Двовісний візок залізничного вагона

1. Двовісний візок залізничного вагона, що містить надресорну балку, яка виконана у вигляді бруса коробчастого перерізу, рівного опору вигину, і має верхній пояс з підп'ятниковим місцем, де розташовано виконану в одній площині з верхнім горизонтальним поясом надресорної балки опорну плиту і упорний круговий бурт, в зоні контакту надресорної балки з фрикційними клинами у ній виконані гнізда з похилими поверхнями, до останніх приварені вкладиші, надресорна балка встановлена опорними поверхнями на ресорних комплектах, що включають дворядні пружини підвищеної гнучкості, дві з яких встановлені під фрикційними кли C2 2 UA 1 3 83478 пояс з підп'ятниковим місцем, яке включає плоску опорну плиту і упорний кільцевий бурт, дво х бічних рам, що спираються на підшипникові вузли колісних пар. До таких конструкцій відносяться, наприклад, [візок Motion Control M-976 Truck System (США), QCZ56 (Китай), ICF і MD45/52 (Німеччина), 18-100, 18-131, 18-578, 18-597 (Росія) і 18-7020, 18-755, 18-781 (Україна) і ін.]. Прості по конструкції і в обслуговуванні, трьохелементні візки мають ряд характерних недоліків, основними з яких є підвищений знос коліс (підріз гребенів) і рейок, викликаний перекосом рами в плані і "забіганням" бічних рам, унаслідок недостатньої їх "зв'язаності" і мала довговічність тертьових поверхонь надресорної балки, зокрема упорного кільцевого бурту підп'ятникового місця і похилих робочих поверхонь під клин. Відомі технічні рішення [1]-[12] направлені на усунення цих недоліків за рахунок пружного закріплення букс колісних пар в щелепах бічних рам і відновлення упорного бурту і похилих робочих поверхонь під клин надресорної балки шляхом вживання наплавлення металу з подальшою механічною обробкою. Зведення про результати випробувань вантажних візків з пружним закріпленням колісних пар свідчать про необхідність їх подальшого вдосконалення для досягнення вищих динамічних, міцнісних і експлуатаційних якостей. Окрім цього відновлення упорного бурту підп'ятникового місця і похилих робочих поверхонь під клин надресорної балки має високу вартість робіт і приводить до небажаних структурних змін поверхневого шару. Технічним результатом справжнього винаходу є поліпшення ходових якостей візка і ремонтопридатності надресорних балок. Пропонований візок складається з надресорної балки 1 (Фіг.1), виконаної у вигляді коробчатого бруса, рівного опору вигину і яка містить верхній пояс з підп'ятниковим місцем 2, яке включає плоску опорну плиту 14 (Фіг.2) і упорний круговий бурт 15. Упорна плита підп'ятникового місця виконана в одній площині з верхнім горизонтальним поясом надресорної балки, що дозволяє проводити видалення зношеного упорного бурту (Фіг.4) з подальшим приварюванням упорного кільця 17 (Фіг.5) з внутрішніми розмірами, відповідними альбомним кресленням підп'ятникового місця, а зовнішні розміри залежать від осьового навантаження і необхідних міцнісних параметрів. В перетині приварене кільце упорного бурту має вид прямокутника або нерівнобедреної трапеції з виконаною фаскою по зовнішній нижній кромці. Надресорна балка 1 (Фіг.1) спирається опорними поверхнями 13 (Фіг.2) через ресорні комплекти на бічні рами 3 (Фіг.1) в центральному ресорному отворі 4. Центральний ресорний комплект складається з дворядних пружин підвищеної гнучкості. Між надресорною балкою і вертикальними стійками центрального ресорного отвору бічних рам розташовані підпружні фрикційні клини 5. Фрикційний клин має похилу криволінійну поверхню для взаємодії з похилою криволінійною поверхнею надресорної балки. У надресорній балці в зоні контакту з клином, виконані спеціальні погли 4 блення 6. До похилої поверхні цих поглиблень приварені спеціальні вкладиші 16 (Фіг.3), у яких криволінійна робоча поверхня, яка контактує з клином, має гарантовано більші утворюючі радіуси, ніж утворюючі радіуси робочої поверхні клину. Бічні рами 3 (Фіг.1) спираються на підшипникові вузли колісних пар 7 через буксове ресорне підвішування 8. Пружні елементи 9 буксового ресорного підвішування, що мають V - образну форму, розташовані під кутом до подовжньої осі 11 бічної рами 3. Багатошарові пружні елементи мають пружні властивості по напряму осей X, Y і Z, а так само пружність на скручування щодо осі Z. Пружність на скручування щодо осі Z (Сr) залежить від величини "забігання" бічних рам візка, що допускається, щодо один одного при русі. Бічна і кутова жорсткості багатошарових пружних блоків вибрані з умов забезпечення мінімальних рамних сил і досягнення випрямляючого моменту, необхідного для реалізації ефекту пасивного орієнтування колісних пар в кривих ділянках шля ху. Перекіс колісних пар щодо бічних рам обмежений упорами. Величина перекосу колісних пар вибрана виходячи з допустимого взаємного зсуву бічних рам візка в плані при русі по прямих ділянках шляху і проходженні візком кривих. При русі візка в прямих ділянках шляху (Фіг.1), коли подовжні осі 11 бічних рам 3 перпендикулярні подовжнім осям 10 і 12 надресорної балки 1 і колісних пар 7, а опорна поверхня 13 надресорної балки 1 (Фіг.2) паралельна опорній поверхні ресорного комплекту 4 (Фіг.1) бічної рами 3, має місце дія сил на клини 5 і пружні елементи 9 уздовж осьової лінії 11. При проходженні кривих ділянок шляху (Фіг.6), коли колесо першої по ходу р уху колісної пари 7 своїм гребенем взаємодіє з головкою зовнішньої рейки, виникають сили і моменти, які прагнуть змістити елементи рами візка в горизонтальній площині щодо нормального, як показано на Фіг.1, розташування надресорної балки, бічних рам і колісних пар. Завдяки криволінійним утворюючим поверхням надресорної балки і клину, що сполучаються, і тому, що кривизна поверхні надресорної балки, що сполучається, більше, ніж кривизна поверхні клину, при виникненні кутових переміщень надресорної балки і бічної рами в горизонтальній площині точка контакту надресорної балки і клину зміщується по утворюючий контактній поверхні клину щодо осі 11. Виникаючі при цьому сили FH, направлені до центру утворюючого поверхню радіусу, на поверхні тертя "клин-рама бічна" розкладаються на нормальну до поверхні силу F і силу тертя Fmp, діючу в площині тертя. Таким чином досягається рівноважне положення клину в системі "балка надресорна - клин - рама бічна" і виникає момент, що чинить опір взаємному переміщенню рам бічних візка. У свою чергу завдяки пружним елементам буксового ресорного підвішування, які мають V - образну форму і розташовані під кутом до подовжньої осі бічної рами і які володіють заданою жорсткістю на скручування щодо осі Z (Сr), відбу 5 83478 вається пружно - дисипативний опір перекосу колісних пар і бічних рам, викликаного діями сил і моментів. Запропонований пружно - дисипативний зв'язок бічної рами з колісною парою, а також дисипативний зв'язок з надресорною балкою дозволяє підвищити "зв'язаність" елементів рами візка і зменшити перекіс рами в плані і "забігання" бічних рам, знижує динамічну дію вагону на шлях, тим самим зменшує знос коліс і рейок, знижує одночасно опір руху вагонів і вірогідність сходу їх з рейок. Окрім цього, при виконанні ремонту надресорної балки є можливість видалення зношеного упорного кільця підп'ятникового місця і вкладиша похилої поверхні надресорної балки, а на їх місце приварювати нові, що забезпечує менші витрати на ремонтні роботи і мінімізує теплову дію на поверхню опорної плити і похилої поверхні надресорної балки. Приведені особливості конструкції знайшли вживання в спроектованій Окремим конструкторським бюро ВАТ "ДВМ" візку моделі 18-4129. Цей двовісний візок призначений для вантажних вагонів залізниць колії 1520мм з максимальним статичним навантаженням на вісь 245кН і конструкційною швидкістю 120км/година. Перелік фігур креслення: Фіг.1 - нормальне положення елементів двовісного візка залізничного вагона в прямих ділянках шляху, вид зверху. Фіг.2 - надресорна балка з опорною плитою, виконаної в одній площині з верхнім горизонтальним поясом і упорним круговим буртом, вид збоку. Фіг.3 - перетин надресорної балки у вертикальній площині в місці гнізд під фрикційний клин із установленим вкладишем по Б-Б Фіг.2. Фіг.4 - видалення зношеного упорного кругового бурту у підп'ятниковому місці надресорної балки, вид А Фіг.2. 6 Фіг.5 - установка упорного кільця у підп'ятниковому місці надресорної балки, вид А Фі г.2. Фіг.6 - положення елементів двовісного візка залізничного вагона при проходженні кривих ділянок шляху, вид зверху. Джерела інформації: 1. Д. Викас, Динамика двухосных тележек, стр.17-21, журнал "Железные дороги мира" №11/97, Москва. 2. Л.Д. Кузьмич, А.Б. С урвилло, В.М. Барбашов, В. Д. Цукерман. Исследование динамических качеств опытных тележек КрВЗ для грузовых вагонов с осевой нагрузкой 245кН. - Труды ВНИИвагоностроения, 1980, вып.42, с.39-49. 3. Не Quyonq. Новые тележки для грузовых вагонов (Китай). Chinese Railway, 1997, №2, p.4247. 4. Motion Control M-976 Truck System. www.ASFGLOBAL.com. 5. Тележка для железнодорожных вагонов. Buckeye Steel Castings Co. Патент US 97 858672 19.05.97; ЕР 98 98308243 09.10.98. 6. Железнодорожная тележка. ФГУП "ПО Уралвагонзавод" Патент RU 42992 U1. 7. Тележка грузового вагона. ОАО "Алтайвагонзавод". Патент RU 2224673 С2. 8. Э. Андерссон. Тележка с упругим направлением колесных пар для грузовых вагонов. Glasers Annalen, 1988, №9. S. 315-318 9. Тележка железнодорожного вагона. ГУП "ПО Уралвагонзавод". Патент RU 2200681 С2. 10. Железнодорожная грузовая тележка для повышенных скоростей движения. ФГУП "ЦКБ ТМ". Патент RU 39558 U1. 11. Тележка двухосная для грузовых железнодорожных вагонов колеи 1520мм. ГУП "УО ВНИИЖТ". Патент RU 42991 U1. 12. Способ восстановления подпятника тележки вагона и устройство для его осуществления. Патент RU 99125474А. 7 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 83478 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601