Бокова опора кузова на візок

Корисна модель відноситься до залізничного транспорту та може бути використана у конструкціях обладнання обпирання кузова на візок залізничного транспортного засобу. Відомо бокова опора кузова на візок [див. а.с. СРСР №1773769 кл. В61F5/14, 07.11.92 Бюл. №41], що містить жорстко закріплену на рамі візка нижню опорну плиту, на яку через ролики обпирається верхня опорна плита. Гумометалеві елементи (ГМЕ), які обпираються на верхню опорну плиту, розділені між собою проміжним елементом з кільцевим виступом на два блоки, верхній блок ГМЕ працює тільки в вертикальній площині, нижній блок ГМЕ - в вертикальній та горизонтальній площинах. Між кільцевим виступом проміжного елемента та корпусом, який охоплює верхній блок ГМЕ і з'єднаний з кузовом з можливістю повороту навколо пальця, розташовано кільцевий пружний елемент. Проміжний елемент виконано з розширеним донизу конічним виступом задля обмеження горизонтальних переміщень нижнього блока ГМЕ. Товщина пружного елемента у поздовжньому напрямі менша, ніж у поперечному. Недоліком відомої конструкції є, по-перше, занизький коефіцієнт гасіння коливань у великому діапазоні температур. По-друге, відсутність регулювання жорсткості в залежності від швидкості та зміни кута повороту. Потретє характеристики таких ГМЕ мають різкі частотні піки. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення бокової опори кузова на візок шляхом того, що у блоках ГМЕ застосовано суміш гуми з феромагнітним порошком, на яку діють дві котушки індуктивності, що приведе до високої ефективності гасіння вібрацій. Поставлена задача досягається тим, що в бокову опору кузова на візок, що містить жорстко закріплену на рамі візка нижню опорну плиту, на яку через ролики обпирається верхня опорна плита, гумометалеві елементи (ГМЕ), які обпираються на верхню опорну плиту, розділені між собою проміжним елементом з кільцевим виступом на два блоки, верхній блок ГМЕ працює тільки в вертикальній площині, нижній блок ГМЕ - в вертикальній та горизонтальній площинах, між кільцевим виступом проміжного елемента та корпусом, який охоплює верхній блок ГМЕ і з'єднаний з кузовом з можливістю повороту навколо пальця, розташовано кільцевий пружний елемент, проміжний елемент виконано з розширеним донизу конічним виступом задля обмеження горизонтальних переміщень нижнього блока ГМЕ, товщина пружного елемента у поздовжньому напрямі менша, ніж у поперечному, відповідно до корисної моделі гумометалеві елементи забезпечено двома котушками індуктивності, які діють на розміщену в блоках ГМЕ суміш гуми з феромагнітним порошком, котушки індуктивності з'єднані з підсилювачем, приєднаним до блока керування, що визначає оптимальну напруженість, в залежності від швидкості та кута повороту візка, вимірювальні у датчиках виміру швидкості та кута повороту візка. Таке рішення дозволяє змінювати жорсткість бокової опори кузова на візок у різних умовах р уху візка, за допомогою наведення електричного поля необхідної напруженості, що підвищує ефективність роботи опори та динаміку локомотива. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, де зображена бокова опора кузова на візок. Бокова опора кузова на візок містить жорстко закріплену на рамі візка 1 нижню опорну плиту 2, на яку через ролики 3 обпирається верхня опорна плита 4. Блоки гумометалевих елементів (ГМЕ), які обпираються на верхню опорну плиту 4, розділені між собою проміжним елементом 5 на два блоки. Верхній блок ГМЕ 6 працює тільки в вертикальній площині, нижній блок ГМЕ 7 - в вертикальній та горизонтальній площинах. Кожен блок ГМЕ забезпечено сумішшю гуми з феромагнітним порошком, на яку діють котушки індуктивності 8, 9. Котушка індуктивності 9 верхнього блоку ГМЕ 6 з'єднана з підсилювачем 10, який через блок керування 11 з'єднаний із датчиком 12 виміру швидкості. Котушка індуктивності 9 нижнього блоку ГМЕ 7 з'єднана з підсилювачем 13, який через блок керування 11 з'єднаний із датчиком 14 виміру кута повороту візка. Між кільцевим виступом проміжного елемента 5 та корпусом 15, який охоплює верхній блок ГМЕ 6 і з'єднаний з кузовом 16 з можливістю повороту навколо пальця 17, розташовано кільцевий пружний елемент 18. Проміжний елемент 5 виконано з розширеним донизу конічним виступом задля обмеження горизонтальних переміщень нижнього блоку ГМЕ 7. Товщина пружного елемента 18 у поздовжньому напрямі менше, ніж у поперечному. Запропонована бокова опора кузова на візок працює наступним чином. Нижній блок ГМЕ 7 обпирається на плиту 4 через ролики 3 нижньої опорної плити 2, жорстко закріпленої на рамі візка 1. Горизонтальні коливання екіпажу сприймаються нижнім блоком ГМЕ 7 та кільцевим пружним елементом 18, який у горизонтальній площині працює на стиск. Так як жорсткість блоків ГМЕ на стиск достатньо велика, то переміщення між проміжним елементом 5 і корпусом 15 незначні, а це значить, що його жорсткість у поперечному напрямі більше поздовжньої жорсткості. Верхній блок ГМЕ 6, який з'єднаний з кузовом 16 з можливістю повороту навколо пальця 17, горизонтальних коливань не сприймає. При поперечних переміщеннях кузова відносно візків переміщення в опорі відбувається завдяки деформації нижнього блоку ГМЕ 7 та пружного елементу 18 у поперечному напрямі, а так як жорсткість останнього у вказаному напрямі велика, то зростає і жорсткість опори у цілому, що сприяє зменшенню коливань відносу. При кутових переміщеннях візків відносно кузову переміщення в боковій опорі кузова на візок відбувається завдяки деформації нижнього блоку ГМЕ 7 та кільцевого пружного елемента 18 як у поперечному, так і в поздовжньому напрямках. При зміні кута повороту візка датчик 14 виміру кута повороту візка подає сигнал до блока керування 11, який змінює напруженість електричного поля на необхідну та передає її через підсилювач 13 на котушку індуктивності 9, яка, в свою чергу, діє на нижній блок ГМЕ 7, який змінює свою жорсткість на необхідну. При повороті жорсткість нижнього блоку ГМЕ 7 знижується, а на виході на прямі ділянки шляху збільшується. Зменшення поздовжньої жорсткості кільцевого пружного елемента 18 знижує поздовжню жорсткість опори у цілому, отже, зменшується і момент опору повороту опори, що полегшує вписування екіпажу в криві ділянки шляху. Вертикальні коливання екіпажу сприймаються обома блоками ГМЕ та кільцевим пружним елементом 18, який працює у вертикальній площині на зсув. Блоки ГМЕ на зсув мають прогресивну характеристику (жорсткість зростає зі збільшенням деформації). Тому при збільшенні амплітуди вертикальних коливань жорсткість пружного елемента 18 збільшується, отже, зростає і вертикальна жорсткість усій опори, що сприяє гасінню вертикальних коливань. При зміні швидкості датчик 12 виміру швидкості подає сигнал до блоку керування 11, який забезпечує наведення електричного поля необхідної напруженості на котушки індуктивності 8 та 12 через підсилювачі 10 та 13. Котушки індуктивності 8, 9 діють на суміш гуми з феромагнітним порошком, яка розташована у блоках ГМЕ, останні змінють свою жорсткість на необхідну. При збільшенні швидкості, жорсткість блоків ГМЕ 6 та ГМЕ 7 збільшується, а при зниженні швидкості жорсткість знижується. При реалізації режимів максимальної сили тяги, щоб збільшити використання зчіпної ваги локомотива жорсткість обох блоків ГМЕ робиться максимальною. Коли блоки ГМЕ вібрують разом з візком, в їх взаємодії виникає тертя ковзання, воно перетворює частину енергії коливань у теплову енергію. У зв'язку такої комбінованої фрікційно-демпфірувальної дії, з'єднаної з внутрішнім тертям у блоках ГМЕ, досягається високоефективне гасіння коливань. Таким чином, застосування запропонованої конструкції бокової опори кузова на візок дозволить підвищити ефективність роботи опори та поліпшити, тим самим, динамічні якості локомотива.