Ресорне підвішування двовісного візка вантажного вагона

Реферат: Ресорне підвішування двовісного візка вантажного вагона, що містить два ресорних комплекти, кожен з яких виконаний з семи дворядних пружин, розташованих під фрикційними клинами і під надресорною балкою, при цьому кожна дворядна пружина складається з зовнішньої пружини, у якій число робочих витків 3,9-4,0, і внутрішньої пружини, у якій число робочих витків 6,0-6,5, також зовнішня і внутрішня пружини мають у вільному стані однакову висоту в діапазоні від 240 мм до 330 мм. При цьому сума індексів визначається як відношення середнього діаметра витка до діаметра прутка пружини, зовнішньої пружини і внутрішньої пружини, що входять в кожну дворядну пружину ресорного комплекта, становить не менше 11,3. UA 108870 U (12) UA 108870 U UA 108870 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. Відома конструкція візка моделі 18-100 залізничного вантажного вагона [Л.Д.Кузьміч, А.В. Кузнецов "Вагони. Проектування, влаштування та методи випробувань", М, Машинобудування, 1978, стор 113], в якій використано два пружинні 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 становить 1,3-1,82 мм/мс. Крайні бічні пружини комплекту підтримують клини гасителів коливань. Ресорні комплекти, що складаються із пружин і клинових гасителів коливань, служать амортизаторами як у вертикальному, так і в бічному напрямках. Фрикційні клини забезпечують гасіння коливань силами тертя, які розвиваються між ними і бічними рамами і залежать від величини стиснення пружин, на які вони спираються. Пружини під надресорною балкою несуть основну вагу вагона і чинять опір відносного поздовжнього зсуву між бічними рамами ("забігання" бічних рам), чинячи опір повороту надресорної балки 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 із пружин сприймають навантаження від надресорної балки (Свідоцтво на корисну модель UA 16482, B61F 5/00 від 01.10.2001 p.). Кожна із зовнішніх і внутрішніх пружин ресорного комплекту має опорні і робочі витки, відповідно до 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 достатньої міцності 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 у експлуатації несприятливо позначається на візку і на вагоні в цілому. Дана конструкція пружин ресорного підвішування найбільш близька за сукупністю ознак до заявленої корисної моделі і вибрана як прототип для заявленої корисної моделі. Недоліком описаного вище ресорного підвішування є його невідповідність вимогам міждержавного стандарту ГОСТ 9246-2013 "Візки двовісні триелементні вантажних вагонів залізниць колії 1520 мм. Загальні технічні умови", оскільки пружини, що входять в нього, не забезпечують розрахунковий статичний прогин ресорного підвішування (не менше 8 мм) при мінімальній розрахунковій масі вагона 21*103 кг Задача, на вирішення якої спрямована заявлена корисна модель, полягає у створенні пружин з геометричними характеристиками, які дозволять створити ресорне підвішування двовісного візка вантажного вагона, що забезпечує розрахунковий статичний прогин не менше 8 мм при мінімальній розрахунковій масі 21*103 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 перевищенні критичних навантажень, а також повинні забезпечити зменшення значень коефіцієнта вертикальної динаміки та динамічного навантаження на візок і кузов вагона. Поставлена задача вирішується таким чином, що індекс зовнішньої пружини (С н), який визначається як відношення її середнього діаметра витка (D н) до діаметра прутка зовнішньої пружини (dн), становить 5,667-5,931, при цьому число робочих витків зовнішньої пружини становить 3,9-4,0, а індекс внутрішньої пружини (Св), який визначається як відношення її середнього діаметра витка (Dв) до діаметра прутка зовнішньої пружини (сів), становить 5,5006,053, при цьому число робочих витків внутрішньої пружини становить 6,0-6,5. Сума індексів зовнішньої і внутрішньої пружин (Ск) кожної з семи дворядних пружин ресорного комплекта, що входить в ресорне підвішування двовісного візка вантажного вагона, становить не менше 11,3. Також кожна з зовнішніх і внутрішніх пружин ресорного комплекта виготовлена зі сталі, що має межу плинності σт не менш 1470 Мпа. Сутність заявленої корисної моделі полягає в тому, що ресорне підвішування двовісного візка вантажного вагона містить два ресорних комплекти, розміщених під кожним з кінців балки надресорної, при цьому кожен ресорний комплект виконаний із семи дворядних пружин, що складаються із зовнішніх і внутрішніх кручених циліндричних пружин з робочими і опорним 1 UA 108870 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 витками, розташованих під фрикційними клинами і під надресорною балкою і мають однакову номінальну висоту у вільному стані в діапазоні від 240 мм до 330мм. Внутрішня і зовнішня пружини ресорного підвішування мають протилежну навивку. Число робочих витків зовнішньої пружини становить 3,9-4,0, а число робочих витків внутрішньої пружини становить 6,0-6,5. Сума індексів зовнішньої і внутрішньої пружин (Ск), що входять в кожну з семи дворядних пружин ресорного підвішування для двовісного візка вантажного вагона, становить не менше 11,3. Кожна із пружин ресорного підвішування виконана із сталі, що має межу плинності σт не менше 1470 МПа. Суть заявленої корисної моделі пояснюється кресленнями, на яких зображені: фіг. 1 - ресорне підвішування двовісного візка вантажного вагона; фіг. 2 - пружина зовнішня ресорного комплекта для підвішування двовісного візка вантажного вагона; фіг. 3 - пружина внутрішня ресорного комплекта для підвішування двовісного візка вантажного вагона; Ресорне підвішування двовісного візка вантажного вагона містить два ресорних комплекти 1, розміщених під кожним із кінців балки надресорної 2, при цьому кожен ресорний комплект 1 виконаний з семи дворядних пружин 3, які складаються з зовнішніх 4 і внутрішніх 5 циліндричних гвинтових пружин з робочими 6 і опорними 7 витками. Пружини 4 і 5 розташовані під фрикційними клинами 8 і під надресорною балкою 2. Висота пружин 4 і 5 в вільному стані може бути в діапазоні від 240 мм до 330 мм, але при цьому пружини 4 і 5 мають однакову номінальну висоту у вільному стані. Внутрішня пружина 5 має праву навивку, а зовнішня пружина 4 ресорного комплекту має навивку протилежну внутрішній - ліву. Технологія навивки зовнішніх 4 і внутрішніх 5 пружин, в тому числі залежить і від індексу виготовленої пружини. Індекс зовнішньої 4 пружини (Сн) визначається як відношення її середнього діаметра витка (D н) до діаметра прутка пружини (dн) і становить 5,667-5,931. Індекс внутрішньої пружини 5 (Св) визначається як відношення її середнього діаметра витка (D b) до діаметра прутка пружини (dв) і становить 5,500-6,053. Число робочих витків зовнішньої пружини 4 становить 3,9-4,0, а число робочих витків внутрішньої пружини 5 становить 6,0-6,5. Сума індексів зовнішньої і внутрішньої пружин (Ск), що входять в кожну з семи дворядних пружин 3 ресорного комплекта 1 для підвішування двовісного візка вантажного вагона, становить не менше 11,3. Межа плинності σт сталі, з якої виготовлені кожна з пружин 4 і 5 ресорного комплекта 1, не менше 1470 МПа. Технічний результат від заявленої корисної моделі полягає в тому, що застосування пружин, в яких сума індексів, які визначаються як відношення середнього діаметра витка до діаметра прутка пружини, зовнішньої пружини і внутрішньої пружини, що входять в кожну дворядну пружину ресорного комплекту, становить не менше 11,3, дозволяє забезпечити розрахунковий статичний прогин ресорного підвішування у вагоні з мінімальною розрахунковою масою вагона 21*103 кг не менше 8 мм, і дозволяє поліпшити динамічні показники ресорного підвішування візка вантажного вагона і самого вагона в цілому, а також 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 Також заявлена конструкція ресорного підвішування відповідає вимогам ГОСТ 9246-2013. Крім того, в результаті застосування пружин заданих параметрів, збільшується значення фактичного коефіцієнта конструктивного запаса прогину ресорного підвішування на 4 % порівняно з ресорним підвішуванням з найбільш близьким аналогом з пружинами із сталі марки 55С2 і на 3 % в порівнянні з ресорним підвішуванням найближчого аналога з пружинами із сталі марки 55РП, 55РП. Виготовлення пружин для ресорного підвішування двовісного візка вантажного вагона із сталі, що має межу плинності σт не менш 1470 МПа, дозволило знизити ймовірність поломки пружин в роботі і підвищити безпеку в експлуатації рухомого складу. В даний час за заявленою 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. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Ресорне підвішування двовісного візка вантажного вагона, що містить два ресорних комплекти, кожен з яких виконаний з семи дворядних пружин, розташованих під фрикційними клинами і під надресорною балкою, при цьому кожна дворядна пружина складається з зовнішньої пружини, у якій число робочих витків 3,9-4,0, і внутрішньої пружини, у якій число 2 UA 108870 U 5 робочих витків 6,0-6,5, також зовнішня і внутрішня пружини мають у вільному стані однакову висоту в діапазоні від 240 мм до 330 мм, яке відрізняється тим, що сума індексів визначається як відношення середнього діаметра витка до діаметра прутка пружини, зовнішньої пружини і внутрішньої пружини, що входять в кожну дворядну пружину ресорного комплекта, становить не менше 11,3. 2. Ресорне підвішування двовісного візка вантажного вагона за п. 1, яке відрізняється тим, що кожна з пружин ресорного підвішування виконана із сталі, що має межу плинності σт не менше 1470 МПа. 3 UA 108870 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 4