Розсувна колісна пара залізничного транспортного засобу
Номер патенту: 83283
Опубліковано: 25.06.2008
Автори: Горбунов Микола Іванович, Мельник Павло Володимирович, Басов Генадій Георгійович, Найш Наум Мусійович, Аведіков Юрій Васильович
Формула / Реферат
1. Розсувна колісна пара залізничного транспортного засобу, що містить вісь і два колеса, котрі мають можливість обертатися разом з віссю, яка відрізняється тим, що на обидві підматочинні частини осі напресовані різьбові втулки з прямокутною різьбою, одна з яких має ліву нарізку, а друга - праву, на кожній різьбовій втулці по зовнішньому діаметру різьби встановлено колесо з маточиною, обладнаною зносостійкою втулкою, яка має можливість переміщатися аксіальнo і зв'язана з різьбовою втулкою за допомогою шпонкового з'єднання, з кожного торця маточини колеса на різьбову втулку нагвинчено силові гайки з фланцями, при цьому різьбова втулка забезпечена двома кінцевими упорами, а кожна силова гайка забезпечена механізмом стопоріння та запобіжною муфтою, обладнаною механізмом переривання обертання, при цьому кожна силова гайка розміщена в кожусі.
2. Колісна пара за п. 1, яка відрізняється тим, що кожух кожної силової гайки одним торцем закріплений на маточині колеса, а з іншого торця закритий кришкою, виконаною з можливістю аксіального переміщення відносно кожуха, який має можливість обертатися, при цьому кришка забезпечена гніздами, розташованими по колу, з можливістю взаємодії їх із зачепом, виконаним у вигляді пальця, закріпленого на важелі, що має пневматичний привід і шарнірно сполучений з рамою візка, а на внутрішньому торці кришки закріплений зубчатий вінець з можливістю взаємодії його із зубчатим вінцем, закріпленим на торці запобіжної пружинно-роликової муфти.
3. Колісна пара за п. 1, яка відрізняється тим, що механізм стопоріння силової гайки має підпружинені стопори, що входять в зачеплення із зубцями на циліндричній поверхні фланця силової гайки, при цьому кожен стопор встановлений в кожусі з можливістю взаємодії його з круговим кулачком, закріпленим на торцевій кришці, при переміщенні її в аксіальному напрямі.
Текст
1. Розсувна колісна пара залізничного транспортного засобу, що містить вісь і два колеса, котрі мають можливість обертатися разом з віссю, яка відрізняє ться тим, що на обидві підматочинні частини осі напресовані різьбові втулки з прямокутною різьбою, одна з яких має ліву нарізку, а друга - праву, на кожній різьбовій втулці по зовнішньому діаметру різьби встановлено колесо з маточиною, обладнаною зносостійкою втулкою, яка має можливість переміщатися аксіальнo і зв'язана з різьбовою втулкою за допомогою шпонкового з'єднання, з кожного торця маточини колеса на різьбову втулку нагвинчено силові гайки з фланцями, при C2 2 (19) 1 3 83283 чим в зоні між колесами не залишається простору для розміщення тягового електродвигуна і редуктора, а також дискового гальма. Відомо також колісна пара з розсувними колесами для проходження по колії з різною шириною для залізничного рухомого складу [Див. Заявка ФРН №197 17 753 від 21.04.97, МПК B61F7/00] з ковзаючою посадкою колісних центрів, що обертаються разом з віссю, з блокуючим пристроєм перекидних важелів, що обертаються, з замковорозмикаючим блоком, розташованим із внутрішнього боку кожного колеса, у якій переміщення центрів коліс під час зміни ширини колії відбувається при проходженні по спеціальному перевідному пристрою, встановленому між коліями з різною шириною. Цей пристрій обрано за прототип. Недоліками відомої колісної пари з розсувними колесами для проходження по колії з різною шириною для залізничного рухомого складу є неможливість розміщення потужного тягового електродвигуна і редуктора, дискового гальма у зв'язку з тим, що застосовано колісні центри з подовженими маточинами, замково-розмикаючий блок розміщений повністю з внутрішньої сторони кожного колеса. Натиснення перекидних важелів на маточину по лінії трапецеїдальної кільцевої канавки при ковзаючій посадці колісного центру на вісь не усуває зазор між ними (який збільшуватиметься в експлуатації) і не забезпечує жорсткого з'єднання, що при високих швидкостях руху може викликати небажані наслідки, особливо при наїзді колеса на сторонній предмет. Крім того, замково-розмикаючі блоки різко збільшують необресорену масу візків, що погіршує динамічні якості екіпажа при високих швидкостях руху. Застосування спеціального перевідного пристрою вимагає значних фінансових витрат, тому що він має довжину до 50м. У основу винаходу поставлено задачу створення колісної пари з розсувними колесами для проходження по колії з різною шириною для залізничного транспортного засобу, в якій шляхом розміщення основних опорних поверхонь і деталей в радіальних площинах, було б досягнуте автоматичне переміщення коліс уздовж осі і їх жорстка фіксація (порівняна з жорсткістю, що досягається при напресовці коліс) за рахунок енергії, що отримується від самих же коліс, що котяться, по перехідній (що звужується або розширюється) ділянці колії із звичайних рейок і шпал, без застосування спеціального перевідного пристрою, причому, за один прохід без зупинки, а також було б досягнуте зменшення маси колісної пари і візка, поліпшення динамічних якостей екіпажа, а головне - забезпечення необхідного простору для розміщення тягового електродвигуна, редуктора і дискового гальма, оскільки колодкове гальмо недобре сполучається з розсувними колісними парами, зважаючи на необхідність його перестановки при зміні ширини рейкової колії і зниження безпеки руху. Вказана задача досягається тим, що у розсувній колісній парі залізничного транспортного засо 4 бу, що містить вісь і два колеса, які обертаються разом з віссю, згідно винаходу, на обидві підматочинні частини осі напресовано різьбові втулки, наприклад, з прямокутним різьбленням, одна з яких має ліву нарізку, а друга - праву, на кожній різьбовій втулці, по зовнішньому діаметру різьблення встановлено колесо з укороченою маточиною, наприклад, обладнаною зносостійкою втулкою, яка має можливість переміщатися аксіальне і зв'язана з різьбовою втулкою за допомогою шпоночного з'єднання, з кожного торця маточини колеса на різьбову втулку нагвинчено силові гайки з фланцями, при цьому різьбова втулка забезпечена двома кінцевими упорами, а кожну силову гайку забезпечено механізмом стопоріння та запобіжною муфтою, обладнаною механізмом переривання обертання, при цьому кожну силову гайку розміщено в спеціальному кожусі. Кожух кожної силової гайки одним торцем закріплений на маточині колеса, а з іншого торця закритий кришкою, виконаною з можливістю аксіального переміщення відносно кожуха, що обертається, при цьому кришка є зв'язуючим елементом механізму переривання обертання запобіжної муфти і забезпечена гніздами, розташованими по колу з можливістю взаємодії їх із зачепами, виконаними, наприклад, у вигляді пальців, закріплених на важелі, що має пневматичний привод і шарнірнo сполучений з рамою візка, а на внутрішньому торці кришки закріплений зубчатий вінець з можливістю взаємодії його із зубчатим вінцем, закріпленим на торці запобіжної муфти, наприклад пружинно-роликової. Ме ханізм стопоріння силової гайки містить підпружинені стопори, що входять в зачеплення із зубцями, наприклад, на фланці силової гайки, при цьому кожен стопор встановлений в кожусі з можливістю взаємодії його з круговим кулачком, закріпленим на торцевій кришці при переміщенні її в аксіальному напрямі. Виконання розсувної колісної пари з напресованими на підматочинні частини осі різьбовими втулками, на які нагвинчено силові гайки, а також застосування коліс з укороченими маточинами обумовлене тим, що підматочинні частини і різьбові втулки мають великий діаметр, завдяки чому один виток прямокутного різьблення, що займає в довжину близько 20мм, здатний протистояти осьовому зрушенню приблизно так само, як і маточина, напресована на вісь, яка має довжину ~ 200мм, що дозволяє зменшити габарити вузла переміщення і фіксації колеса на осі і його масу, забезпечити необхідний простір для розміщення тягового електродвигуна, редуктора і дискового гальма, а також досягти переміщення коліс уздовж осі і їх фіксації без застосування спеціального перевідного стенду. Застосування на втулках правого і лівого різьблення забезпечує синхронне переміщення коліс в різні боки при перестановці на іншу ширину колії і збереження їх строго симетричного розташування щодо осі візка. Установка кожного колеса, наприклад, на двох-трьох шпонках дозволяє уникнути повороту коліс на різьбових втулках при перестановках їх на 5 83283 іншу ширину колії і при передачі повного крутячого моменту від тягового електродвигуна (без урахування затиску маточини силовими гайками), що підвищить надійність роботи колісної пари. Застосування на різьбових втулках кінцевих упорів і виконання силових гайок із запобіжними муфтами дозволяє з достатньою точністю встановлювати колеса на осі при перестановці їх на іншу ширину колії, проводити фіксацію коліс автоматично і з розрахунковою силою затиску маточин, проводити контрольне затягування силових гайок при русі локомотива з малою швидкістю, а також змінювати положення кінцевих упорів по довжині різьбової втулки і, тим самим, встановлювати нові межі зміни ширини колії. Застосування механізму переривання обертання на кожній запобіжній муфті забезпечує перестановку коліс на іншу ширину колії і їх фіксацію за рахунок енергії колісної пари, що котиться по рейках, без застосування спеціального перевідного стенду. Установка на кожній силовій гайці механізму стопоріння виключає можливість довільного відгвинчування гайок і підвищує безпеку руху. Застосування кожухів силових гайок з торцевими кришками забезпечує кінематичний зв'язок всіх вузлів механізму переривання обертання запобіжної муфти і механізму стопоріння силової гайки, а також захист від забруднення деталей, розташованих усередині кожуха. Переваги технічного рішення, що заявляється: забезпечення безупинного переходу потягу з колії однієї ширини на іншу по перехідній ділянці невеликої довжини без застосування спеціального перехідного пристрою і максимальної безпеки пасажирів при русі потягу з великими швидкостями, а також можливість, установки між колісними центрами тягових електродвигунів, редукторів і дискових гальм. Довжина перехідної (що розширюється або звужується) ділянки залежить від початкової і кінцевої ширини колії, кроку різьблення втулок, напресованих на осі, діаметру коліс по кругу катання і визначається шляхом розрахунку. У випадку, коли початкова ширина колії дорівнює 1520мм, кінцева ширина колії -1435мм, крок прямокутного різьблення втулки дорівнює 12мм (згідно стандарту на різьблення), а діаметр колеса локомотива по кругу катання - 1050мм, довжина перехідної ділянки колії повинна бути 1520 - 1435 × 1050 × 3,14 » 12000мм. 2 × 12 Суть винаходу пояснюється ілюстративним матеріалом, де зображено: Фіг.1 - вид на одне колесо колісної пари з боку подовжньої осі візка; Фіг.2 - вид А на Фіг.1; Фіг.3 - перетин Б-Б на Фіг.1. На підматочинну частину осі 1 напресована різьбова втулка 2, виконана з легованої сталі, на зовнішній поверхні якої нарізано, наприклад, прямокутне ліве різьблення, тоді як не зображена на Фіг.1 втулка має праву нарізку. На зовнішній поверхні різьбової втулки 2 виконані канавки, де розміщено шпонки 3, закріплені у 6 втулці 4, яка запресована в укорочену маточину колеса 5 і охоплює різьбову втулку 2 з мінімальним зазором, що наближається до нуля. З кожного торця укороченої маточини колеса 5 на різьбову втулку 2 нагвинчено силові гайки 6 і 7, з пружними фланцями, виконаними за типом тарільчатих пружин. Кожна різьбова втулка забезпечена кінцевими упорами 8 і 9, які утримуються в певних місцях за допомогою фіксаторів 10 і гнізд, виконаних в різьбових втулках 2. На силових гайках 6 і 7 встановлені таровані запобіжні, наприклад, пружинно-роликові муфти 11 і 12, кожна з яких містить ролики 13, утримувачі роликів 14, пружини 15, регулювальні гайки 16, дротяні стопори 17, при цьому кулачки 18 пружинно-роликових муфт 11 і 12 виконані як одне ціле з хвостовиками силових гайок 6 і 7. На торцях запобіжних пружинно-роликових муфт 11 і 12 закріплені зубчаті вінці 19 і 20 з можливістю їх взаємодії із зубчатими вінцями 21 і 22, закріпленими на внутрішніх поверхнях торцевих кришок 23 і 24, виконаних з можливістю аксіального переміщення відносно кожухів 25, що обертаються, закріплених на маточині колеса 5, при цьому торцеві кришки 23 і 24 кінематичнo зв'язані з пневматичними циліндрами 26 і 27 за допомогою розташованих із зовнішнього торця по колу гнізд 28, пальців 29, які кріпляться на важелях 30 і 31 (поодинці на кожному важелі або по два, розташованих діаметрально протилежно щодо осі колісної пари), при цьому деталі та вузли 19... 31 є складовою частиною механізму переривання обертання запобіжних муфт 11, 12. Коли колесо 5 не піддається переміщенню уздовж різьбової втулки 2, торцеві кришки 23 і 24 під впливом пружин 32 і антифрикційних дисків 33 притиснуті до обмежувальних шайб 34. Для оберігання від забруднення і перекосів торцевих кришок 23 і 24 на кінцевих упорах 8 і 9 встановлені направляючі втулки 35. У гніздах кожухів 25 розташовані клиноподібні стопори 36 і 37 механізмів стопоріння силових гайок (не менше трьох у кожному кожусі), встановлені з можливістю взаємодії з круговими кулачками 38 і 39, закріпленими на торцевих кришках 23 і 24. У разі, коли торцеві кришки 23 і 24 притиснуті до обмежувальних шайб 34, стопори 36 і 37, завдяки пружинам 40 і 41, знаходяться в зачепленні із зубцями, виконаними на фланцях силових гайок 6 і 7. Пневматичні циліндри 26 і 27 забезпечені пружинами 42, які притискують поршні 43 до днищ з певною силою, що необхідне для роботи аварійних пневмозубчатих муфт, які утворюються при з'єднанні зубчатих вінців 19 і 21, а також вінців 20 і 22. З цією ж метою до системи підведення повітря від головного резервуару включено регулятор тиску 44. Роботою кожного пневматичного циліндра 26 і 27 одного колеса 5 керують окремі триходові крани 45 і 46, які здатні з'єднувати робочу порожнину пневматичних циліндрів по черзі з головним резервуаром (або повітряною магістраллю) і з атмосферою. 7 83283 Триходові крани 45 і 46 закріплені на рамі візка, поблизу бічного габариту, а їх рукоятки переводяться з одного робочого положення в інше за допомогою кулачків, які кріпляться на тумбах, встановлених на початку і в кінці перехідної ділянки залізничної колії (триходові крани можуть бути замінені триходовими електропневматичними клапанами, керованими за допомогою магнітних герметизованих контактів). Для можливості проведення контрольних затягувань силових гайок поза перехідною ділянкою колії в кожній кабіні машиніста встановлений триходовий кран 47, а в системі трубопроводу встановлені перемикаючи клапани 48, відключення повітряної системи автоматичного керування перестановкою коліс проводиться вентилем 49. Вказані вище триходові крани 45 і 46 і клапани 48 синхронно управляють роботою пневматичних циліндрів механізмів переривання обертання запобіжних муфт другого колеса колісної пари, яке не зображене на Фіг.1, а також коліс сусідніх колісних пар, якщо відстань між ними не велика. Колісна пара працює наступним чином. Локомотив (або потяг), що містить колісні пари з різьбовими втулками 2, напресованими на підматочинні частини осі 1, на поверхні яких виконані канавки, де розміщені шпонки 3, закріплені у втулці 4, котиться з швидкістю, орієнтовно, 1-3м/сек, наприклад, по ширшій колії, ніж та, на яку належить перейти, підходить до перехідної (що звужується) ділянки колії, при цьому рукоятка триходового крана 46 входить в зіткнення з кулачком, закріпленим на тумбі по бічному габариту і повертається на ~ 90°, як зображено пунктиром на Фіг.1, що забезпечує подачу стислого повітря в робочу порожнину циліндра 26, внаслідок чого поршень 43 за допомогою важеля 30, пальця 29 зачепа і гнізда 28 перемістить вліво торцеву кришку 24 і закріплені на ній зубчатий вінець 22 і кільцевий кулачок 38. Перш ніж зубчатий вінець 22 увійде до зачеплення, круговий кулачок 38 увійде до паза стопора 36, відіжме пружину 40 і розблокує силову гайку 6. При подальшому7 переміщенні торцевої кришки 24 наліво, зубчаті вінці 20 і 22 зімкнуться, внаслідок чого обертання пружинно-роликової запобіжної муфти 12, а також силової гайки 6 припиниться, і остання почне переміщатися в осьовому напрямі у бік кінцевого упору 8 (до подовжньої осі візка ). В той час, коли силова гайка 6 відійде від маточини колеса 5 на декілька міліметрів, рукоятка триходового крана 45 увійде у зіткнення з кулачком і буде повернена на ~ 90°, завдяки чому стисле повітря піде в робочу порожнину циліндра 27, який за допомогою важеля 31 і кругового кулачка 39 виведе із зачеплення стопор 37 і розблокує силову гайку 7, після чого зімкнуться зубчаті вінці 8 19 і 21, припиниться обертання пружиннороликової запобіжної муфти 11 і силової гайки 7, яка своїм фланцем переміщатиме колесо 5 праворуч, чинячи тиск на торець маточини. Силова гайка 6 перша притиснеться до кінцевого упору 8, який займає положення в залежності від положення фіксатора 10, внаслідок чого вона почне провертатись щодо нерухомої запобіжної муфти 12, ролики якої «перестрибуватимуть» через кулачки 18 гайки 6. Через невеликий проміжок часу з силовою гайкою 6 увійде до зіткнення маточина колеса 5, яка під впливом силової гайки 7 притискатиметься до гайки 6 доти, доки не спрацює запобіжна пружинно-роликова муфта 11. Силова гайка 7, затиснувши маточину колеса 5, припинить своє аксіальне переміщення і почне обертатись разом з різьбовою втулкою 2 і віссю 1 колісної пари, що котиться, при цьому похилі поверхні кулачків 18, виконаних на хвостовику силової гайки 7, почнуть виштовхува ти з міжкулачкових западин ролики 13 і утримувачі роликів 14, долаючи опір тарованих пружин 15, що гарантує досягнення розрахункової сили затиску маточини і збереження вузла. Після проходу ділянки колії, що звужується, кулачки, які на Фіг.1 не показані, повернуть рукоятки триходових кранів 45 і 46 у вихідне положення, зображене на Фіг.1, при цьому робочі порожнини циліндрів 26 і 27 з'єднаються з атмосферою, і пружини 32 і 42 розімкнуть зубчаті вінці 19 і 21, 20 і 22, а кільцеві кулачки 38 і 39 вийдуть з пазів фіксаторів 36 і 37, які під впливом пружин 40 і 41 застопорять силові гайки 6 і 7, що означає закінчення процесу перестановки коліс 5 на осі розсувної колісної пари під час переходу її з широкої на вужчу колію, після чого головний живлячий вентиль 49 системи перестановки коліс в кабіні машиніста повинен бути закритий до наступної перестановки. У разі проведення контрольних затягувань силових гайок 6 і 7 поза перехідною ділянкою колії в 1-й по напряму руху локомотива кабіні машиніста, кран 47 повинен бути відкритий на декілька секунд, при цьому перемикаючі клапани 48 перекриють трубопроводи до триходови х кранів 45 і 46 і стисле повітря одночасно потрапить в робочі порожнини циліндрів 26 і 27. Силова гайка 6 притискатиметься до упору, а силова гайка 7 затягуватиме маточину, у разі ослаблення різьблення. Для перестановки коліс при переході з вузької колії на ширшу, необхідно, щоб колісні пари обертались, котячись по перехідній ділянці колії, в напрямі, протилежному тому, про яке мовилося вище, для чого локомотив (як і дизель-електропоїзд), повинен мати дві кабіни машиніста, при цьому триходові крани 45 і 46 повинні включатись в зворотній послідовності. 9 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 83283 Підписне 10 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
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюExtensible wheel set of railroad vehicle
Автори англійськоюAvedikov Yurii Vasyliovych, Basov Henadii Heorhiiovych, Horbunov Mykola Ivanovych, Naish Naum Musiiovych, Melnyk Pavlo Volodymyrovych
Назва патенту російськоюРаздвижная колесная пара железнодорожного транспортного средства
Автори російськоюАведиков Юрий Васильевич, Басов Геннадий Георгиевич, Горбунов Николай Иванович, Найш Наум Моисеевич, Мельник Павел Владимирович
МПК / Мітки
МПК: B61F 7/00, B60B 35/00
Мітки: транспортного, пара, розсувна, колісна, засобу, залізничного
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/5-83283-rozsuvna-kolisna-para-zaliznichnogo-transportnogo-zasobu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Розсувна колісна пара залізничного транспортного засобу</a>
Попередній патент: Засіб з фунгіцидними властивостями
Наступний патент: Шарошкове долото
Випадковий патент: Барабанний сепаратор для очистки зерна