Пружина для ресорного підвішування двовісного візка вантажного вагона

Реферат: Пружина для ресорного підвішування двовісного візка вантажного вагона, зовнішня, вита циліндрична, з робочими і опорними витками, що має висоту у вільному стані в діапазоні від 240 мм до 330 мм і число робочих витків 3,9-4,0. Індекс зовнішньої пружини визначається як відношення середнього діаметра витка до діаметра прутка пружини і становить 5,667-5,931. Пружина виконана зі сталі, що має межу плинності т не менше 1470 МПа. UA 108868 U (12) UA 108868 U UA 108868 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Заявлена корисна модель належить до залізничного транспорту, стосується ресорного підвішування двовісного візка вантажного вагона, зокрема пружин, що в нього входять. Відома конструкція візка моделі 18-100 залізничного вантажного вагона [Л.Д.Кузьмич, А.В.Кузнецов "Вагони. Проектування, влаштування та методи випробувань", М., Машинобудування, 1978, стор 113], в якій використано два пружинних комплекти, кожен з яких складається з семи дворядних пружин, що включають зовнішню і внутрішню пружини. В залежності від ваги брутто вагона в пружинному комплекті можна використовувати також шість і навіть п'ять дворядних пружин замість семи. При цьому гнучкість ресорного підвішування візка складе 1,3-1,82 мм/мс. Крайні бічні пружини комплекту підтримують клини гасителів коливань. Ресорні комплекти, що складаються з пружин і клинових гасителів коливань, служать амортизаторами як у вертикальному, так і у бічному напрямках. Фрикційні клини забезпечують гасіння коливань силами тертя, що розвиваються між клинами і бічними рамами і залежать від величини стиснення пружин, на які вони спираються. Пружини під надресорною балкою несуть основну вагу вагона і чинять опір відносному поздовжньому зсуву між бічними рамами ("забігання" бічних рам) і повороту надресорній балці відносно бічної рами в плані за рахунок своєї горизонтальної жорсткості. Дворядні циліндричні гвинтові пружини, що сприймають навантаження від надресорної балки, як варіант, можуть бути виконані з різною висотою зовнішньої і внутрішньої пружин, а дворядні пружини, що сприймають навантаження від фрикційних клинів, рівними по висоті більшій з пружин, що сприймають навантаження від надресорної балки (патент на корисну модель UА 16482, B61F 5/00 від 01.10.2001 p.). Кожна з зовнішніх і внутрішніх пружин ресорного комплекту, що має опорні і робочі витки, згідно з ГОСТ 1452-2011 "Пружини циліндричні гвинтові візків і ударно-тягових приладів рухомого складу залізниць. Технічні умови" відноситься до категорії Б і має висоту у вільному стані, що потрапляє під інтервал від 240 мм до 330 мм і відповідно має граничні відхилення на висоту у вільному стані плюс 6 мм, мінус 3 мм. Ресорне підвішування забезпечує зменшену жорсткість пружин підвішування під вагою порожніх та малозавантажених вагонів і зниження діючих прискорень. Недоліком ресорного підвішування є те, що в ресорному комплекті кожна з пружин не має високу міцність і при неналежній якості виготовлення пружин в процесі експлуатації може відбутися їх руйнування. У разі зламу пружини, ресорне підвішування втрачає свою робочу демпфуючу здатність, що в експлуатації несприятливо позначається на візку і на вагоні в цілому. Крім того, руйнування пружин в експлуатації може призвести до аварійної ситуації, аж до аварії поїзда. Дана конструкція пружин для ресорного підвішування є найбільш близьким аналогом за сукупністю ознак до запропонованої корисної моделі. Істотним недоліком пружин і ресорного підвішування є їх невідповідність вимогам міждержавного стандарту ГОСТ 9246-2013 "Візки двовісні триелементні вантажних вагонів залізниць колії 1520 мм. Загальні технічні умови", оскільки пружини не забезпечують розрахунковий статичний прогин ресорного підвішування (не менше 8 мм) при мінімальній 3 розрахунковій масі вагона 21*10 кг. Задача, на вирішення якого спрямована заявлена корисна модель, полягає у створенні зовнішніх пружин з геометричними характеристиками, які дозволять створити (в комплекті з відповідними внутрішніми пружинами) ресорне підвішування двовісного візка вантажного вагона, що забезпечує розрахунковий статичний прогин не менше 8 мм при мінімальній 3 розрахунковій масі 21*10 кг згідно з ГОСТ 9246-2013. Крім того, пружини, що входять в ресорне підвішування, повинні мати високу міцність, що виключає їх руйнування у процесі експлуатації при критичних навантаженнях, а також повинні забезпечити зменшення значень коефіцієнта вертикальної динаміки та динамічного навантаження на візок і кузов вагона. Поставлена задача вирішується тим, що кожна з зовнішніх пружин ресорного підвішування виготовлена зі сталі, що має межу плинності σт не менше 1470 МПа. Разом з цим, індекс зовнішньої пружини (Сн), який визначається як відношення її середнього діаметра витка (D н) до діаметра прутка (dн) пружини, становить 5,667-5,931, а число робочих витків пружини становить 3,9-4,0. Суть запропонованої корисної моделі полягає в тому, що пружина для ресорного підвішування двовісного візка вантажного вагона, зовнішня, вита циліндрична, з робочими і опорними витками, що має висоту у вільному стані в діапазоні від 240 мм до 330 мм і число робочих витків 3,9-4,0, виконана з індексом (Сн), що визначається як відношення середнього діаметра (Dн) витка до діаметра прутка (dн) пружини і складає 5,667-5,931. Кожна з пружин для ресорного підвішування двовісного візка вантажного вагона виконана зі сталі, що має межу плинності σт не менше 1470 МПа. 1 UA 108868 U 5 10 15 20 25 30 Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображено пружину зовнішню ресорного підвішування двовісного візка вантажного вагона. Ресорне підвішування двовісного візка вантажного вагона містить зовнішні і внутрішні циліндричні гвинтові пружини з робочими 1 і опорними 2 витками. Висота пружини в вільному стані може бути в діапазоні від 240 мм до 330 мм, але при цьому пружини мають однакову номінальну висоту у вільному стані. Технологія намотування зовнішньої і внутрішньої пружин, також залежить і від індексу виготовленої пружини. Індекс зовнішньої пружини (С н) визначається як відношення її середнього діаметра витка (D н) до діаметра прутка пружини (d н) і становить 5,667-5,931. Число робочих витків 1 зовнішньої пружини становить 3,9-4,0. Технічний результат від заявленої корисної моделі полягає в тому, що підібрані геометричні характеристики зовнішніх пружин, дозволяють створити (при відповідному підборі характеристик внутрішніх пружин) з пружин ресорне підвішування, яке забезпечує розрахунковий статичний прогин ресорного підвішування не менше 8 мм у вагоні з мінімальною 3 розрахунковою масою вагона 21*10 кг і дозволяє поліпшити динамічні показники ресорного підвішування візка, і самого вагона в цілому. Також дозволяє збільшити розрахунковий статичний прогин ресорного підвішування у вагоні з максимальною розрахунковою масою, і як наслідок, зменшити значення коефіцієнта вертикальної динаміки та динамічного навантаження на візок і кузов вагона. Крім того, заявлена конструкція зовнішніх пружин і ресорне підвішування з цими пружинами відповідають вимогам ГОСТ 9246-2013. В результаті застосування нових зовнішніх пружин (при відповідному підборі внутрішніх пружин) збільшується значення фактичного коефіцієнта конструктивного запасу прогину ресорного підвішування на 4 % порівняно з ресорним підвішуванням з найбільш близького аналогу з пружинами із сталі марки 55С2 і на 3 % в порівнянні з ресорним підвішуванням найближчого аналога з пружинами із сталі марки 55РП, 55РП. Виготовлення зовнішніх пружин для ресорного підвішування двовісного візка вантажного вагона зі сталі, що має межу плинності σт не менше 1470 МПа, дозволило знизити ймовірність поломки пружин в роботі і підвищити безпеку в експлуатації рухомого складу. В даний час за запропонованою корисною моделлю розроблена конструкторська документація, виготовлені досвідчені зразки як пружин, так і візків з застосуванням ресорного підвішування з використанням цих пружин. Також проводяться необхідні випробування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 1. Пружина для ресорного підвішування двовісного візка вантажного вагона, зовнішня, вита циліндрична, з робочими і опорними витками, що має висоту у вільному стані в діапазоні від 240 мм до 330 мм і число робочих витків 3,9-4,0, яка відрізняється тим, що її індекс визначається як відношення середнього діаметра витка до діаметра прутка пружини і становить 5,667-5,931. 2. Пружина за п. 1, яка відрізняється тим, що вона виконана зі сталі, що має межу плинності σт не менше 1470 МПа. 2 UA 108868 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3