RU201850U1

RU201850U1 - RAIL VEHICLE TROLLEY

Info

Publication number: RU201850U1
Application number: RU2020131954U
Authority: RU
Inventors: Сергей Павлович Глушков; Виктор Иванович Кочергин
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2020-09-24
Publication date: 2021-01-15

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к тележкам грузового вагона. Тележка рельсового транспортного средства состоит из поперечной балки (1), продольных боковин (2), подшипниковых узлов колесных пар (3), рессорного комплекта пружин (4) и динамических гасителей колебаний (5), установленных соосно внутри винтовых пружин рессорного комплекта (4), и состоящих из пружин гасителя колебаний (6) и (7), и расположенных между ними инерционных масс (8). Пружины гасителей колебаний фиксируются в вертикальном положении буртами продольных боковин (9) и буртами (10) опорных плит (11), соединяемых с поперечной балкой (1) посредством шаровых пальцев (12) и упругих опор (13). Такое исполнение обеспечивает повышение эффективности гашения колебаний при движении подвижного состава с любой загрузкой и долговечности вагонных тележек за счет приведения суммарных переменных сил и моментов, передаваемых в процессе колебаний на раму подвижного состава, к нулю. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model relates to railway rolling stock, in particular to freight car bogies. The bogie of a rail vehicle consists of a cross beam (1), longitudinal sidewalls (2), wheelset bearing assemblies (3), a spring set of springs (4) and dynamic vibration dampers (5), installed coaxially inside the coil springs of a spring set (4) , and consisting of vibration damper springs (6) and (7), and located between them inertial masses (8). The springs of vibration dampers are fixed in the vertical position by collars of longitudinal sidewalls (9) and collars (10) of base plates (11), connected to the transverse beam (1) by means of ball pins (12) and elastic supports (13). This design provides an increase in the efficiency of vibration damping during the movement of rolling stock with any load and the durability of car bogies by bringing the total variable forces and moments transmitted during the vibration process to the rolling stock frame to zero. 2 wp f-ly, 3 dwg

Description

Полезная модель относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к тележкам грузового вагона, и может быть использована при проектировании вагонных тележек.The utility model relates to railway rolling stock, in particular to freight car bogies, and can be used in the design of wagon bogies.

Для повышения долговечности и увеличения средних эксплуатационных скоростей движения на железнодорожном транспорте необходимо обеспечение эффективного гашения колебаний вагонных тележек и снижение динамических нагрузок на конструктивные элементы подвижного состава.To increase the durability and increase the average operating speed of movement on railway transport, it is necessary to ensure effective damping of vibrations of wagon bogies and reduce dynamic loads on structural elements of the rolling stock.

Известно амортизирующее устройство для железнодорожного вагона (см. патент РФ №2259292, МПК B61F 5/12), устанавливаемое на вагонной тележке, состоящей из поперечной балки, продольных боковин, подшипниковых узлов колесных пар и рессорных комплектов пружин, и оборудованное фрикционными клиновыми гасителями колебаний и упругими элементами. Гашение колебаний в данной конструкции осуществляется за счет возникновения силы трения во фрикционных клиновых гасителях колебаний, функциональная связь между которыми и остальными элементами конструкции вагонной тележки обеспечивается упругими элементами.A shock-absorbing device for a railway car is known (see RF patent No. 2259292, IPC B61F 5/12), installed on a carriage bogie, consisting of a transverse beam, longitudinal sidewalls, bearing assemblies of wheel pairs and spring sets of springs, and equipped with friction wedge vibration dampers and elastic elements. The damping of vibrations in this design is carried out due to the appearance of a frictional force in the friction wedge vibration dampers, the functional connection between which and the rest of the structure of the carriage is provided by elastic elements.

Недостатками данного устройства является необходимость кардинальных изменений конструкции вагонной тележки, невозможность подстройки под фактическую массу подвижного состава и наличие фрикционных поверхностей, загрязнение которых в процессе эксплуатации существенно влияет на качество амортизации.The disadvantages of this device are the need for radical changes in the design of the carriage bogie, the impossibility of adjusting to the actual weight of the rolling stock and the presence of friction surfaces, the contamination of which during operation significantly affects the quality of depreciation.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является тележка транспортного средства (см. патент РФ №2271294, МПК B61F 5/30), содержащая поперечную балку, продольные боковины, подшипниковые узлы колесных пар, рессорные комплекты пружин, эластичные опорные поверхности, двухшарнирные звенья и гасители колебаний, причем гасители колебаний размещены над подшипниковыми узлами и выполнены в виде упругих резинометаллических блоков, полости которых разделены на две сообщающиеся между собой через дроссельное отверстие камеры, первая из которых заполнена рабочей жидкостью, а во второй размещена упругая диафрагма.The closest in technical essence to the claimed utility model is a vehicle bogie (see RF patent No. 2271294, IPC B61F 5/30), containing a transverse beam, longitudinal sidewalls, bearing assemblies of wheel pairs, spring sets of springs, elastic bearing surfaces, double-hinged links and vibration dampers, wherein the vibration dampers are located above the bearing assemblies and are made in the form of elastic rubber-metal blocks, the cavities of which are divided into two chambers communicating with each other through the throttle hole, the first of which is filled with a working fluid, and the second contains an elastic diaphragm.

Недостатками данного устройства является сложность модернизации вагонной тележки в связи с необходимостью установки двухшарнирных звеньев и гасителей колебаний, невозможность подстройки под фактическую массу подвижного состава и недостаточная долговечность предлагаемой конструкции ввиду наличия двухкамерных резинометаллических блоков, частично наполненных рабочей жидкостью.The disadvantages of this device are the complexity of the modernization of the carriage bogie due to the need to install double-hinged links and vibration dampers, the impossibility of adjusting to the actual mass of the rolling stock and the insufficient durability of the proposed design due to the presence of two-chamber rubber-metal blocks partially filled with working fluid.

Технической задачей заявляемой полезной модели является возможность модернизации вагонной тележки с минимальными конструктивными изменениями, обеспечивающей эффективное гашение колебаний при движении как порожнего, так и груженого подвижного состава, а также повышение долговечности вагонных тележек.The technical task of the claimed utility model is the possibility of modernizing the carriage bogie with minimal design changes, providing effective vibration damping when moving both empty and loaded rolling stock, as well as increasing the durability of carriage bogies.

Для решения поставленной задачи тележка рельсового транспортного средства, состоящая из поперечной балки, жестко связанной с продольными боковинами, соединенными с подшипниковыми узлами колесных пар, упругих опор поперечной балки, рессорных комплектов пружин и гасителей колебаний, гасители колебаний установлены соосно винтовым пружинам рессорных комплектов, и каждый гаситель выполнен из верхней и нижней пружин и расположенной между ними инерционной массы, причем пружины своими опорными поверхностями закреплены между буртами, смонтированными на продольной боковине и опорной плите, соединенной с поперечной балкой посредством шарового пальца, установленного в упругой опоре поперечной балки, при этом инерционные массы выполнены из чугуна и имеют кольцевые проточки для установки пружин гасителя.To solve the problem, a bogie of a rail vehicle, consisting of a transverse beam rigidly connected to the longitudinal sidewalls connected to the bearing assemblies of wheelsets, elastic supports of the transverse beam, spring sets of springs and vibration dampers, vibration dampers are installed coaxially with the helical springs of the spring sets, and each the damper is made of upper and lower springs and an inertial mass located between them, and the springs with their supporting surfaces are fixed between the collars mounted on the longitudinal sidewall and the base plate connected to the cross beam by means of a ball pin installed in the elastic support of the cross beam, while the inertial masses are made of cast iron and have annular grooves for installing the damper springs.

Сущность технического решения тележка рельсового транспортного средства поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен общий вид вагонной тележки, на фиг. 2 разрез по А-А, на фиг. 3 конструкция динамического гасителя колебаний и схема сборки тележки.The essence of the technical solution is a bogie of a rail vehicle is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general view of a wagon bogie, Fig. 2 section along AA, in Fig. 3 design of a dynamic vibration damper and a bogie assembly diagram.

Тележка рельсового транспортного средства состоит из поперечной балки 1, жестко связанной с продольными боковинами 2, соединенными с подшипниковыми узлами колесных пар 3, рессорных комплектов пружин 4, динамических гасителей колебаний 5, установленных соосно и с зазором внутри винтовых пружин рессорного комплекта 4 и состоящих из пружин гасителя колебаний 6 и 7 и расположенных между ними инерционных масс 8, причем пружины гасителей колебаний закреплены в вертикальном положении в нижней части между буртами 9, приваренными к продольным боковинам 2, а в верхней части фиксируются буртами 10, приваренными к опорным плитам 11. Опорные плиты 11 соединяются с поперечной балкой 1 посредством приваренных к верхней поверхности опорных плит шаровых пальцев 12 через упругие опоры 13, выполненными ответными, и смонтированные в поперечных балках 1. Инерционные массы 8 выполнены в виде цилиндров, изготовленных из чугуна. Для установки пружин 6 и 7 инерционные массы 8 имеют кольцевые проточки. Упругие опоры 13 изготовлены из эластичного материала с высоким коэффициентом трения.The bogie of a rail vehicle consists of a transverse beam 1, rigidly connected to the longitudinal sidewalls 2, connected to the bearing assemblies of wheel pairs 3, spring sets of springs 4, dynamic vibration dampers 5, installed coaxially and with a gap inside the coil springs of the spring set 4 and consisting of springs vibration dampers 6 and 7 and inertial masses 8 located between them, and the springs of vibration dampers are fixed in a vertical position in the lower part between the collars 9 welded to the longitudinal sides 2, and in the upper part are fixed by collars 10 welded to the base plates 11. Base plates 11 are connected to the transverse beam 1 by means of ball pins 12 welded to the upper surface of the base plates through the elastic supports 13, made reciprocal, and mounted in the transverse beams 1. Inertial masses 8 are made in the form of cylinders made of cast iron. For installation of springs 6 and 7, inertial masses 8 have annular grooves. Elastic supports 13 are made of elastic material with a high coefficient of friction.

Сборка тележки осуществляется следующим образом. На продольные боковины 2 монтируются подшипниковые узлы колесных пар 3 и на опорные поверхности боковин 2 устанавливаются внешние пружины рессорного комплекта 4. Внутрь внешних пружин рессорного комплекта 4 поочередно устанавливаются пружины 7, инерционные массы 8 и пружины 6 динамического гасителя колебаний 5. Внешние пружины рессорного комплекта 4 и пружины 7 динамического гасителя колебаний 5 фиксируются на опорных поверхностях продольных боковин 2, закрепленными при изготовлении посредством сварки буртами продольных боковин 9. Затем на пружины устанавливаются опорные плиты 11 с приваренными при изготовлении буртами 10 для фиксации пружин. На верхних поверхностях опорных плит 11 посредством сварки закреплены шаровые пальцы 12. В рессорные проемы продольных боковин 2 вводится поперечная балка 1 с запрессованными упругими опорами 13. Поперечная балка 1 опускается на опорные плиты 11, комплект пружин рессорного комплекта 4 и пружины динамических гасителей колебаний 6, при этом полусферические поверхности шаровых пальцев 12 сопрягаются с рабочими поверхностями упругих опор 13. После установки и закрепления букс колесных пар с помощью резьбовых соединений в подшипниковых узлах 3 тележка рельсового транспортного средства готова к работе.The trolley is assembled as follows. On the longitudinal sidewalls 2, the bearing assemblies of the wheelsets 3 are mounted and the external springs of the spring set 4 are installed on the supporting surfaces of the sidewalls 2. Inside the external springs of the spring set 4, springs 7, inertial masses 8 and the springs 6 of the dynamic vibration damper 5 are installed in turn 5. External springs of the spring set 4 and the springs 7 of the dynamic vibration damper 5 are fixed on the supporting surfaces of the longitudinal sidewalls 2, fixed during manufacture by welding with the collars of the longitudinal sidewalls 9. Then, the support plates 11 with the collars 10 welded during the manufacture to fix the springs are installed on the springs. Ball pins 12 are fixed on the upper surfaces of the base plates 11 by welding 12. A transverse beam 1 with pressed-in elastic supports is introduced into the spring openings of the longitudinal sidewalls 2 13. The cross beam 1 is lowered onto the base plates 11, a set of springs of a spring set 4 and springs of dynamic vibration dampers 6, in this case, the hemispherical surfaces of the ball pins 12 mate with the working surfaces of the elastic supports 13. After installing and securing the axle boxes of the wheel pairs using threaded connections in the bearing assemblies 3, the bogie of the rail vehicle is ready for operation.

Работа предлагаемой конструкции тележки транспортного средства происходит следующим образом. Возникающие колебания колесных пар вызывают аналогичные колебания подшипниковых узлов 3 и продольных боковин 2. Пружины рессорного комплекта 4 передают на поперечную балку 1 и далее на раму подвижного состава переменные усилия, пропорциональные жесткости пружин рессорного комплекта 4 и амплитуде возникающих колебаний. Инерционные массы 8, подобранные расчетным путем по размерам и весу (причем эффективность инерционных масс для гашения колебаний повышается с увеличением их веса, поэтому для их изготовления используется чугун) и установленные соосно пружинам рессорного комплекта 4, колеблются в противофазе колебаниям продольных боковин 2 за счет сил, передаваемых на них пружинами 7. В итоге, поскольку направление усилий в пружинах рессорного комплекта 4 и в пружинах 6 противоположны и равны по величине, то суммарные переменные силы и моменты, передаваемые на раму подвижного состава, становятся равными нулю при сохранении амплитуды колебаний подшипниковых узлов 3 и продольных боковин 2. Поскольку при нагружении подвижного состава пропорционально нагрузке происходит одновременное сжатие пружин рессорного комплекта 4 и пружин 6 и 7, в равной степени изменяя их характеристики, эффективность гашения колебаний не зависит от нагрузочного режима. Соосность установки пружин и возможность компенсации продольных и поперечных перемещений, возникающих при эксплуатации тележки транспортного средства, обеспечивается буртами продольных боковин 9, буртами опорных плит 10, шаровыми пальцами 12 опорных плит 11 и упругими опорами 13.The work of the proposed design of the vehicle bogie is as follows. The resulting vibrations of the wheelsets cause similar vibrations of the bearing assemblies 3 and longitudinal sidewalls 2. The springs of the spring set 4 transmit to the cross beam 1 and then to the rolling stock frame variable forces proportional to the stiffness of the springs of the spring set 4 and the amplitude of the vibrations that occur. Inertial masses 8, selected by calculation in terms of size and weight (moreover, the efficiency of inertial masses for damping vibrations increases with an increase in their weight, therefore, cast iron is used for their manufacture) and installed coaxially with the springs of the spring set 4, oscillate in antiphase to the vibrations of the longitudinal sidewalls 2 due to forces transmitted to them by springs 7. As a result, since the direction of the forces in the springs of the spring set 4 and in the springs 6 are opposite and equal in magnitude, the total variable forces and moments transmitted to the rolling stock frame become equal to zero while maintaining the vibration amplitude of the bearing assemblies 3 and longitudinal sidewalls 2. Since when the rolling stock is loaded in proportion to the load, the springs of the spring set 4 and the springs 6 and 7 are simultaneously compressed, equally changing their characteristics, the efficiency of vibration damping does not depend on the load mode. The coaxiality of the installation of the springs and the possibility of compensating for the longitudinal and transverse movements arising during the operation of the vehicle bogie is ensured by the collars of the longitudinal sidewalls 9, the collars of the base plates 10, the ball pins 12 of the base plates 11 and the elastic supports 13.

Вследствие постоянного изменения профиля железнодорожного пути при движении подвижного состава возникают колебания колесных пар различной частоты и амплитуды. При установке гасителей колебаний несоосно с основными рабочими упругими элементам и с помощью других упругих элементов, как это выполнено в выбранном прототипе, переменные силы, передаваемые основными упругими элементами и упругими элементами гасителя, приложены в различных точках конструкции, что значительно снижает эффективность гашения колебаний.Due to the constant change in the profile of the railway track, when the rolling stock moves, oscillations of wheelsets of various frequencies and amplitudes occur. When installing vibration dampers out of alignment with the main working elastic elements and with the help of other elastic elements, as is done in the selected prototype, variable forces transmitted by the main elastic elements and elastic elements of the damper are applied at various points of the structure, which significantly reduces the efficiency of vibration damping.

Использование динамических гасителей колебаний, состоящих из пружин гасителя колебаний и расположенных между ними инерционных масс и установленных соосно внутри винтовых пружин рессорного комплекта, и опорных плит, соединяемых с поперечной балкой посредством шарового пальца и упругих опор, позволяет повысить эффективность гашения колебаний при движении как порожнего, так и груженого подвижного состава, а также обеспечить повышение долговечности вагонных тележек за счет приведения суммарных переменных сил и моментов, передаваемых в процессе колебаний на раму подвижного состава, к нулю.The use of dynamic vibration dampers, consisting of vibration damper springs and inertial masses located between them and installed coaxially inside the coil springs of the spring set, and base plates connected to the transverse beam by means of a ball pin and elastic supports, makes it possible to increase the efficiency of vibration damping when moving as empty, and loaded rolling stock, as well as to ensure an increase in the durability of wagon bogies by bringing the total variable forces and moments transmitted in the process of vibrations to the rolling stock frame to zero.

Claims

1. A bogie of a rail vehicle, consisting of a transverse beam with elastic supports rigidly connected to the longitudinal sidewalls connected to the bearing assemblies of wheelsets, spring sets of springs and vibration dampers, characterized in that the vibration dampers are installed coaxially with the helical springs of the spring sets, and each The damper is made of upper and lower springs and an inertial mass located between them, and the springs with their support surfaces are fixed between the collars mounted on the longitudinal sidewall and the base plate connected to the transverse beam by means of a ball pin installed in the elastic support of the transverse beam.

2. A bogie of a rail vehicle according to claim 1, characterized in that the inertial masses have annular grooves for mounting the damper springs.

3. A bogie of a rail vehicle according to claim 1 or 2, characterized in that the inertial masses are made of cast iron.