RU220230U1 - Тележка железнодорожного грузового вагона - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к двухосным тележкам грузовых вагонов, и предназначена для использования под существующими грузовыми вагонами и грузовыми вагонами нового поколения железных дорог с нагрузкой колесной пары на рельс до 245 кН (25 тс) и конструкционной скоростью движения 33 м/с (120 км/ч) без ограничений для эксплуатации по всей сети Российских железных дорог с шириной колеи 1520 мм, стран СНГ, а также Латвийской, Литовской и Эстонской Республик, при этом конструкция заявляемой тележки обеспечивает возможность ее использования также и на железных дорогах колеи 1435 мм. Тележка железнодорожного грузового вагона содержит две боковые рамы с буксовыми проемами, в которых установлены колесные пары на подшипниках, надрессорную балку, установленную своими противоположными концами на боковых рамах с помощью пружин рессорного подвешивания, тормозную рычажную передачу, каждая боковая рама имеет поперечную жесткую связь, направленную в сторону противоположной боковой рамы и шарнирно соединенную с поперечной жесткой связью противоположной боковой рамы, при этом шарнирное соединение боковых рам выполнено в виде осей и установленных на них с помощью сферических подшипников колец, каждая ось расположена вдоль поперечной жесткой связи и жестко соединена с концом поперечной жесткой связи соответствующей боковой рамы, а каждое кольцо соединено с поперечной жесткой связью противоположной боковой рамы. Техническим результатом полезной модели является повышение устойчивости движения вагона, а также динамических и ходовых характеристик при высоких скоростях движения за счет исключения забегания рамы при движении по кривым участкам пути и при увеличении эксплуатационной скорости.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, в частности к двухосным тележкам грузовых вагонов, и предназначена для использования под существующими грузовыми вагонами и грузовыми вагонами нового поколения железных дорог с нагрузкой колесной пары на рельс до 245 кН (25 тс) и конструкционной скоростью движения 33 м/с (120 км/ч) без ограничений для эксплуатации по всей сети Российских железных дорог с шириной колеи 1520 мм, стран СНГ, а также Латвийской, Литовской и Эстонской Республик, при этом конструкция заявляемой тележки обеспечивает возможность ее использования также и на железных дорогах колеи 1435 мм.

Наиболее близкой к предложенной полезной модели является двухосная тележка железнодорожного грузового вагона, содержащая две боковые рамы с буксовыми проемами, надрессорную балку, колесные пары на кассетных подшипниках, тормозную рычажную передачу, а также рессорное подвешивание с пружинами и фрикционными гасителями колебаний. Надрессорная балка и боковые рамы выполнены в виде сплошных цельных штампо-сварных профилей, установленных с возможностью продольных перемещений относительно друг друга и соединенных поворотными шарнирами, при этом надрессорная балка установлена с возможностью упругих поперечных перемещений относительно боковых рам, а буксовые узлы снабжены адаптерами с конструктивными элементами упругой опоры в виде проволочных металлических подушек с жесткой пластиной, выполненных с возможностью взаимодействия с потолочной частью буксового проема боковой рамы с установленными в ней улавливающими устройствами (см. Патент RU 133486, опубликован 20.10.2013).

Недостатком наиболее близкого решения является ограниченное перемещение поворотных шарниров, с помощью которых осуществлено соединение двух боковых рам, что ограничивает взаимное перемещение боковых рам друг относительно друга на кривых участках пути и при повышенных скоростях. Данное обстоятельство влияет на износ гребня колеса, на повышение напряжения, передаваемого кузову вагона, а также не исключает возможность забегания рамы при движении по кривым участкам пути при высоких скоростях движения.

Технической проблемой, решаемой предложенной полезной моделью, является исключение указанных недостатков.

Техническим результатом полезной модели является повышение устойчивости движения вагона, а также динамических и ходовых характеристик при высоких скоростях движения за счет исключения забегания рамы при движении по кривым участкам пути и при увеличении эксплуатационной скорости.

Технический результат полезной модели достигается благодаря тому, что тележка железнодорожного грузового вагона содержит две боковые рамы с буксовыми проемами, в которых установлены колесные пары на подшипниках, надрессорную балку, установленную своими противоположными концами на боковых рамах с помощью пружин рессорного подвешивания, тормозную рычажную передачу, каждая боковая рама имеет поперечную жесткую связь, направленную в сторону противоположной боковой рамы и шарнирно соединенную с поперечной жесткой связью противоположной боковой рамы, при этом шарнирное соединение боковых рам выполнено в виде осей и установленных на них с помощью сферических подшипников колец, каждая ось расположена вдоль поперечной жесткой связи и жестко соединена с концом поперечной жесткой связи соответствующей боковой рамы, а каждое кольцо соединено с поперечной жесткой связью противоположной боковой рамы.

Кроме того, кольцо каждого шарнирного соединения может быть соединено со своей поперечной жесткой связью соответствующей боковой рамы с помощью стержня, расположенного перпендикулярно поперечной жесткой связи и вдоль боковой рамы, при этом один конец стержня жестко соединен с поперечной жесткой связью, а другой конец стержня соединен с кольцом.

Кроме того, каждая ось на своих противоположных концах может иметь сквозные отверстия, в которых могут быть установлены крепежные элементы, жестко соединенные с поперечной жесткой связью соответствующей боковой рамы.

Полезная модель поясняется чертежами, где

на фиг. 1 показана предложенная тележка железнодорожного грузового вагона, вид в аксонометрии;

на фиг. 2 показана предложенная тележка, вид сбоку;

на фиг. 3 показана предложенная тележка, вид сверху;

на фиг. 4 показан вид сверху на соединенные друг с другом боковые рамы;

на фиг. 5 показан вынос А на фиг. 4;

на фиг. 6 показан шарнир, соединяющий боковые рамы, вид в аксонометрии;

на фиг. 7 показан шарнир, соединяющий боковые рамы, вид сбоку;

на фиг. 8 показан разрез Б-Б на фиг. 7;

на фиг. 9 показана одна из боковых рам, вид в аксонометрии.

Предложенная тележка железнодорожного грузового вагона содержит две боковые рамы 1 с буксовыми проемами, на которых установлена своими противоположными концами надрессорная балка 2. Боковые рамы 1 и надрессорная балка 2 составляют каркас тележки и выполнены в виде сплошных цельных штампо-сварных профилей, обеспечивающих повышенную устойчивость движения (тихий ход).

Надрессорная балка 2 установлена на боковых рамах 1 с помощью витых пружин 3 рессорного подвешивания, которые обеспечивают упругое восприятие и передачу динамических нагрузок в вертикальной и горизонтальной плоскостях. При этом один конец каждой пружины 3 контактирует с поверхностью соответствующей рамы 1, а другой конец каждой пружины 3 контактирует с внутренней поверхностью надрессорной балки 2, обращенной в сторону боковых рам 1 (со стороны соответствующего конца надрессорной балки 2 в специально образованных отверстиях под пружины 3). Возможно выполнение пружин 3 в каждой точке подвеса в виде пары витых цилиндрических пружин 3 большего и меньшего диаметра, при этом пружина 3 меньшего диаметра соосно расположена внутри пружины 3 большего диаметра. Такая пара пружин 3 обеспечивает большее упругое восприятие и передачу динамических нагрузок в вертикальной и горизонтальной плоскостях, а также предотвращает аварийные ситуации в случае поломки одной из пружин 3 рессорного подвешивания, что повышает безопасность эксплуатации предложенной тележки.

С внутренней стороны каждой боковой рамы 1 имеется поперечная жесткая связь (ПЖС) 4, представляющая собой продолговатый выступ 4, направленный в сторону противоположной боковой рамы 1. ПЖС 4 каждой боковой рамы 1 выполнена за одно целое со своей боковой рамой 1 и также образована цельными штампо-сварными профилями. Обе боковые рамы 1 шарнирно соединены друг с другом своими поперечными жесткими связями 4 с помощью шарниров 5.

Число мест шарнирного соединения, преимущественно, равно двум. При этом место расположения каждого шарнира 5 выполнено, соответственно, на конце ПЖС 4 одной боковой рамы 1 (ближе к внутренней стороне противоположной рамы 1) и на начальном участке образования поперечной жесткой связи 4 другой боковой рамы 1, причем такой начальный участок поперечной жесткой связи 4 другой боковой рамы 1 расположен напротив конца поперечной жесткой связи 4 первой боковой рамы 1, где образован шарнир 5.

Кроме того, каждое шарнирное соединение боковых рам 1 выполнено в виде оси 6, на которой установлено с помощью сферического подшипника 7 кольцо 8. Каждая ось 6 расположена вдоль поперечной жесткой связи 4 своей боковой рамы 1 и жестко соединена с концом поперечной жесткой связи 4 соответствующей боковой рамы 1 своими противоположными концами. При этом каждая ось 6 на своих противоположных концах имеет сквозные отверстия 9, предназначенные для размещения в них крепежных элементов 10, с помощью которых ось 6 жестко закреплена на конце своей поперечной жесткой связи 4 (крепежные элементы 10 могут быть выполнены, например, в виде болтов с гайками, в виде шпилек с гайками, в виде болтов без гаек, закрепленных резьбовым соединением в крепежных отверстиях 11 боковых рам 1, в виде винтов или в виде других крепежных элементов, обеспечивающих жесткое и неподвижное соединение оси 6 со своей поперечной жесткой связью 4 соответствующей боковой рамы 1).

Каждое кольцо 8 шарнира 5, охватывающее ось 6 и установленное на оси 6 с помощью сферического подшипника 7, соединено с поперечной жесткой связью 4 противоположной боковой рамы 1 (противоположной установке оси 6). Преимущественно, кольцо 8 каждого шарнира 5 соединено со своей поперечной жесткой связью 4 боковой рамы 1 с помощью стержня 12. Стержень 12 расположен перпендикулярно поперечной жесткой связи 4 и вдоль боковой рамы 1. Причем один конец стержня 12 жестко соединен с поперечной жесткой связью 4 соответствующей боковой рамы 1, а другой конец стержня 12 соединен с кольцом 8. Указанный один конец стержня 12 может иметь резьбу и может быть установлен в отверстии 13, образованном в поперечной жесткой связи 4, при этом данный конец стержня 12 жестко зафиксирован с помощью гайки 14. Другой конец стержня 12 может быть соединен с кольцом 8 либо жестко (в том числе путем выполнения кольца 8 со стержнем 12 в виде единой цельной детали), либо шарнирно, обеспечивая большую степень свободы при взаимном перемещении рам 1 относительно друг друга при движении на кривых участках пути и при больших скоростях.

Кроме того, в вариантном выполнении кольцо 8 может быть соединено со своей поперечной жесткой связью 4 соответствующей рамы 1 напрямую без стержня 12, в том числе с использованием крепежных элементов в виде болтов, либо иным возможным способом (например, с помощью сварки и т.п.).

В зоне расположения кольца 8 в поперечной жесткой связи 4, на которой закреплена ось 6, может быть образовано отверстие 15, обеспечивающее свободный ход кольца 8 при взаимных перемещениях рам 1 относительно друг друга, исключая касания с поперечной жесткой связью 4 и зацепления.

Соединение друг с другом боковых рам 1 с помощью описанных шарниров 5, а именно установки колец 8 на осях 6 с помощью сферических подшипников 7, и крепления осей 6 и колец 8 на противоположных поперечных жестких связях 4 позволяет увеличить степень свободы и осуществить свободное перемещение боковых рам 1 относительно друг друга на неровных (кривых) участках пути, в том числе при больших скоростях. Данное обстоятельство позволяет исключить забегание рамы 1 при движении по кривым участкам пути, существенно повышает устойчивость движения вагона при высоких скоростях движения, улучшает динамические и ходовые качества (плавность хода, воздействие на путь, малая шумность), в результате чего значительно снижается износ гребня колеса, «подрез» головки рельса, обеспечивается возможность увеличения эксплуатационной скорости, а также обеспечивается снижение стоимости жизненного цикла вагона, уменьшаются напряжения, передаваемые кузову вагона.

Предложенная тележка железнодорожного грузового вагона также содержит две колесные пары 16, которые оборудованы буксовыми узлами с двухрядными коническими подшипниками 17 (например, кассетного типа или иного применимого в данном случае типа). Колесные пары 16 установлены в буксовых проемах боковых рам 1. Торцевое крепление буксовых подшипников 17 осуществляется шайбой и болтами. Конструкция торцевого крепления подшипников 17 по типу «открытого центра» позволяет производить обточку колесной пары 16 по кругу катания без демонтажа крепления подшипников 17. Конструкция оси обеспечивает возможность ультразвукового контроля без демонтажа буксового узла, но со снятием шайбы крепления подшипников 17. Тележка имеет улавливающие устройства 18, исключающие возможность выхода колесных пар 16 из буксовых проемов боковых рам 1 при соударениях вагонов и других эксплуатационных ситуациях.

Адаптеры 19 буксовых узлов посредством конструктивных элементов упругой опоры в виде проволочных металлических подушек 20 с жесткой пластиной 21 взаимодействуют с потолочной частью буксового проема боковой рамы 1, что обеспечивает ограниченную свободу перемещений колесных пар 16 относительно рам 1, исключая возможность кососимметричного защемления адаптеров 19 в направляющих боковых рам 1. Металлические проволочные подушки 20 на буксах колесных пар 16 способствуют снижению вибраций.

Надрессорная балка 2 имеет съемное подпятниковое место 22, выполненное с возможностью установки как подпятника третьего типа, так и подпятника второго типа. Также на надрессорной балке 2 со стороны, обращенной в сторону рам 1, с противоположных концов балки 2 непосредственно над рамами 1 закреплены упругие демпфирующие элементы (не показаны), исключающие жесткие удары балки 2 с вагоном о рамы 1 в случае поломки пружин 3. При этом на боковых рамах 1 со стороны, обращенной в сторону балки 2, непосредственно под демпфирующими элементами могут быть закреплены демпферные пластины (не показаны), повышающие упругость контакта в случае падения балки 2 с вагоном на рамы 1 при поломке пружин 3.

При работе тележки ее взаимодействие с кузовом вагона осуществляется через центральное подпятниковое место 22 и соединительные элементы тормозного оборудования. При движении тележки с вагоном надрессорная балка 2 может перемещаться относительно боковых рам 1. Максимальное поперечное смещение (суммарное) надрессорной балки 2 относительно боковых рам 1 не превышает 40 мм.

Предложенная тележка включает также тормозную рычажную передачу (ТРП), которая выполнена с односторонним нажатием тормозных колодок (по одной колодке на каждое колесо со стороны надрессорной балки 2). Передача усилий на колодки ТРП осуществляется через триангели 23, подвески которых в местах их соединения с боковыми рамами 1 оборудованы сменными упругими втулками и предохранителями от выпадения осей. Конструкция ТРП предусматривает возможность ее регулировки под различные передаточные отношения. ТРП эксплуатируется с композиционными колодками, но возможно применение чугунных тормозных колодок при особых условиях эксплуатации.

Все соединительные места с подвижными элементами сделаны из полимерных материалов с целью уменьшения степени износа.

Таким образом, выполнение предложенной тележки вышеописанным образом позволяет изменить кинематику трехэлементной схемы в части соединения боковых рам 1 посредством сферических подшипников 7 скольжения, установленных на осях 6 и в кольцах 8. Описанное выполнение шарнира 5 позволяет увеличить число степеней свободы и обеспечить свободное шарнирное перемещение мест соединения рам 1. Использование сферического подшипника 7 скольжения, установленного на оси 6 и внутри кольца 8, позволяет повысить устойчивость движения вагона при высоких скоростях движения, а также повысить динамические и ходовые характеристики при высоких скоростях движения (плавность хода, воздействие на путь, малая шумность), значительно уменьшив напряжения, передаваемые кузову вагона. Свободное относительное перемещение рам 1 друг относительно друга за счет использования описанного шарнирного соединения позволяет значительно снизить износ гребня колеса, исключить «подрез» головки рельса, а также исключить забегание рамы 1 при движении по кривым участкам пути, что также исключает возможность возникновения аварийных ситуаций. Кроме того, описанное соединение рам 1 друг с другом с помощью вышеописанных шарниров 5 обеспечивает снижение стоимости жизненного цикла вагона и позволяет увеличить эксплуатационную скорость, поскольку рамы 1 связаны друг с другом, удерживают друг друга при сильных воздействиях на них, но при всем этом независимо друг от друга воспринимают неровности участков пути.

Claims (3)

1. Тележка железнодорожного грузового вагона, содержащая две боковые рамы с буксовыми проемами, в которых установлены колесные пары на подшипниках, надрессорную балку, установленную своими противоположными концами на боковых рамах с помощью пружин рессорного подвешивания, тормозную рычажную передачу, при этом каждая боковая рама имеет поперечную жесткую связь, направленную в сторону противоположной боковой рамы и шарнирно соединенную с поперечной жесткой связью противоположной боковой рамы, отличающаяся тем, что шарнирное соединение боковых рам выполнено в виде осей и установленных на них с помощью сферических подшипников колец, при этом каждая ось расположена вдоль поперечной жесткой связи и жестко соединена с концом поперечной жесткой связи соответствующей боковой рамы, а каждое кольцо соединено с поперечной жесткой связью противоположной боковой рамы.

2. Тележка по п.1, отличающаяся тем, что кольцо каждого шарнирного соединения соединено со своей поперечной жесткой связью соответствующей боковой рамы с помощью стержня, расположенного перпендикулярно поперечной жесткой связи и вдоль боковой рамы, при этом один конец стержня жестко соединен с поперечной жесткой связью, а другой конец стержня соединен с кольцом.

3. Тележка по п.1, отличающаяся тем, что каждая ось на своих противоположных концах имеет сквозные отверстия, в которых установлены крепежные элементы, жестко соединенные с поперечной жесткой связью соответствующей боковой рамы.

Images