележки поводком, расположенным соответственно выше или ниже, или на уровне оси колесной пары, и верхней частью рычага шарнирно соединена с кузовом железнодорожного транспортного средства или рамой тележки механизмом радиальной установки оси колесной пары, отличающаяся тем, что минимальные горизонтальные расстояния между осью корпуса и осью проушин или опорной плоскостью фланца в зависимости от заданного радиуса проходимой кривой определяются соответственно по выражениям:
или
где t - расстояние между осью корпуса и осью пружины, расположенной на кронштейне с проушинами или фланцем,
D - наружный диаметр буксовой пружины;
r - наружный радиус проушины рычага со стороны пружины;
- поперечное расстояние между левой и правой буксами колесной пары;
s - расстояние между крайними осями тележки;
Н - высота буксовой пружины под статической нагрузкой;
h - вертикальное расстояние от опорной поверхности кронштейна до оси проушины или верхней точки опорной плоскости фланца;
R - радиус проходимой кривой;
р - минимальное расстояние между фланцем рычага и его телом в срединной продольной плоскости.
2. Букса железнодорожного транспортного средства по п.1, отличающаяся тем, что вертикальные расстояния между осью проушин или осью корпуса, поводком и верхним шарниром рычага выбираются по соотношениям:
а2·Сб=b2·Ср;
или
соответственно при жестком поводке или при податливом поводке,
где а - вертикальное расстояние между проушиной или осью колесной пары
и поводком;
b - вертикальное расстояние между поводком и верхним концом рычага;
Сб - продольная жесткость буксового узла;
Ср - продольная жесткость механизма радиальной установки оси колесной пары;
Сп - продольная жесткость поводка.
3. Букса железнодорожного транспортного средства по п.1 или 2, отличающаяся тем, что проушины выполнены съемными и снабжены фланцем, соединяющим их с фланцем кронштейна буксы.
