Візок вантажного вагона

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции тележек подвижного состава и, в частности, к узлам горизонтальных связей надрессорной балки с боковыми рамами. Известна тележка грузового вагона, содержащая надрессорную балку, опирающуюся на рессорные комплекты, включающие упругие элементы и фрикционные гасители колебаний, расположенные в проемах боковых рам, горизонтальные связи надрессорной балки с боковыми рамами и колесные пары с буксами. Для улучшения ходовых качеств горизонтальные связи выполнены в виде упругих стержней, каждый из которых соединен с боковой рамой одним концом жестко, а другим концом посредством шарнира, ось которого параллельна оси колесной пары. Места шарнирного закрепления упруги х стержней в плане расположены диагонально. Для гашения горизонтальных перемещений надрессорной балки в ее концевых частях установлены фрикционные гасители колебаний постоянного трения. Однако, горизонтальные связи надрессорной балки с боковыми рамами, выполненные в виде упруги х стержней, не в полной мере выполняют свои функции, так как не оказывают достаточного упругого сопротивления продольным и поперечным динамическим перемещениям надрессорной балки и не обеспечивают возврат ее и боковых рам в исходное положение при перекосах, вызванных забеганием одной боковой рамы относительно другой, при движении. При сравнительных испытаниях макетных образцов тележек с упомянутыми поперечными связями и без них улучшения динамических качеств тележек в первом случае не было зарегистрировано. Фрикционные гасители колебаний постоянного трения, установленные в концевых частях надрессорной балки, не обеспечивают также достаточных сил сопротивления горизонтальным перемещениям надрессорной балки, что приводит к ударам ее об ограничители на боковых рамах при скорости движения груженого вагона более 90км/ч. Кроме того, известная конструкция горизонтальных связей имеет повышенную металлоемкость консольных устройств для установки упругих стержней и усложненную конструкцию. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать горизонтальные связи надрессорной банки с боковыми рамами тележек так, чтобы повысить упругое сопротивление поперечным и продольным динамическим перемещениям надрессорной балки и обеспечить возврат ее и боковых рам в исходное положение при перекосах, вызванных забеганием одной боковой рамы относительно другой при движении. Поставленная задача решается тем, что в тележке грузового вагона, содержащей надрессорную балку, опирающуюся на рессорные комплекты, включающие упругие элементы и фрикционные гасители колебаний, расположенные в проемах боковых рам, горизонтальные связи надрессорной балки с боковыми рамами и колесные пары с буксами, согласно изобретению, горизонтальные связи надрессорной балки с боковыми рамами выполнены в виде жестко прикрепленных к колонкам боковых рам фрикционных планок, которые выполнены в плане двухгранно выпуклыми, и взаимодействующи х с этими планками пар фрикционных башмаковскользунов, которые расположены поперек надрессорной балки V-образно в плане и установлены с опиранием на упругие элементы в направляющих, закрепленных на боковых сторонах концов надрессорной балки, причем оси фрикционных башмаков-скользунов каждой пары расположены в плане под углом a = 15...30° друг к другу, а грани фрикционных планок расположены перпендикулярно осям, взаимодействующи х с ними фрикционных башмаков-скользунов. Признаки, характеризующие объект изобретения, в совокупности достаточны для обеспечения работоспособности тележки и достижения поставленной задачи, а каждый в отдельности необходим для идентификации и отличия заявленной тележки от известных в технике, что свидетельствует о существенности признаков изобретения. Новая совокупность признаков за счет усовершенствованной конструкции узлов горизонтальных связей надрессорной балки с боковыми рамами, не нарушая необходимой подвижности надрессорной балки в продольном и поперечном направлениях, благодаря наличию фрикционных башмаков-скользунов и выпуклых двугранных фрикционных планок, обеспечивает упругое сопротивление поперечным и продольным динамическим перемещениям надрессорной балки, так как при отклонении ее от центрального положения нарушается равновесие в системе сил взаимодействия башмаков-скользунов и планок. Кроме того, обеспечивается стабилизация извилистого движения тележки путем воздействия моментов сил, возвращающих надрессорную балку и боковые рамы в исходное положение при перекосах, вызванных их забеганием. Угол расположения осей фрикционных башмаков-скользунов друг к другу каждой пары в плане a = 15...30° является оптимальным и определен опытным путем. Выбор угла a 30° также не целесообразен, так как в этом случае возникают большие силы трения между фрикционными башмаками-скользунами и фрикционными планками, препятствующие подвижности надрессорной балки, что может привести к ее запиранию, т.е. образованию жесткой связи и возникновению больших поперечных динамических усилий. На фиг.1 изображена тележка грузового вагона, общий вид; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - фрикционный гаситель колебаний, общий вид; на фиг.4 - вид Б на фиг.3; на фиг.5 - разрез В - В на фиг.3; на фиг.6 - шарнирная опора рессорного комплекта, вид сверху; на фиг.7 - то же, вид сбоку; на фиг.8 - скользун, общий вид; на фиг.9 - схема взаимодействия фрикционных планок и фрикционных башмаков-скользунов, при продольном перемещении надрессорной балки; на фиг.10 - то же, при поперечном перемещении надрессорной балки; на фиг.11 - схема перекоса надрессорной балки при забегании одной боковой рамы относительно другой; на фиг.12 - схема взаимодействия фрикционных планок и фрикционных башмаков-скользунов при перекосе надрессорной балки. Тележка грузового вагона содержит (фиг.1) надрессорную балку 1, опирающуюся на рессорные комплекты 2, включающие шесть упругих элементов 3 в виде пружин и один фрикционный гаситель колебаний 4, расположенные в проемах 5, боковых рам 6, горизонтальные связи 7 (фиг.2) надрессорной балки 1 с боковыми рамами 6 и колесные пары 8 (фиг.1) с буксами 9. Горизонтальные связи 7 (фиг.2) надрессорной балки 1 с боковыми рамами 6 выполнены в плане в виде выпуклых двухгранных фрикционных планок 10, жестко прикрепленных к колонкам 11 боковых рам 6 и взаимодействующи х с ними пар фрикционных башмаков-скользунов 12, установленных в плане V-образно в направляющих 13. Фрикционные башмаки-скользуны 12 опираются на упругие элементы 14. Оси фрикционных башмаков-скользунов 12 каждой пары расположены в плане под углом a = 15...30° друг к другу, вершина которого направлена в сторону расположения, фрикционных планок 10. Грани фрикционных планок 10 расположены перпендикулярно осям контактирующих с ними фрикционных башмаков-скользунов 12. Угол расположения осей фрикционных башмаков-скользунов 12 друг к другу каждой пары в плане a = 15...30° является оптимальным и выбран опытным путем. При угле a 30° возникают большие силы трения между трущимися поверхностями башмаков-скользунов 12 и планками 10, приводящие к снижению подвижности над рессорной балки 1 и ее запиранию. Для снижения горизонтальной жесткости рессорного комплекта 2 надрессорная балка 1 опирается на упругие элементы 3 и фрикционные гасители колебаний 4 через шарнирные ножевые опоры 15 (фиг.1, 6, 7), выполненные с цилиндрическими выступами 16, расположенными вдоль оси боковой рамы 6. Надрессорная балка 1 расположена относительно проемов 5 боковых рам 6 с зазором в продольном направлении. Фрикционный гаситель колебаний 4 (фиг.3) содержит установленные между надрессорной балкой 1 и боковой рамой 6 винт 17 и гайку 18. В верхней части винта 17 закреплен подвижный фрикционный диск 19, расположенный между верхним 20 и нижним 21 неподвижными фрикционными дисками, соединенными между собой от проворота замковым соединением. Гайка 18 установлена в нижней опоре 22 шарнирно посредством цапф 23, расположенных вдоль боковых рам 6 для обеспечения качания фрикционного гасителя колебаний и относительно осей цапф 23 при поперечных перемещениях надрессорной балки 6. Между нижней опорой 22 и нижним неподвижным фрикционным диском 21 установлен упругий элемент 24, аналогичный упругому элементу 3 рессорного комплекта 2. Верхний неподвижный фрикционный диск 20 имеет цилиндрический выступ 25, аналогичный цилиндрическому вы ступу 16 шарнирной ножевой опоры 15, расположенный также вдоль боковых рам 6. В надрессорной балке 1 выполнены впадины (не показаны) под цилиндрические выступы 16, 25. Для гашения колебаний виляния тележки относительно установленного на нее кузова грузового вагона сверху надрессорной балки 1 между и вблизи боковых рам 6 установлены упругие скользуны 26 (фиг.2, 8), на которые частично опирается кузов. Тележка работает следующим образом. В процессе движения экипажа вертикальные динамические колебания кузова вагона и соответственно надрессорной балки 1 воспринимаются рессорными комплектами 2. При этом надрессорная балка 1 перемещается вверх-вниз на величину прогиба упругих элементов 3 и хода фрикционного гасителя колебаний 4. В процессе движения экипажа по извилистым участкам пути возникают также горизонтальные перемещения надрессорной балки 1, которые могут быть из-за виляния тележки по ходу движения продольными и поперечными. При забегании одной боковой рамы 6 относительно другой происходит перекос надрессорной балки 1. При вертикальных колебаниях кузова, а вместе с ним надрессорной балки 1, основную часть энергии гасят рессорные комплекты 2, содержащие фрикционные гасители колебаний 4. Часть энергии гасится в результате трения между фрикционными башмаками-скользунами 12 и фрикционными планками 10 (фиг.1, 2). При продольном смещении надрессорной балки 1 (фиг.9) происходит ее смещение в сторону одной из колонок 11 боковых рам 6, при этом с этой стороны упругие элементы 14 дополнительно сжимаются, а с другой ослабляются, создавая усилия на фрикционных планках 10 P1-1 + P4-1 > P2-1 + P3-1, реакции которых создают возвращающее усилие, которое возвращает надрессорную балку 1 в исходное среднее положение. При поперечном перемещении надрессорной балки 1 (фиг.10) происходит ее смещение поперек двугранных фрикционных планок 10, в результате чего часть упругих элементов 14 дополнительно сжимается, а другая их часть ослабляется за счет скольжения башмаков-скользунов 12 по наклонным граням двугранных фрикционных планок 10. При таком асимметричном распределении нагрузок P1-2 + P2-2 > P3-2 + P4-2 возвращающая сила будет равна алгебраической сумме поперечных составляющи х, упомянутых нагрузок, т.е. F = (F3-2 + F4-2) - (F1-2 + F2-2), которая и возвращает надрессорную балку 1 в исходное положение. В результате скольжения фрикционных башмаков-скользунов 12 по двугранным фрикционным планкам 10 происходит основное гашение колебаний. Частично поперечные колебания также гасятся шарнирными ножевыми опорами 15 и верхними неподвижными фрикционными дисками 20 в местах трения их цилиндрических выступов 16 и 25 с впадинами надрессорной балки 1. При перекосе надрессорной балки 1 относительно боковых рам 6, вызванных забеганием одних боковых рам 6 относительно други х на угол b = 1...2° (фиг.11, 12) происходит диагональное асимметричное перераспределение нагрузки между фрикционным и башмаками-скользунами 12 и фрикционными двугранными планками 10. Каждая диагональная пара сил создает момент относительно точки поворота "O". a На плече " 2 " a 2 a M2 -4 = (P2- 3 + P4- 3 ) 2 M1- 3 > M2-4 При этом возвращающий момент будет равен DM = M1- 3 - M2-4 M1-3 = (P1-3 + P3 -3 )