RU188187U1

RU188187U1 - COMPRESSION SPRING FOR SPRING SUSPENSION

Info

Publication number: RU188187U1
Application number: RU2019100583U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Баранов; Андрей Сергеевич Власко; Павел Михайлович Нечаев; Александр Викторович Дорожкин; Александр Иванович Тиссен; Евгений Владимирович Терновых; Александр Васильевич Самсонов; Елена Станиславовна Васильева; Константин Анатольевич Чумаков; Михаил Федорович Чуваков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Уральское конструкторское бюро вагоностроения"
Priority date: 2019-01-14
Filing date: 2019-01-14
Publication date: 2019-04-02

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, касается рессорного подвешивания двухосных тележек грузовых вагонов, в частности рессорного комплекта и пружин в него входящих.The inventive utility model relates to railway transport, for spring suspension of biaxial bogies of freight cars, in particular a spring set and springs included therein.

Пружина сжатия для рессорного подвешивания цилиндрическая, винтовая, представляющая собой брус, ось которого параллельна винтовой линии образующей цилиндра, с рабочими и опорными витками. Средний диаметр пружины составляет интервал от 168 мм до 172 мм, а ее индекс, определяемый как отношение среднего диаметра витка к диаметру прутка пружины, составляет интервал от 5,667 до 5,931. Пружина выполнена из стали с пределом текучести не менее 1470 Мпа. Угол подъема оси винтового бруса пружины составляет интервал от 5,853 до 6,229 градусов, а длина оси рабочей части винтового бруса составляет интервал от 2094 мм до 2149 мм.The compression spring for spring suspension is cylindrical, helical, which is a beam, the axis of which is parallel to the helix of the cylinder generatrix, with working and supporting coils. The average spring diameter ranges from 168 mm to 172 mm, and its index, defined as the ratio of the average diameter of the coil to the diameter of the spring rod, ranges from 5.667 to 5.931. The spring is made of steel with a yield strength of at least 1470 MPa. The angle of elevation of the axis of the helical bar of the spring ranges from 5.853 to 6.229 degrees, and the length of the axis of the working part of the helical bar is from 2094 mm to 2149 mm.

Заявляемая конструкция позволяет спроектировать наружную пружину с геометрическими характеристиками, которые обеспечивают повышение эксплуатационной надежности рессорного подвешивания двухосной тележки грузового вагона.The inventive design allows you to design an external spring with geometric characteristics that provide increased operational reliability of the spring suspension of a biaxial bogie of a freight car.

Description

Известна конструкция тележки грузового вагона (Свидетельство на полезную модель RU 16482, B61F 5/00 от 01.10.2001 г. ), содержащая раму, опирающуюся на буксовые узлы колесных пар, включающую в себя боковины, соединенные надрессорной балкой. Надрессорная балка установлена на двухрядные пружины, и соединена с боковой рамой с помощью фрикционных клиньев, поддерживаемых также двухрядными пружинами. Двухрядные пружины под надрессорной балкой, состоят из наружной и внутренней пружин, при этом одна пружина имеет большую высоту в свободном состоянии, чем другая. Под фрикционные клинья установлены двухрядные пружины с одинаковой высотой наружной и внутренней пружин, причем их высота равна высоте большей из пружин, установленных под надрессорной балкой.A known construction of a freight wagon trolley (Utility Model Certificate RU 16482, B61F 5/00 of 01/10/2001), comprising a frame based on axle boxes of wheel pairs, including sidewalls connected by a nadresornoy beam. The nadressornoj beam is mounted on double-row springs, and connected to the side frame using friction wedges, also supported by double-row springs. Double-row springs under the nadressornoj beam, consist of external and internal springs, while one spring has a greater height in the free state than the other. Under the friction wedges, double-row springs with the same height of the outer and inner springs are installed, and their height is equal to the height of the larger of the springs installed under the spring bar.

Данная конструкция охватывает большое количество вариантов исполнения рессорного подвешивания двухосных тележек грузовых вагонов, которые можно условно разделить на три группы. Первая группа конструкций никогда не сможет обеспечить работоспособность узла. Вторая группа конструкций может обеспечить работоспособность узла, но не удовлетворяет требованиям нормативных документов. Третья группа конструкций может обеспечить работоспособность узла и удовлетворить требования нормативных документов, но определить это множество полезных вариантов не представляется возможным. Недостатком данной конструкции является тот факт, что не указан диапазон геометрических характеристик пружин рессорного подвешивания, обеспечивающий выполнение требований ГОСТ 9246-2013 «Тележки двухосные трехэлементные грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия».This design covers a large number of spring suspension versions of biaxial bogies of freight cars, which can be conditionally divided into three groups. The first group of designs will never be able to ensure the health of the node. The second group of designs can ensure the health of the site, but does not meet the requirements of regulatory documents. The third group of designs can ensure the operation of the unit and satisfy the requirements of regulatory documents, but it is not possible to determine this many useful options. The disadvantage of this design is the fact that the range of geometric characteristics of the spring suspension springs is not indicated, ensuring compliance with the requirements of GOST 9246-2013 “Biaxial three-element carts for freight cars of 1520 mm gauge railways. General specifications. "

Также известно устройство - пружинный комплект для подвешивания тележки грузового железнодорожного вагона (Патент на полезную модель RU 101986, B61F 5/06 от 27.10.2010 г.), состоящий из симметрично расположенных девяти двухрядных, витых, цилиндрических пружин, на две из которых установлены фрикционные клинья, а семь расположены под надрессорной балкой. Пружинный комплект имеет внутренние пружины под фрикционными клиньями, наружные пружины под фрикционными клиньями, внутренние пружины под надрессорной балкой, наружные пружины под надрессорной балкой, выполненные в порядке убывания высоты.A device is also known - a spring kit for suspending a bogie of a freight railway car (Utility Model Patent RU 101986, B61F 5/06 of 10/27/2010), consisting of nine symmetrically arranged two-row, coil, coil springs, two of which are equipped with friction wedges, and seven are located under the nadressornoj beam. The spring set has internal springs under the friction wedges, external springs under the friction wedges, internal springs under the spring bar, external springs under the spring bar, made in decreasing order of height.

Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.This design is selected as a prototype for the claimed utility model.

Существенными недостатком данной конструкции является наличие в пружинном комплекте четырех разных пружин, изменяющиеся по высоте в свободном состоянии, диаметру прутков и рабочему числу витков. Данное исполнение конструкции увеличивает номенклатуру деталей пружинного комплекта, что в свою очередь увеличивает себестоимость пружинного комплекта в новом изделии и ведет к увеличению стоимости ремонта узла в эксплуатации. Также четыре разных типоразмера пружин в пружинном комплекте увеличивают трудоемкость сборки двухосных тележек грузовых вагонов, прежде всего связанную с подбором пружин комплекта по высоте.A significant drawback of this design is the presence in the spring set of four different springs, varying in height in the free state, the diameter of the rods and the working number of turns. This construction design increases the range of parts of the spring kit, which in turn increases the cost of the spring kit in the new product and leads to an increase in the cost of repairing the unit in operation. Also, four different sizes of springs in the spring kit increase the complexity of assembling biaxial bogies of freight cars, primarily associated with the selection of kit springs in height.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании наружной, устанавливаемой в рессорном подвешивании пружины с геометрическими характеристиками, которые позволят создать в комплекте с соответствующими внутренними пружинами, рессорное подвешивание двухосной тележки грузового вагона с семью двухрядными пружинами обеспечивающее эксплуатационную надежность, а также обеспечивающее выполнение требований ГОСТ 9246-2013 «Тележки двухосные трехэлементные грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия».The problem to which the claimed utility model is directed is to create an external spring installed in the spring suspension with geometrical characteristics that will allow creating complete with the corresponding internal springs the spring suspension of a two-axle truck of a freight car with seven double-row springs providing operational reliability, as well as ensuring compliance with the requirements of GOST 9246-2013 "Biaxial three-element carts of freight cars of 1520 mm gauge railways. General specifications. "

Поставленная задача решается за счет того, что конструкция пружины имеет средний диаметр витка в интервале от 168 мм до 172 мм, а индекс, определяемый как отношение среднего диаметра витка к диаметру прутка пружины, находится в интервале от 5,667 до 5,931. При этом пружина выполнена из стали с пределом текучести не менее 1470 МПа. Кроме того, угол подъема оси винтового бруса пружины составляет интервал от 5,853 до 6,229 градусов, а длина оси рабочей части винтового бруса составляет интервал от 2094 мм до 2149 мм.The problem is solved due to the fact that the spring design has an average diameter of the coil in the range from 168 mm to 172 mm, and the index, defined as the ratio of the average diameter of the coil to the diameter of the spring rod, is in the range from 5.667 to 5.931. In this case, the spring is made of steel with a yield strength of at least 1470 MPa. In addition, the angle of elevation of the axis of the helical bar of the spring ranges from 5.853 to 6.229 degrees, and the length of the axis of the working part of the helical bar is from 2094 mm to 2149 mm.

Сущность предлагаемой конструкции заключается в том, что наружная пружина сжатия для рессорного подвешивания цилиндрическая, винтовая, представляющая собой брус, ось которого параллельна винтовой линии образующей цилиндра, с рабочими и опорными витками, средний диаметр которой составляет интервал от 168 мм до 172 мм, а ее индекс, определяемый как отношение среднего диаметра витка к диаметру прутка пружины, составляет интервал от 5,667 до 5,931, при этом пружина выполнена из стали с пределом текучести не менее 1470 МПа, кроме того, угол подъема оси винтового бруса составляет интервал от 5,853 до 6,229 градусов, а длина оси рабочей части винтового бруса составляет интервал от 2094 мм до 2149 мм.The essence of the proposed design lies in the fact that the outer compression spring for spring suspension is cylindrical, helical, which is a beam, the axis of which is parallel to the helix of the generatrix of the cylinder, with working and supporting turns, the average diameter of which ranges from 168 mm to 172 mm, and the index, defined as the ratio of the average diameter of the coil to the diameter of the spring rod, ranges from 5.667 to 5.931, while the spring is made of steel with a yield strength of at least 1470 MPa, in addition, the axis of the solid beam is an interval from 5.853 to 6.229 degrees, and the length of the axis of the working part of the screw beam is an interval from 2094 mm to 2149 mm.

Технический результат от заявляемой полезной модели заключается в повышении эксплуатационной надежности пружины рессорного подвешивания двухосной тележки грузового вагона, в сочетании с выполнением требований ГОСТ 9246-2013 «Тележки двухосные трехэлементные грузовых вагонов железных дорог колеи 1520 мм. Общие технические условия» по обеспечению заданного перемещения обрессоренной части железнодорожного вагона в порожнем и груженом состоянии и с повышением уровня взаимозаменяемости и ремонтопригодности, с уменьшением себестоимости и трудоемкости изготовления и ремонта в эксплуатации рессорного подвешивания.The technical result from the claimed utility model is to increase the operational reliability of the spring spring suspension of a biaxial bogie of a freight car, in combination with the requirements of GOST 9246-2013 “Biaxial three-element carts of freight cars of 1520 mm gauge railways. General technical conditions ”to ensure the specified movement of the compressed part of the railway carriage in the empty and loaded state and with an increase in the level of interchangeability and maintainability, with a decrease in the cost and complexity of manufacturing and repair in operation of spring suspension.

Пружина сжатия наружная для рессорного подвешивания, с углом подъема оси винтового бруса, составляющего интервал от 5,853 до 6,229 градусов и с длиной оси рабочей части винтового бруса, составляющего интервал от 2094 мм до 2149 мм, выполненная из стали с пределом текучести не менее 1470 МПа, обеспечивает запас по напряжениям в пружине от эксплуатационных нагрузок до допускаемых значений напряжений в пределах от 13,61% до 24,55%. Как следствие, наличие запаса до допускаемых напряжений снижает вероятность излома прутков пружин и выхода из строя рессорного комплекта тележки в эксплуатации.An external compression spring for spring suspension, with an angle of elevation of the axis of the screw beam, comprising an interval from 5.853 to 6.229 degrees, and with a length of the axis of the working part of the screw beam, comprising an interval from 2094 mm to 2149 mm, made of steel with a yield strength of at least 1470 MPa, provides a margin of stresses in the spring from operational loads to permissible stress values in the range from 13.61% to 24.55%. As a result, the presence of a margin to allowable stresses reduces the likelihood of a break in the spring rods and failure of the spring trolley kit in operation.

В подтверждение данного утверждения, в таблице 1 приведены из множества вариантов несколько возможных вариантов изготовления пружин.In support of this statement, table 1 shows from a variety of options several possible options for the manufacture of springs.

В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и проведены всесторонние испытания.Currently, the claimed utility model has developed design documentation and comprehensive tests have been conducted.

Claims

The compression spring for spring suspension is cylindrical, helical, which is a bar, the axis of which is parallel to the helix of the cylinder generatrix, with working and supporting coils, the average diameter of which ranges from 168 mm to 172 mm, its index, defined as the ratio of the average diameter of the coil to the diameter the spring rod, ranges from 5.667 to 5.931, while the spring is made of steel with a yield strength of at least 1470 MPa, characterized in that the angle of elevation of the axis of the screw beam is in the range from 5.853 to 6.229 degrees, the length of the working part of the screw axis of the beam is the interval from 2094 mm to 2149 mm.