Ходовая часть подвижного состава с рулевой колёсной парой

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, в частности к устройствам для установки тележек при движении по криволинейным участкам железных дорог. Рама вагона опирается на две ходовые тележки. Под средней частью рамы установлена дополнительная управляющая колесная пара с возможностью поперечного перемещения относительно рамы. Колесная пара кинематически связана с поворотной конструкцией тележек. Передаточное отношение от рулевой колесной пары к каждой тележке зависит от направления движения вагона. Достигается уменьшение износа системы колесо-рельс. 2 ил.

 

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, в частности к устройствам управления поворотом ходовых тележек при движении по криволинейным участкам пути. Оно направлено главным образом на модернизацию ходовой части железнодорожных вагонов, а в принципе может быть применимо и в локомотивах.

За последние два десятилетия на железнодорожном транспорте России особо остро стоит вопрос снижения износа гребней колес и бокового износа рельсов в кривых участках пути. Мероприятия, проводимые для снижения износа, в основном, связаны с уменьшением коэффициента трения и увеличением твердости контактируемых материалов. Однако, проводимые мероприятия не влияют на причину возникновения интенсивного износа гребней колес, а лишь воздействуют на физические компоненты, участвующие в механизме трущихся поверхностей.

Ходовые части состава являются наиболее ответственными узлами, служат опорой экипажа на путь и обеспечивают их взаимодействие в движении. От конструкции ходовых частей в значительной мере зависит безопасность движения экипажа и плавность его хода.

Анализом причин, самих процессов износа трущихся поверхностей и способов его снижения занимаются многие специалисты: только литературных источников на эту тему (по материалам Научно-практической конференции «Колесо-рельс 2003», состоявшейся на Экспериментальном кольце ВНИИЖТа) насчитывается более сотни.

Много предложено различных новых технических решений.

Не останавливаясь на их подробностях, рассмотрим только наиболее близкие аналоги заявляемого изобретения.

Известны СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ РАДИАЛЬНОЙ УСТАНОВКОЙ КОЛЕСНЫХ ПАР ИЛИ КОЛЕСНЫХ СКАТОВ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ (патент RU №2283254 С2 B61F 5/38).

Изобретение относится к устройствам для радиальной установки колес при движении по криволинейным участкам пути. Активное управление радиальной установкой колес колесного узла тележки осуществляют посредством интегрального регулирования с реализацией установочных движений в двух частотных диапазонах, сообщая колесному узлу через исполнительный механизм, управляемый регулятором, первые установочные движения в первом частотном диапазоне и вторые установочные движения во втором частотном диапазоне, отличном от первого частотного диапазона, с их наложением на первые установочные движения. Исполнительный механизм выполнен в виде сервопривода. Между исполнительным механизмом и колесом или буксой колесного узла расположен передаточный механизм. Технический результат - снижение износа колес и рельсов, устранение паразитных колебаний при стабилизации колес.

Изобретение позволяет ускорить реакцию исполнительных механизмов на быстро изменяющуюся ситуацию с нагрузками и режимом движения, однако это достигается большим усложнением устройства управления, что вместе с его удорожанием снижает надежность работы (чем сложнее система, тем больше вероятность ее отказов). Одних только исполнительных механизмов в этой системе насчитывается много.

Известна ТЕЛЕЖКА С МЕХАНИЗМОМ РАДИАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ (патент RU №2349478 С2 B61F 5/38).

Заявляемое изобретение относится к конструкции двухосной тележки пассажирского вагона с двухступенчатым рессорным подвешиванием и механизмом радиальной установки колесных пар.

Она отличается тем, что обе пары ее боковых рычагов расположены в плоскости четырехзвенника рамы и образуют с последним механизм радиальной установки колесных пар, в котором рычаги наклонены к боковине встречно с заданным углом к ее вертикальной плоскости и оканчиваются проушинами, отверстия которых перпендикулярны друг другу, кронштейны выполнены в виде горизонтальных буксовых щек и вертикальных щек нижних коленьев, а вертикальные и горизонтальные оси впрессованных в упомянутые проушины амортизаторов выполнены с клиновыми цапфами, закрепленными в клиновых вырезах упомянутых щек посредством крепежных элементов, и упруго сцентрированы относительно торцев каждой проушины парой блочных амортизирующих шайб резинометаллического типа, опирающихся каждая своей внешней расточкой на пластинчатые полукольца, вставленные в проточку оси амортизатора и скрепленные с шайбой сваркой в кольцо.

Следует отметить главный недостаток указанной конструкции: радиальная установка колесных пар осуществляется в отдельно взятой тележнке только под воздействием центробежных сил без раздельного учета других важных факторов, в частности, радиуса поворота, что снижает точность регулирования, а сниженная жесткость конструкции предлагаемой тележки с взаимно подвижными осями колесных пар скажется отрицательно на ее надежности.

При этом главной нерешенной задачей остается установка направления хода самих тележек в зависимости от радиуса поворота пути.

Известна ТЕЛЕЖКА ПАССАЖИРСКОГО ВАГОНА С МЕХАНИЗМОМ РАДИАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ (патент RU №2216470 С2 B61F 3/00).

Изобретение относится к конструкции двухосной тележки пассажирского вагона с двухступенчатым рессорным подвешиванием. Тележка включает боковины рамы, которые соединены с буксами посредством рычагов радиальной установки колесной пары. Упомянутые рычаги выполнены наклонными и соединены с корпусом буксы и с боковиной рамы таким образом, что образуют шарнирный параллелограмм. При этом стороны параллелограмма, закрепленные на корпусе буксы и на боковине рамы, параллельны оси Z, причем сторона, закрепленная на боковине рамы, расположена выше горизонтальной оси X буксы.

Технический результат - улучшение вписывания вагона в кривые, обеспечение радиальной установки колесной пары. При этом на скорость движения поезда не влияет наличие криволинейных участков пути, а конструкция тележки упрощается.

Однако и для такой конструкции присущи недостатки, указанные в предыдущем аналоге.

Предлагаемая в следующем изобретении (СПОСОБ СНИЖЕНИЯ ИЗНОСА СИСТЕМЫ КОЛЕСО-РЕЛЬС И КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, патент RU №2449910 С2, B61F 3/00, B61F 5/50, B61F 5/38) конструкция с дифференциальными колесными парами и дополнительной поперечной связью уменьшает величину углов набегания и интенсивность взаимодействия гребней колес и внутренней грани головки рельса, однако оптимизирующую эти процессы непосредственную связь между кривизной рельсовой колеи и поворотом тележки не обеспечивает.

Задачей в заявляемом нами изобретении являлся поиск простого технического решения, реализующего такую связь.

В соответствии с этим принята конструкция ходовой части подвижного состава с опирающимися на две ходовые тележки рамами, в которой - согласно изобретению - под средней частью рамы устанавливается дополнительная - "рулевая" колесная пара с возможностью поперечного перемещения относительно рамы, имеющая кинематическую связь с поворотной конструкцией ходовых тележек, причем передаточное отношение от рулевой колесной пары к тележкам зависит от направления движения состава.

Рулевая колесная пара с возможностью поперечного перемещения относительно рамы, например, в направляющих роликах, обеспечивает передачу через кинематическую связь с поворотной конструкцией ходовых тележек управляющих воздействий на них в зависимости от стрелы рельсового изгиба и направления движения состава, поскольку углы поворота передней и задней тележек при их оптимальном положении на кривых участках пути не одинаковы.

При минимальных люфтах в узлах кинематической системы и величины зазоров между гребнями колес рулевой пары и рельсами обеспечивается стабильность ориентации тележек и на прямых участках пути, а неточности управления на переходных кривых имеют кратковременный (доли секунды) характер и на износ колес практически не влияют.

Описание заявляемого изобретения поясняются чертежами, где на на фиг. 1 показан общий вид ходовой части выгона, а на фиг. 2 - ее подрамная конструкция.

Итак, в самом общем виде ходовая часть вагона содержит шарнирно соединенные с рамой 1 две ходовые тележки 2 и рулевую колесную пару 3, связанную через узлы амортизации с подвижной поперечной балкой 4, установленной, например, в направляющих роликах 5. На поперечной балке 4 или под ней установлен подвижный шток 6 с роликами на его концах, связанный, например, с электромагнитным приводом 7, а также с поворотными звеньями 8, соединенными жесткими связями 9 с ходовыми тележками 2.

Привод штока 6 управляется датчиком, например, индукционным, реагирующим на направление движения вагона (в данном случае показанное стрелкой, см. фиг. 2).

Процессы, обеспечивающие оптимальные условия работы колесных пар при движении состава по рельсам, состоят в следующем. На любых участках пути рулевая колесная пара 3, занимая определенное положение с минимально допустимым зазором между гребнями колес и головками рельсов, отслеживает изменение кривизны рельсового пути. При этом перемещение поперечной балки 4 по роликам 5 передается через шток 6, поворотные звенья 8 и жесткие связи 9 ходовым тележкам 2. Их оптимальным положением следует считать такой угол поворота на кривых участках пути, при котором передние по ходу колеса тележек движутся по касательным к осям рельсов в местах их контакта, при этом задние колеса имеют незначительный поворот от касательных в их точках контакта в сторону центра кривизны пути. Возникающие при этом поперечные силы в основном компенсируются действующими на вагон центробежными силами. Не скомпенсированная сила в зависимости от ее направленности создает контакт гребней колес с тем или другим рельсом, но при этом контактное давление и, соответственно, их износ будут не сопоставимо малы в сравнении с теми же параметрами у современного железнодорожного транспорта.

А силы от проскальзывания колес из-за разности длин внешнего и внутреннего рельсов не могут влиять на поворот тележек, поскольку последние жестко связаны с рулевой колесной парой.

При указанном оптимальном повороте тележек 2 относительно вагонной рамы 1 на любом криволинейном участке пути угол поворота α звена 8 (см фиг. 2) больше угла β второго такого же звена, а передаточные отношения в кинематической связи штока 6 с поворотным основанием тележек не одинаковы. Это обеспечено перемещением штока 6 якорем электромагнитного привода 7 в сторону движения состава, при этом плечо рычага поворотного звена 8 с этой стороны уменьшено, а с противоположной стороны увеличено.

Все параметры звеньев кинематической системы определяются проектными расчетами в зависимости от параметров ходовой части пожвижного состава.

Внедрение предлагаемого технического решения прозволит резко сократить эксплуатационные затраты, а - главное - предельно снизить вероятность аварийных ситуаций, связанных с износом системы "колесо-рельс".

Ходовая часть подвижного состава с опирающимися на две ходовые тележки рамами, отличающаяся тем, что под средней частью каждой рамы установлена дополнительная управляющая рулевая колесная пара с возможностью поперечного перемещения относительно рамы и имеющая кинематическую связь с поворотной конструкцией ходовых тележек, причем передаточное отношение от рулевой колесной пары к каждой ходовой тележке зависит от направления движения состава, чем обеспечивается оптимальный угол ее поворота на криволинейных участках рельсовой колеи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к колесно-моторным блокам локомотивов. Колесно-моторный блок содержит тяговый электродвигатель и колесную пару.

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к тяговым приводам локомотивов. Тяговый привод состоит из электродвигателя и колесной пары.

Изобретение относится к области ходовых узлов железнодорожных транспортных средств. Ходовой узел содержит две системы колесных пар с двумя рамами и узел шарнирного соединения.

Способ может быть использован для стабилизации динамики движения многоосных железнодорожных тележек. Часть колесных пар многоосной тележки выполняют безребордными, не нарушая центрации тележки в колее.

Ходовая часть (1) рельсового транспортного средства (901) включает в себя раму, опирающуюся на колесные пары (3, 4). На каждой колесной паре с обеих сторон ходовой части расположено по одному треугольному рычагу (8) для горизонтального осевого ведения колесной пары.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции тележек рельсовых транспортных средств. Трехосная тележка включает шкворневую балку, надрессорные балки, рессорные комплекты, колесные пары с буксами, боковые рамы, опирающиеся на буксы крайних колесных пар и балансиры букс средней оси с точками крепления каждого балансира к боковой раме.

Рельсовое транспортное средство (S) с изменяемой геометрией осей содержит две оси (A1, А2), причем горизонтальное угловое положение (α) каждой оси имеет возможность изменения относительно рамы транспортного средства.

Экипаж рельсового транспортного средства содержит колесные пары (1), на оси (2) которых жестко напрессованы колеса (3, 4). В колесо каждой колесной пары встроена электромагнитная муфта (5), электрически связанная с соответствующим датчиком (6), установленным на раме (7) экипажа и реагирующим на изменение угла (α) между геометрической осью (8) колесной пары и поперечной геометрической осью (9) рамы экипажа.

Тележка содержит две колесные пары (1), сварные боковые балки (5) и узел (7) поперечной балки, которые принимают вид трехзвенной конструкции. Оба конца боковой балки соединены с колесными парами через основную резиново-металлическую подушку (4) и переходник (2), расположенный на подшипнике (13) колесных пар.

Тепловоз // 2562665
Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, в частности к соединениям между тележками и рамами. Тепловоз содержит кузов, установленный на раме, примыкающей к рамам двух тележек, на которых размещены колесно-моторные блоки с буксами и рессорным подвешиванием.

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, в частности к устройствам для установки тележек при движении по криволинейным участкам железных дорог. Рама вагона опирается на две ходовые тележки. Под средней частью рамы установлена дополнительная управляющая колесная пара с возможностью поперечного перемещения относительно рамы. Колесная пара кинематически связана с поворотной конструкцией тележек. Передаточное отношение от рулевой колесной пары к каждой тележке зависит от направления движения вагона. Достигается уменьшение износа системы колесо-рельс. 2 ил.

Наверх