Вагонний залізничний візок та його елементи

Реферат: Залізничний вантажний візок має надресорну балку й пару боковин, причому надресорна балка встановлена поперечно відносно боковин. Установна поверхня між кінцями осей і буксових щелеп боковин забезпечує хитання боковин, аналогічно візкам з колисковим підвішуванням. Поперечне хитання поєднується зі здатністю до поздовжнього самопідрулювання. Здатність до самопідрулювання може бути отримана шляхом застосування поздовжніх качалок, які забезпечують опір відхиленню, пропорційний навантаженню на сполучення. Візок може мати допоміжні елементи, що центрують, установлені в гніздах буксової щелепи, і ці допоміжні центровочні елементи можуть бути виконані з пружних еластомірних матеріалів. Візок також може мати фрикційні гасителі коливань, не схильні до стрибкоподібного руху. Гасителі коливань можуть бути забезпечені гальмовими накладками або подібними елементами, установленими або на гранях, що сполучені зі стійками боковин, або на похилій грані, або на обох поверхнях. Сили тертя, що виникають при переміщенні фрикційних гасителів коливань вверх і вниз, можуть бути нерівні. Фрикційні гасителі коливань можуть розташовуватися у вигляді чотирикутника на кожному кінці надресорної балки. Ресорні комплекти можуть включати підгрупи пружин різної висоти. UA 114880 C2 (12) UA 114880 C2 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Область техніки винаходу Даний винахід належить до галузі залізничних вагонів, і особливо до області триелементних візків для залізничних вагонів. Передумови винаходу Залізничні вагони в Північній Америці зазвичай встановлюються на двохосьові поворотні візки, відомі як "триелементні візки". Даний термін зобов'язаний своїм виникненням трьом основним елементам - надресорній балці візка й двом її боковинам. У зазначеному типі візка надресорна балка встановлюється перпендикулярно боковинам, причому кінці надресорної балки входять у прорізи боковин. Виникаючі зусилля розподіляються між надресорною балкою й боковинами через ресорні комплекти, установлені в гніздах боковин. Боковини передають зусилля на буксові щелепи. Щелепи опираються на надставки підшипників, звідки навантаження передається у свою чергу на підшипники, осі, колеса й, нарешті, на рейки. В "Енциклопедії вагонів і локомотивів" (видання 1980 року) на сторінці 669 із приводу триелементного візка написане наступне: дана конструкція забезпечує "взаємозамінність, надійність і має низьку собівартість, але це досягається за рахунок посередніх ходових якостей і високої вартості обслуговування вагонів і візків". Ходові якості можна оцінити за рядом критеріїв. Наприклад, поздовжні характеристики, що визначають максимальне припустиме поздовжнє прискорення при проходженні сортувальної гірки або при безгірковому сортуванні, або ж стрибкоподібний рух при розгоні або гальмуванні. Крім цього, вертикальні ходові якості, які майже повністю визначаються передачею вертикальних зусиль через підвіску. Бічні ходові якості, що визначають бічні реакції підвіски. Варто враховувати такі явища як рискання візка, здатність візка до самопідрулювання, і, нарешті, здатність гасити коливання поза залежністю від характеру нерівностей. Дані явища взаємозалежні, і оптимізація підвіски на необхідні відгуки за одним параметром може привести до погіршення ходових якостей за іншими. При оптимізації характеристик візка переважно домогтися відносно м'яких динамічних характеристик по бічному й вертикальному збуреннях, забезпечити розумні параметри самопідрулювання, і постаратися зберегти стійкість до забігання боковин візка (так званий перекіс). Забігання або перекіс являє собою деформацію візка, що призводить до відхилення від перпендикулярного взаємного розташування надресорної балки й боковин візка. Наявність самопідрулювання переважно, оскільки воно може знизити опір руху, а також може знизити зношування як колісних пар, так і візка, у підсумку забезпечуючи більше високі ходові характеристики. Серед розглянутих типів візків також перебувають візки з хитними боковинами. Раніше виданим патентом на поворотний візок є патент US 3,670, 660 Вебера й ін., виданий 20 червня 1972. Даний візок має непідресорене поперечне хрестоподібне кріплення балки, яка з'єднує разом боковини. На відміну від зазначеної конструкції в описуваному нижче варіанті здійснення винаходу не використаються поперечні непідресорені хрестоподібні зв'язки, а можуть використатися гасителі коливань, які вмонтовують в кожний кінець надресорної балки. Раніше виданий патент на гасителі коливань - патент US 3,714, 905 Барбер, виданий 6 лютого 1973. Короткий опис винаходу Даний винахід, у всіх його різноманітних аспектах, передбачає створення залізничного вагонного візка з хитним у двох напрямках сполученням буксових щелеп й осей колісної пари. Також винаходом передбачається візок із самопідрулюванням, пропорційним навантаженню на візок. Так винаходом можуть передбачатися поздовжні качалки на боковинах у місцях сполучення з віссю колісної пари. Крім цього винаходом передбачається візок з хитними боковинами й самопідрулюваням. Винахід може також передбачати візок з хитними боковинами, у якій сполучається застосування поперечної качалки й еластомерного вкладиша надставки підшипника. Положеннями винаходу передбачається наявність сполучення колісна пара-боковина візка. Сполучення утворене надставкою підшипника й прилягаючим до нього гніздом буксової щелепи. Надставка підшипника має два кінці, які утворюють вставку, що блокує, між буксовими щелепами боковини. На надставці підшипника перебуває перший хитний елемент. А на буксовій щелепі перебуває другий хитний елемент. Ці два хитні елементи контактують між собою й забезпечують взаємні поперечні й поздовжні хитання. Між надставкою підшипника й підставою буксової щелепи монтують пружний елемент. Даний пружний елемент має частину, що прилягає до першого кінця надставки підшипника. Також пружний елемент має проріз, що забезпечує прилягання першого й другого хитного елемента. 1 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Особливістю даного винаходу є те, що пружний елемент має дві кінцеві поверхні для установки між надставкою підшипника й буксовою щелепою боковини. Іншою особливістю є те, що пружний елемент може бути Pennsy Pad (розробка фірми Pennsy) із профілем, що відповідає прорізу. Ще однією особливістю є те, що пружний елемент виконаний з еластомеру. І ще однією особливістю є те, що еластомерний елемент виконаний з матеріалу на основі гуми. І, нарешті, ще однією особливістю є те, що еластомерний елемент виконаний з матеріалу на основі поліуретану. І, нарешті, ще однією особливістю є те, що в еластомерному елементі є проріз, і перший хитний елемент проникає щонайменше на деяку глибину крізь даний проріз для сполучення із другим хитним елементом. Ще однією додатковою особливістю є те, що надставка підшипника є вузлом, у який входять корпус надставки підшипника, наверху якого встановлюється перший хитний елемент. Ще однією додатковою особливістю є те, що перший хитний елемент виготовлений з матеріалу, відмінного від матеріалу корпусу підшипника. І ще однією додатковою особливістю є те, що перший хитний елемент являє собою вставку. І, нарешті, ще однією додатковою особливістю є те, що перший хитний елемент має посадкове місце, що відповідає прорізу. І ще однією додатковою особливістю є те, що посадкове місце й проріз відповідають один одному, крім можливості неправильної орієнтації першого хитного елемента відносно надставки підшипник. І, нарешті, ще однією додатковою особливістю є те, що корпус і перший хитний елемент мають якісь елементи для виключення можливості неправильної взаємної орієнтації. І, нарешті, ще однією особливістю є те, що в пружному елементі є проріз, а другий хитний елемент проникає щонайменше на деяку глибину крізь згаданий проріз для сполучення з першим хитним елементом. Іншою особливістю є те, що основа буксової щелепи містить у собі вкладиш із другим хитним елементом. І, нарешті, ще однією особливістю є те, що другий хитний елемент має посадкове місце із профілем, що відповідає прорізу. І ще однієї з особливостей є те, що частина пружного елемента, що прилягає до першої кінцевої поверхні надставки підшипника, при установці фіксує елементи, розміщені між першою кінцевою поверхнею надставки підшипника і буксовою щелепою, для запобігання поперечного й поздовжнього переміщення надставки підшипника відносно щелеп. Іншою особливістю винаходу є те, що кінці надставки підшипника мають кінцеві стінки, які фіксуються парою кутових упорів. Кінцеві стінки й кутові упори утворюють канал, у який між буксовими щелепами боковини візка встановлюється надставка підшипника. Частина пружного елемента, що перебуває в контакті з першим кінцем надставки підшипника, є першою кінцевою частиною. Пружний елемент має й другу кінцеву частину, що контактує із другим кінцем надставки підшипника. У пружному елементі також є й середня частина, що перебуває між першою й другою кінцевими частинами. Проріз знаходиться в середній частині пружного елемента. Іншою особливістю є те, що пружний елемент має форму прокладки Pennsy Pad (розробки фірми Pennsy) із центральним отвором. Іншою особливістю винаходу є те, що в сполученні колісна пара-боковина залізничного візка присутня надставка підшипника, гніздо буксової щелепи й пружний елемент. Надставка підшипника має першу й другу кінцеві частини, кожна їх яких має кінцеву стінку, яку фіксують пара кутових упорів. Кінцева стінка й кутові упори спільно визначають канал, у який між буксовими щелепами боковини візка встановлюється надставка підшипника. На надставці підшипника присутній перший хитний елемент. На гнізді буксової щелепи знаходиться другий хитний елемент, що прилягає до першого хитного елемента. Після монтажу перші й другий хитні елементи здатні хитатися в поздовжньому напрямку відносно боковини, що забезпечує виконання поворотів залізничним візком. У пружному елементі є перша частина, що контактує з першою кінцевою частиною надставки підшипника й затискається між першої кінцевою частиною надставки підшипника й першим упором буксової щелепи. У пружному елементі є друга кінцева частина, що контактує із другою кінцевою частиною надставки підшипника й затискається між другою кінцевою частиною надставки підшипника й другим упором буксової щелепи. У пружному елементі є також і середня частина, що знаходиться між першою та другою частинами. Середня частина вміщує сполучені елементи першого і другого хитних елементів. Іншою особливістю є те, що разом з надставкою підшипника використається пружна подушка, що має хитний елемент для сполучення з хитним елементом гнізда буксової щелепи. Перша частина пружної подушки прилягає до першої кінцевої частини надставки підшипника, а друга частина прилягає до другої кінцевої частини надставки підшипника, причому середня частина знаходиться між першою й другий кінцевими частинами. Середня частина призначена для забезпечення сполучення хитних елементів. 2 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Особливістю є наявність складального комплекту оснащення для сполучення колісна парабоковина, у який входить гніздо буксової щелепи, призначене для монтажу на склепінні буксової щелепи боковини залізничного візка. Також є надставка підшипника для монтажу на підшипнику колісної пари залізничного візка, і пружний елемент, установлюваний на надставці підшипника. Крім цього, є перший хитний елемент надставки підшипника, що хитається відносно основи. Надставка підшипника має дві кінцеві частини - першу й другу; обидві кінцеві частини мають кінцеву стінку й пару упорів, що фіксують стінку, утворюючи, таким чином, канал для встановлення надставки підшипника між парою упорів буксових щелеп. Пружний елемент складається із двох частин, перша з яких відповідає першій кінцевій частині надставки підшипника, що перебуває між надставкою й упором. Друга частина пружного елемента з'єднана з першою так, що підшипник при установці щонайменше частково накриває надставку. Іншою особливістю є те, що в складальний комплект колісна пара-боковина входить друга частина пружного елемента, яка має профіль, що відповідає першому хитному елементу. Перший хитний елемент має форму гнізда відповідного профілю. Іншою особливістю є те, що в складальний комплект колісна пара-боковина входить надставка підшипника, що включає корпус і перший хитний елемент, знімний відносно зазначеного корпуса. Ще однією особливістю є те, що в запасний складальний комплект колісна пара-боковина входить друга частина пружного елемента, що має профіль, який відповідає першому хитному елементу, що, у свою чергу, має форму гнізда під зазначений профіль. Ще однією особливістю є те, що в складальний комплект колісна пара-боковина входить профіль і перший хитний елемент, який має профіль, що виключає неправильну орієнтацію даного елемента при установці. Ще однією особливістю є те, що в складальний комплект колісна пара-боковина входить перший хитний елемент із корпусом, що оснащений пазогребеневими елементами, що полегшують встановлення даного елемента. Ще однією особливістю є те, що в складальний комплект колісна пара-боковина входить перший хитний елемент із корпусом, що оснащений пазогребеневими елементами, що виключає можливість неправильної орієнтації даного елемента при встановленні. І ще однією особливістю є те, що в складальний комплект колісна пара-боковина входить перший хитний елемент із корпусом, які обладнані пристроями взаємної орієнтації. Під даними пристроями розуміються пазогребеневі елементи, що виключає можливість неправильної орієнтації даного елемента при встановленні. Ще однією особливістю є те, що, у складальний комплект входить другий пружний елемент, що відповідає другій кінцевій частині надставки підшипника. Іншою особливістю є те, що в складальний комплект колісна пара-боковина входить пристосування для встановлення гнізда буксової щелепи, що полегшує орієнтацію пружних елементів відносно буксової щелепи при зборці. І ще однією особливістю є те, що, у складальний комплект входить друга кінцева частина, що відповідає другій кінцевій частини надставки підшипника. Однієї з додаткових особливостей є те, що в конструкції присутня надставка підшипника, що забезпечує передачу навантаження між підшипником колісної пари й буксовою щелепою візка. Надставка має щонайменше першу й другу площадки для сполучення з підшипником, і ділянку профілю надставки, розміщену між площадками. Надставка має витягнуту в осьовому напрямку відносно підшипника форму. Ще однією додатковою особливістю є те, що площадки розташовані таким чином, що вузол відповідає за формою й розмірами підшипника, і ділянка профілю надставки знаходиться над вершиною підшипника. І ще однією додатковою особливістю є те, що надставка підшипника характеризується й другою ділянкою профілю, що по окружності обхоплює підшипник. І ще однією додатковою особливістю є те, що осьова й кільцева ділянки надставки розташовані уздовж другої осі симетрії надставки підшипника. Іншою особливістю є те, що радіальна складова розташована уздовж першої осі симетрії надставки підшипника, а кільцева складова розташована уздовж другої осі симетрії надставки підшипника. Ще однією особливістю є те, що надставка підшипника має площадки, виконані на кільцевих дугах. І ще однією особливістю є те, що на надставці підшипника розташована звернена вверх поверхня качалки. І ще однією особливістю є те, що хитний елемент виконаний знімним відносно корпуса надставки підшипника. Іншою особливістю винаходу є те, що в конструкції присутня надставка підшипника, установлювана в буксові щелепи залізничного візка. Верхня частина надставки підшипника прилягає до підстави буксової щелепи, а нижня частина прилягає до корпуса підшипника. Нижня частина має вершину. Перша й друга площадки на нижній частині прилягають до корпуса підшипника. Перша площадка – з однієї сторони відносно вершини. А друга площадка – з іншої сторони відносно вершини. Між площадками знаходиться щонайменше одна ділянка профілю. Додатковою особливістю є те, що профіль витягнутий уздовж вершини по осьовій лінії підшипника (у встановленому стані). Іншою особливістю є те, що профіль розташований на 3 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вершині. Іншою особливістю є наявність щонайменше двох профілів, причому ці два профілі лежать по різні сторони центральної частини корпуса підшипника, тобто центральна частина перебуває між першою й другою площадками. Іншою особливістю винаходу є те, що в набір для модернізації візка входять еластомерні елементи, монтовані над надставками підшипників. У набір входять надставка підшипника і сполучає з нею гніздо буксової щелепи. Між надставкою підшипника й підставою буксової щелепи знаходяться елементи двонаправленої качалки. Гніздо має глибину перетину більше 1/2 дюйма. Іншою особливістю винаходу є те, що залізничний візок має надресорну балку й пару боковин, установлюваних на колісні пари. На візок між боковинами встановлюються качалки, що забезпечує поперечне хитання боковин. У візку відсутні поперечні непідресорені хрестоподібні зв'язки між боковинами. Кожна боковина характеризується висотою поперечного маятника L, яку вимірюють між нижньою точкою передачі навантаження на боковину, і верхньою точкою качалки, від якої вертикальна сила протидії передається на боковини. До складу качалки входить охоплюваний елемент із радіусом кривизни r1, і відношенням r1/L менше 3. Ще однією особливістю є те, що качалка має охоплюючий елемент, що перебуває в контакті з охоплюваним елементом. Охоплюючий елемент має радіус кривизни R1 більший, ніж r1, і коефіцієнт [(I/L)/((1/r1) -(1/R1))] менш 3. Іншою особливістю є те, що R1 становить щонайменше 4/3 від r1, а r1 має розмір більше 15 дюймів. Особливістю даного винаходу є наявність залізничного візка, здатного до самопідрулювання, а також є фрикційні гасителі коливань, коефіцієнти статичного й динамічного тертя яких приблизно рівні. Можлива наявність додаткової особливості, а саме: можливості поперечного хитання по сполученню "буксова щелепа/кінцевий край осі колісної пари". Іншою особливістю може бути пропорційність самопідрулювання вазі вантажу, що перевозять візком. Також винаходом можуть передбачатися поздовжні качалки на сполученні боковина-вісь колісної пари. Крім цього винаходом передбачається візок з хитними боковинами й самопідрулюванням. Винахід може передбачати поворотний візок, у якому сполучається застосування хитної поперечної качалки й еластомерного вкладиша надставки підшипника. Ще однією особливістю є те, що до складу візка можуть входити гасителі коливань, розташовані уздовж поздовжньої осьовий лінії ресорного комплекту підвіски візка. Ще однією особливістю є те, що візок може мати гасителі коливань, установлювані в чотирьох точках, що утворюють прямокутник. І ще однією особливістю є те, що у візку можуть бути гасителі коливань із модифікованими поверхнями тертя як на фрикційній опорній поверхні, так і на похилій поверхні гасителя коливань, що знаходиться в гнізді надресорної балки. Ще однією особливістю винаходу є те, що триелементний залізничний візок має надресорну балку, установлювану поперечно парі боковин. Два кінці надресорної балки через пружні елементи встановлюються на відповідні боковини. У візку є комплект гасителів коливань, який монтують у чотирьох точках між кожним кінцем балки й відповідної боковини. Кожен гаситель коливань має опорну поверхню, що сполучається з іншим елементом пари тертя, і поступально переміщується при русі балки відносно боковин. Кожен гаситель коливань має гніздо, напроти якого встановлюється подавальний пристрій для забезпечення прилягання опорної поверхні до поверхні, з якою він сполучається. Опорна поверхня гасителя коливань має певні коефіцієнти динамічного й статичного тертя, характерні для пари, яку вона утворює при контакті зі сполучуваною поверхнею. Коефіцієнти статичного й динамічного тертя в основному близькі за величиною. Ще однією особливістю даного положення є те, що коефіцієнти тертя відрізняються один від одного не більше ніж на 10 %. Іншою особливістю є те, що коефіцієнти тертя приблизно рівні. Іншою особливістю є те, що коефіцієнти тертя лежать у діапазоні від 0,1 до 0,4. Ще однією особливістю є те, що коефіцієнти тертя лежать у діапазоні від 0,2 до 0.35. І ще однією особливістю є те, що коефіцієнти тертя рівні приблизно 0,30 (+/- 10 %). І, нарешті, ще однією особливістю є те, що кожен гаситель коливань містить фрикційний елемент, установлюваний на ньому, і опорною поверхнею є поверхня фрикційного елемента. І, нарешті, ще однією особливістю є те, що фрикційний елемент має композитну поверхню з полімерного матеріалу. Іншою особливістю даного положення є те, що візок самопідрулює. Іншою особливістю є те, що візок включає сполучення надставка підшипника-буксова щелепа, у якому знаходиться пристрій самопідрулювання. Іншою особливістю є те, що пристрій самопідрулювання містить качалку. Ще однією особливістю є те, що у візку є сполучення надставка підшипника-підстава буксової щелепи, у якому знаходиться пристрій самопідрулювання, що має параметри 4 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пружності, які змінюються залежно від вертикального навантаження. І ще однією особливістю є те, що у візку є сполучення надставка підшипника-підстава буксової щелепи, у якому знаходиться двонаправлена качалка, яка забезпечує можливість поперечного хитання боковин і самопідрулювання візка. Іншою особливістю даного положення є те, що кожний гаситель коливань має похилий кінець для встановлення в гніздо гасителя коливань надресорної балки залізничного візка, причому опорна грань є вертикальною поверхнею в плані прилягання до сполученої фрикційної поверхні стійки боковини, а при роботі основа спрямована стосовно поверхні переважно вниз. Іншою особливістю є те, що похилий кінець має обробку поверхні, що поліпшує ковзання кінця по гнізду гасителя коливань. І ще однією особливістю є те, що коефіцієнти статичного й динамічного тертя похилого кінця практично рівні. Іншою особливістю є те, що на похилому кінці й на опорній поверхні є елементи поверхні ковзання, і обидва ці елементи виготовлені з матеріалу, у якому присутні полімери. І, нарешті, ще однією особливістю є те, що похила грань утворює із опорною поверхнею первинний кут, а у поперечному напрямку – вторинний кут. Іншою особливістю винаходу є те, що має місце триелементний залізничний візок із встановленою між парою боковин надресорною балкою, і колісні пари, які монтують до боковин через сполучення колісна пара-боковина. Конструкція сполучення колісна пара-боковина забезпечує самопідрулюваня й містить пристрій стабілізації колісних пар у поздовжньому напрямку відносно боковин у положенні мінімальної потенційної енергії. Пружні характеристики пристрою самопідрулювання залежать від прикладеного вертикального навантаження. Іншою особливістю винаходу є наявність надставки підшипника залізничного візка. Надставка підшипника містить корпус для посадки на підшипник колісної пари візка й качалку, установлювану на корпус. У качалці є поверхня хитання, причому ця поверхня направлена в сторону, протилежну корпусу, а качалка виготовлена з матеріалу, відмінного від матеріалу корпуса. Іншою особливістю даного положення є те, що качалка виготовлена з інструментальної сталі. Ще однією особливістю даного положення є те, що качалка виготовлена з марки металу, використовуваної у виробництві кулькових підшипників. Іншою особливістю є те, що корпус виготовлений із чавуну. Іншою особливістю є те, що качалка працює у двох напрямках. І ще однією особливістю є те, що поверхня хитання хитного елемента являє собою ділянку сферичної поверхні. Іншою особливістю винаходу є те, що є триелементний залізничний візок обладнаний качалками для забезпечення самопідрулювання. І ще однією особливістю винаходу є наявність залізничного візка, у якому між наявною боковиною й осьовим підшипником встановлюється качалка. Качалка має поперечну й поздовжню вісь хитання відносно боковини. Іншою особливістю винаходу є наявність триелементного залізничного візка із установленою поперечно парі боковин надресорною балкою. Боковини мають з'єднувальні частини буксової щелепи, на яких установлені колісні пари. З'єднувальні частини буксової щелепи містять качалки. Качалка має поперечну й поздовжню вісь хитання відносно боковини. Іншою особливістю винаходу є те, що є триелементний залізничний візок із установленою поперек пари боковин надресорною балкою, причому кожна боковина має з'єднувальні частини переднього й заднього гнізда буксової щелепи, і дві колісні пари, установлені в цих з'єднувальних частинах. З'єднувальні частини гнізда буксової щелепи містять качалки, що забезпечують здатність візка до самопідрулювання. І ще однією особливістю винаходу є наявність залізничного візка, у якого між наявними боковиною й осьовим підшипником встановлюється качалка, що працює у двох напрямках. І ще однією особливістю винаходу є наявність залізничного візка із установленою поперек пари боковин надресорною балкою, і встановлюваними на боковини колісними парами, за рахунок чого, властиво й забезпечується здатність візка котитися по рейковому шляху. До складу візка входять хитні елементи, встановлювані між боковинами й колісними парами. Хитні елементи забезпечують здатність до поперечного хитання боковин й, відповідно, самопідрулювання візка. Іншою особливістю винаходу є наявність трилементного залізничного візка з парою боковин, і дві колісні пари, кінці яких призначені для встановлення на боковинах, а також з'єднувальні частини сполучення колісна пара-боковина. З'єднувальні частини сполучення колісна парабоковина містять хитні елементи, причому наявністю першого ступеня свободи забезпечується поперечне хитання боковин відносно колісних пар, а наявністю другого ступеня свобод поздовжнє хитання кінців осей колісних пар відносно боковин. Відповідно до одного аспекту, винахід являє собою пристрій, у якому є залізничний візок з качалками зі складною формою сферичної поверхні, причому качалки забезпечують як 5 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 поперечне хитання у візку, так і самопідрулювання. Згідно з ще одним аспектом, винахід являє собою пристрій, у якому є присутнім залізничний візок з парою боковин, і дві колісні пари з кінцями для встановлення на боковини, а також з'єднувальні частини сполучення колісна парабоковина. З'єднувальні частини сполучення колісна пара-боковина містять хитні елементи із двома ступенями свободи, причому наявністю першого ступеня свободи забезпечується поперечне хитання боковин відносно колісних пар, а наявністю другого ступеня свободи – поздовжнє хитання кінців осей колісних пар відносно боковин. З'єднувальні частини сполучення колісна пара-боковина мають податливість при крутінні відносно, переважно, вертикальної осі. Відповідно до одного аспекту, винахід являє собою пристрій, у якому є залізничний візок удосконаленої конструкції з хитними боковинами, у яку входять хитні елементи, що забезпечують самопідрулювання. Згідно з ще одним аспектом, є залізничний візок з хитними боковинами й поперечною надресорною балкою, встановленою на ресорах між двома боковинами, двома колісними парами, встановленими на боковинах за допомогою з'єднувальних частин сполучення колісна пара-боковина. З'єднувальні частини сполучення колісна пара-боковина включають хитні качалки й еластомерні елементи, установлювані послідовно з качалками для забезпечення самопідрулювання. Відповідно до одного аспекту, винахід являє собою пристрій, у якому є залізничний візок із установленої між парою боковин балкою, і колісні пари, які монтують до боковин через сполучення колісна пара-боковина. Сполучні частини сполучення колісна пара-боковина включають качалки, що забезпечують поперечне хитання боковин. У качалках є охоплюваний елемент і прилягаючий до нього охоплюючий елемент. Охоплюваний і охоплюючий хитні елементи спільною роботою забезпечуються можливість хитання. Охоплюючий елемент має радіус кривизни в поперечному напрямку хитання менш 25 дюймів. Робота з'єднувальних частин сполучення колісна пара-боковина також забезпечує самопідрулювання. Згідно з ще одним аспектом, винахід являє собою пристрій, у якому є залізничний візок із встановленою між парою боковин надресорною балкою, і колісні пари, які монтують до боковин через сполучення колісна пара-боковина. З'єднувальні частини сполучення колісна парабоковина містять качалки, що забезпечують поперечне хитання боковин. У качалках є охоплюваний елемент і прилягаючий до нього охоплюючий елемент. Охоплюваний і охоплюючий хитні елементи спільною роботою забезпечують можливість хитання. Висота маятника боковин, Leq, після встановлення качалки перевищує 6 дюймів. З'єднувальні частини сполучення колісна пара-боковина містять еластомерний елемент, установлюваний послідовно з качалками для забезпечення самопідрулювання. І згідно з ще одним аспектом, винахід являє собою пристрій, у якому є залізничний візок із установленою між парою боковин балкою, і колісні пари, які монтують до боковин через сполучення колісна пара-боковина. З'єднувальні частини сполучення колісна пара-боковина включають качалки, що забезпечують самопідрулювання візка. У качалках є охоплюваний елемент і прилягаючий до нього охоплюючий елемент. Охоплюваний і охоплюючий хитні елементи спільною роботою забезпечують можливість хитання, а з'єднувальні частини сполучення колісна пара-боковина містять еластомерний елемент, установлюваний послідовно з качалками. І, нарешті, згідно з ще одним аспектом, винахід являє собою пристрій, у якому є залізничний візок з поперечною надресорною балкою, установленою на ресорах між двома боковинами, дві колісні пари, установлені на боковини через з'єднувальні частини сполучення колісна парабоковина, причому візок має ресорні комплекти і гасителі коливань, встановлені в гнізда балки, і останні під дією пружин ресорних комплектів переміщаються відносно боковин. Ресорні комплекти містять першу опорну пружину гасителя коливань, на яку опирається перший гаситель коливань. Перша опорна пружина гасителя коливань характеризується певним діаметром. Ширина першого гасителя коливань перевищує 150 % від діаметра пружини. Згідно з ще одним аспектом винаходу, є залізничний візок з поперечною надресорною балкою, встановленою на ресорах між двома боковинами, дві колісні пари, встановлені на боковини через з'єднувальні частини сполучення колісна пара-боковина. З'єднувальні частини сполучення колісна пара-боковина являють собою працюючі у двох напрямках качалки, що забезпечують поперечне хитання боковин і самопідрулювання колісних пар. Гасителі коливань встановлюються на візку в чотирьох точках на кожному кінці надресорної балки. Ще однією особливістю даного аспекту є те, що з'єднувальні частини сполучення мають податливість при крутінні відносно, переважно, вертикальної осі. Відповідно до одного аспекту винаходу є залізничний візок із установленою поперечно парі боковин надресорною балкою, а також колісні пари, установлені в боковинах. Залізничний візок має працюючі у двох напрямках (поздовжньому й поперечному) качалки між кожною боковиною 6 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 і колісними парами, а також гасителі коливань, установлені між кінцями надресорної балки й боковинами. Іншою додатковою особливістю відповідно до даного аспекту є те, що качалки мають деяку податливість при крутінні переважно відносно вертикальної осі. І ще однією додатковою особливістю є те, що качалки встановлені послідовно з елементами, що мають податливість при крутінні. Згідно з ще одним аспектом, у винаході є залізничний візок, що самопідрулює, із установленою на ресорах між парою боковин надресорною балкою, і колісні пари, що кріпляться до боковин. Боковини здатні хитатися в поперечному напрямку відносно колісних пар. Візок також обладнаний фрикційними гасителями коливань, установленими між надресорною балкою і боковинами. Фрикційні гасителі коливань характеризуються коефіцієнтами статичного й динамічного тертя. Причому зазначені коефіцієнти приблизно рівні. Згідно з ще одним аспектом, винахід являє собою пристрій, у якому є залізничний візок, що самопідрулює, із установленою на ресорах між парою боковин балкою, і колісні пари, що кріпляться до боковин. Боковини здатні хитатися в поперечному напрямку відносно колісних пар. Візок також обладнаний фрикційними гасителями коливань, установленими між надресорною балкою й боковинами. Фрикційні гасителі коливань характеризуються коефіцієнтами статичного й динамічного тертя. Причому зазначені коефіцієнти відрізняються не більш ніж на 10 %. Іншими словами, фрикційні гасителі коливань характеризуються коефіцієнтом статичного тертя Us і коефіцієнтом динамічного тертя Uk, причому відношення Us/Uk лежить у діапазоні від 1,0 до 1, 1. Відповідно до одному з аспектів винаходу візок обладнаний фрикційними гасителям коливань, установленими між надресорною балкою й боковинами, і здатними до поступального переміщення, причому в даному переміщенні практично виключений стрибкоподібний рух. Іншою особливістю даного аспекту є те, що фрикційні гасителі коливань включають фрикційні клини, які однією стороною прилягають до боковин, а другою, скошеною гранню – до гнізда надресорної балки. Скошена грань прилягає до гнізда надресорної балки й утворює пари тертя, причому з малою ймовірністю стрибкоподібного руху. Згідно з ще одним аспектом, винахід являє собою пристрій, у якому є присутнім залізничний візок, що самопідрулює, із установленою між парою боковин балкою, і колісними парами, що монтують до боковин, які власно й забезпечують рух візка по рейковому шляху. Колісні пари кріпляться до боковин через з'єднувальні частини сполучення колісна парабоковина. Ці з'єднувальні частини забезпечують поперечне хитання боковин. Візок також обладнаний фрикційними гасителями коливань, установленими між надресорною балкою й боковинами. Фрикційні гасителі коливань мають дві грані, перша з яких утворює пару тертя з боковинами, а друга встановлена в гнізді надресорної балки. Перша грань і боковина утворюють пару тертя, причому в даній парі виключений стрибкоподібний рух. У парі друга грань-гніздо надресорної балки також виключений стрибкоподібний рух. Відповідно до одного аспекту, винахід являє собою пристрій, який містить качалку надставки підшипника залізничного візка. У качалці є поверхня хитання, що працює по опорній поверхні буксової щелепи боковини залізничного візка. Поверхня хитання має складний профіль кривизни, що забезпечує поздовжнє й бічне хитання. Відповідно до додаткового аспекту, винахід являє собою пристрій, у якому є качалка на опорній поверхні буксової щелепи боковини залізничного візка. У качалці є поверхня хитання, що працює по опорній поверхні надставки підшипника залізничного візка. Поверхня хитання має складний профіль кривизни, що забезпечує поздовжнє й бічне хитання. Відповідно до одного з аспектів винаходу в триелементному залізничному візку є сполучення буксові щелепи-осьовий підшипник, причому сполучення обладнане з'єднувальними частинами, що забезпечують поздовжнє й бічне хитання. Іншою додатковою особливістю даного аспекту є те, що в даному з'єднанні є сполучені поверхні, складного профілю, причому вони відрізняються профілем у поздовжньому й поперечному напрямках. Іншою особливістю є те, що сполучення містить щонайменше один хитний елемент і сполучений елемент, причому хитний елемент і сполучений елемент мають точкову пляму контакту, причому зазначений елемент, що перебуває в точковому контакті, є рухливим, перебуваючи в точковому контакті кочення зі сполученим елементом. І ще однією особливістю є те, що зазначений елемент, що перебуває в точковому контакті, є рухливим, перебуваючи в точковому контакті кочення зі сполученим елементом як у поздовжньому, так й у поперечному напрямку. І, нарешті, ще однією особливістю є те, що сполучні частини включають сідлоподібні поверхні, сполучені із коченням. 7 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Іншою особливістю є те, що з'єднувальні частини містять охоплювану поверхню з першим профілем кривизни, і охоплюючу поверхню із другим профілем кривизни, які перебувають у взаємодії хитання одна із одною, причому одна з поверхонь утворена щонайменше частиною сферичної поверхні. Іншою особливістю є те, що сполучні частини включають центральну частину, що не хитається щонайменше в одному напрямку. І ще однією особливістю є те, що відносно вертикальної осі обертання хитний поздовжній рух сполучних частин відділено від поперечного хитного руху сполучних частин за допомогою податливого при крутінні елемента. І, нарешті, ще однією особливістю є те, що з'єднувальні частини містять сполучення передачі навантаження, податливе при крутінні по вертикальній осі. І ще однією особливістю є те, що в даний вузол входить еластомерний елемент. Відповідно до одного аспекту, винахід являє собою пристрій, у якому є поворотний триелементний залізничний візок з поперечною надресорною балкою, парою розташованих у поздовжньому напрямку боковин, до яких пружно кріпиться надресорна балка і колісні пари, на які встановлюють боковини. Групи гасителів коливань встановлені між надресорною балкою й кожною з боковин. Кожна група гасителів коливань має схему компонування у вигляді прямокутника, а сполучення колісна пара-буксова щелепа боковини забезпечує поперечне хитання боковин і поздовжнє самопідрулювання колісних пар. Згідно з ще одним аспектом, винахід являє собою пристрій, у якому є залізничний візок з надресорною балкою, установленою між боковинами, колісними парами, до яких кріпляться боковини, і сполученням колісна пара-боковина, через яке боковини кріпляться до колісних пар. Сполучення боковина-колісна пара включає хитний пристрій, що забезпечує поперечне хитання боковин. Хитний пристрій містить дві – першу й другу – поверхні хитання. Щонайменше частина першої поверхні має радіус кривизни менш 30 дюймів. Сполучення боковина-колісна пара містить пристрій самопідрулювання. Однієї з особливостей, відповідно до даного аспекту, є те, що пристрій самопідрулювання має в основному лінійну характеристику відхилення / навантаження. Іншою особливістю є те, що пристрій самопідрулювання має таку характеристику відхилення / навантаження, яка змінюється залежно від вертикального навантаження на сполучення боковина-колісна пара. Ще однією особливістю є те, що характеристика відхилення / навантаження лінійно залежить від вертикального навантаження на сполучення боковина-колісна пара. Іншою особливістю є те, що пристрій самопідрулювання містить хитний елемент. І ще однією особливістю є те, що хитний елемент містить хитний елемент, що зміщується на певний кут відносно осі, спрямованої перпендикулярно боковині. Іншою особливістю є те, що пристрій самопідрулювання містить охоплюваний і охоплюючий хитні елементи, і щонайменше частина охоплюваного елемента має радіус кривизни менш 45 дюймів. І ще однією особливістю є те, що пристрій самопідрулювання містить охоплюваний і охоплюючий хитні елементи, і щонайменше частина охоплюючого елемента має радіус кривизни менш 60 дюймів. І, нарешті, ще однією особливістю є те, що пристрій самопідрулювання є самоцентрувальним. І іншою особливістю є те, що пристрій самопідрулювання зміщено відносно центрального положення. І, нарешті, ще однією особливістю є те, що пристрій самопідрулювання містить пружний елемент. Крім цього, пружний елемент містить еластомерний елемент. І ще однією особливістю є те, що пружний елемент являє собою еластомерну прокладку. Іншою особливістю є те, що пружний елемент є еластомерною прокладкою, з певною характеристикою поперечний зсув / навантаження й з певною характеристикою поздовжній зсув / навантаження, причому характеристика поперечний зсув / навантаження відрізняється від характеристики поздовжній зсув / навантаження. Іншою особливістю є те, що еластомерна прокладка має більшу жорсткість на зрушення в поперечному напрямку, ніж у поздовжньому. І, знову ж, ще однією особливістю є те, що качалка встановлюється вище еластомерної прокладки. Ще однією особливістю є те, що качалка встановлюється безпосередньо на еластомерній перехідній подушці. І, нарешті, ще однією особливістю є те, що еластомерна перехідна подушка містить інтегровану качалку. Іншою особливістю є те, що триелементний візок є візком із хитними боковинами, а пристрій самопідрулювання містить еластомерну прокладку надставки підшипника. І, нарешті, ще однією особливістю є те, що колісні пари мають осі, що з'єднують колеса між собою, осі обертання, кінцеві частини, установлювані під боковинами, і на кожній кінцевій частині перебуває пристрій самопідрулювання, чия характеристика відхилення під навантаженням відповідає щонайменше одній з характеристик, зазначених нижче: (a) лінійна характеристика від 3000 фунтів на дюйм до 10000 фунтів на дюйм поздовжнього відхилення, обмірюваного на осі обертання на кінцевій частині осі колісної пари, при прикладенні на пристрій самопідрулювання однієї восьмої від вертикального навантаження в діапазоні від 8 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 45,000 до 70,000 фунтів; (b) лінійна характеристика від 16,000 до 60,000 фунтів на дюйм поздовжнього відхилення, обмірюваного на осі обертання на кінцевій частині осі колісної пари, при 1/8 вертикального навантаження на пристрій самопідрулювання в діапазоні від 263,000 до 315,000 фунтів; (c) лінійна характеристика від 0,3 до 2 фунтів на дюйм поздовжнього відхилення, обмірюваного на осі обертання на кінцевій частині осі колісної пари на фунт вертикального навантаження, прикладеного до однієї кінцевої частини осі. Відповідно до одного аспекту, винахід являє собою пристрій, у якому є триелементний залізничний візок вантажного вагона, обладнаний пристроєм самопідрулювання, у якому пасивний пристрій підрулювання включає щонайменше одну поздовжню качалку. Відповідно до одного аспекту, винахід являє собою пристрій, у якому є триелементний залізничний візок вантажного вагона, з пасивним пристроєм самопідрулювання, причому пристрій самопідрулювання має лінійну характеристику відхилення / навантаження, і дана характеристика є функцією від вертикального навантаження на візок. Іншою додатковою особливістю відповідно до даного аспекту є те, що характеристика зсув / навантаження лінійно залежить від вертикального навантаження на візок. Іншою особливістю є те, що пристрій самопідрудювання включає кулісний механізм. Іншою особливістю є те, що кулісний механізм може зміщатися з найбільше енергетично вигідного стану під дією тягового зусилля, прикладуваного до колеса однієї з колісних пар. Ще однією особливістю є те, що характеристика відхилення / навантаження знаходиться в діапазоні від 0, 4 до 2, 0 фунтів на дюйм відхилення, обмірюваного по центру кінцевої частини осі колісної пари візка, на фунт вертикального навантаження, прикладеного до кінцевої частини осі колісної пари. Ще однією особливістю є те, що характеристика відхилення / навантаження знаходиться в діапазоні від 0,5 до 1,8 фунтів на дюйм на фунт вертикального навантаження, прикладеного до кінцевої частини колісної пари. І згідно з ще одним аспектом, винахід являє собою пристрій, у якому є триелементний залізничний візок вантажного вагона з поперечною надресорною балкою, парою боковин, установлених на протилежних кінцях надресорної балки, і пружно приєднаних до них колісних пар. Колісні пари кріпляться до боковин через вузол сполучення колісна пара-боковина. Щонайменше один із блоків сполучення боковина-колісна пара встановлюється між першим кінцем осі однієї з колісних пар, і першою буксовою щелепою першої боковини. Вузол сполучення колісна пара-боковина містить першу качалку з лінійним контактом, що забезпечує поперечне хитання першої боковини, і другу качалку з лінійним контактом, що забезпечує поздовжній зсув першої кінцевої частини осі відносно першої боковини. Особливістю, відповідно до даного аспекту, є те, що перша й друга качалки з лінійним контактом встановлюються послідовно з елементом, податливим й пружним по відношенню до крутних моментів при крутінні, що прикладені по вертикальній осі. Іншою особливістю є те, що податливий при крутінні елемент встановлюється між першою й другою качалкою з лінійним контактом, причому даний елемент має пружність по вертикальній осі. Згідно з ще одним аспектом, винахід являє собою пристрій, у якому є надставка підшипника триелементного залізничного візка вантажного вагона, причому надставка підшипника має поверхні хитання для хитного сполучення з поверхнею з'єднувальної частини буксової щелепи, і ця поверхня хитання надставки підшипника має складний профіль кривизни. Іншою особливістю, відповідно до даного аспекту, є те, що складний профіль кривизни є й на першому охоплюваному радіусі кривизни, і на другому охоплюваному радіусі кривизни, розташованому перпендикулярно першому. Іншою особливістю є те, що профіль за формою нагадує сідло. Ще однією особливістю є те, що профіль має еліпсоїдну форму. І ще однією особливістю є те, що профіль має сферичну форму. І, нарешті, згідно з ще одним аспектом, є залізничний візок з поперечною надресорною балкою. Надресорна балка має дві – першу й другу – кінцеві частини. Розташовані подовжньо перша й друга боковини пружно монтуються відповідно до першої і другої кінцевої частини надресорної балки. Боковини кріпляться до колісних пар через вузол сполучення колісна парабоковина. Між кожною кінцевою частиною балки й відповідної боковини, до якої кріпиться кінець балки, установлена прямокутна група гасителів коливань. Вузол сполучення колісна парабоковина має податливість при крутінні відносно вертикальної осі. Однією з особливостей, відповідно до даного аспекту, є те, що у візку між боковинами відсутні непідресорені поперечні елементи. Іншою особливістю є те, що боковини можуть хитатися в поперечному напрямку. І ще однією особливістю є те, що вузол сполучення боковина-колісна пара містить пристрій самопідрулювання. Відповідно до одного аспекту, винахід являє собою пристрій, у якому є залізничний візок вантажного вагона із установленими в пару боковин колісними парами, причому боковини 9 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мають буксові щелепи для кріплення колісних пар. Буксові щелепи мають буксові вирізи. До складу буксових вирізів входять упори буксового вирізу. Колісні пари обладнані надставками підшипників, які монтуються на них при установці в буксові вирізи. Буксові щелепи мають відповідні елементи гнізда буксової щелепи, здатні хитатися разом з надставкою підшипника. У конструкції візка також є елементи, які встановлюють між щелепами й надставками підшипників для утримання надставки підшипника в центральному положенні відносно опорної поверхні буксової щелепи. Відповідно до іншого аспекту, є елементи, які встановлюють між упором буксових щелеп боковини залізничного вагона та кінцевою стінкою й кутовими упорами надставки підшипника, причому даний елемент утримує надставку підшипника в положенні спокою відносно боковини. Іншою особливістю винаходу є те, що в конструкції присутнє сполучення буксова щелепаосьовий підшипник триелементного залізничного візка. Вузол сполучення має з'єднувальні частини, що забезпечують хитання в поздовжньому й поперечному напрямках, а також містить блок підшипника, на якому утворена за одне ціле з ним одна зі з'єднувальних частин з поверхнею хитання. Додатковою особливістю, відповідно до даного аспекту, є те, що блок підшипника містить поверхню хитання складного профілю кривизни. Іншою однією особливістю є те, що з'єднувальні частини містять хитні сполучні поверхні у формі сідла. І ще однією особливістю є те, що з'єднувальні частини містять сполучені між собою охоплювану поверхню з одним профілем кривизни, і сполучену охоплюючу поверхню з іншим профілем кривизни, які здатні хитатися відносно одна одної. Одна з поверхонь має щонайменше ділянку поверхні сферичної форми. І ще однією особливістю є те, що відносно вертикальної осі обертання, хитний поздовжній рух сполучних частин відділено за допомогою податливого при крутінні від поперечного хитного руху сполучних частин елемента. І, нарешті, ще однією особливістю є те, що з'єднувальні частини включають сполучення передачі навантаження, що має певну податливість при крутінні по вертикальній осі. Ще однією особливістю є те, що блок містить пружний фіксуючий елемент. Відповідно до іншого аспекту винаходу конструкція містить сполучення основа буксової щелепи-осьовий підшипник триелементного залізничного візка. Вузол сполучення має з'єднувальні частини, що забезпечують хитання в поздовжньому й поперечному напрямках, а також містить блок підшипника, на якому утворена за одне ціле з ним одна зі з'єднувальних частин з поверхнею хитання. Додатковою особливістю, відповідно до даного аспекту, є те, що блок підшипника містить поверхню хитання складного профілю кривизни. Іншою однією особливістю є те, що з'єднувальні частини містять хитні сполучені поверхні у формі сідла. Ще однією особливістю є те, що з'єднувальні частини містять охоплювану поверхню з першим профілем кривизни, і охоплюючу поверхню із другим профілем кривизни, які перебувають у хитному сполученні одна з одною, причому одна з поверхонь утворена щонайменше частиною сферичної поверхні. І ще однією особливістю є те, що відносно вертикальної осі обертання, поздовжнє хитання з'єднувальних частин відділено від поперечного хитання з'єднувальних частин з допомогою податливого при крутінні елемента. І, нарешті, ще однією особливістю є те, що з'єднувальні частини містять сполучення передачі навантаження, яке має певну податливість при крутінні по вертикальній осі. Ще однією особливістю є те, що блок містить пружний фіксуючий елемент. Відповідно до іншого аспекту винаходу, в конструкції присутнє сполучення основа буксової щелепи-осьовий підшипник триелементного залізничного візка. Вузол сполучення має хитаючі сполучені поверхні. У блок також входить підшипник, встановлюваний на кінцевій частині осі колісної пари. Підшипник має зовнішню обойму, і одна з хитних поверхонь жорстко зафіксована відносно підшипника. Згідно з ще одним аспектом винаходу, в конструкції присутній підшипник, установлюваний на кінцеву частину осі колісної пари триелементного залізничного візка. Підшипник має зовнішній елемент, установлений у такому положенні, щоб забезпечувати обертання кінцевої частини осі відносно нього, і даний зовнішній елемент має поверхню хитання для взаємодії зі сполученою поверхнею контакту кочення буксової щелепи боковини триелементного візка. Додатковою особливістю відповідно до даного аспекту є те, що вісь обертання підшипника збігається з віссю обертання осі колісної пари, і поверхня має область мінімальної радіальної відстані від центра обертання, і похідна dr/dО між областю й точками, що знаходяться далі по окружності на іншій стороні, має позитивне значення. 10 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Іншою особливістю є те, що поверхня є циліндричною. І ще однією особливістю є те, що поверхня має постійний радіус кривизни. І, нарешті, ще однією особливістю є те, що вісь циліндра паралельна осі обертання підшипника. І, нарешті, ще однією особливістю є те, що при установці на триелементний візок поверхня має положення мінімальної потенційної енергії, причому дане положення знаходиться між областями з більшою потенційною енергією. І ще однією особливістю є те, що поверхня має складний профіль кривизни. І, нарешті, ще однією особливістю є те, що поверхня має форму сідла. Іншою особливістю є те, що поверхня має певний радіус кривизни. Підшипник має вісь обертання й область мінімальної радіальної відстані від осі обертання. При цьому радіус кривизни більше мінімальної радіальної відстані. І ще однією особливістю є те, що є сполучення підшипника й опорної поверхні буксової щелепи. Іншою додатковою особливістю є те, що підшипник має вісь обертання. Одна із точок на поверхні підшипника лежить на найменшій відстані від осі обертання, чим всі інші; ця найменша відстань між віссю обертання й даною точкою позначається L. Поверхня підшипника й опорна поверхня буксової щелепи мають певні радіуси кривизни і утворюють сполучення типу охоплюваний-охоплюючий елемент. Одним з радіусів кривизни є радіус кривизни охоплюваного елемента r1. Другим радіусом кривизни є радіус кривизни охоплюючого елемента R2; r1 більше L, а R2 більше r1, причому L, r1 й R2 підкоряються формулі L-'-(rl-l-R2-') > 0. Іншою додатковою особливістю є те, що хитні поверхні забезпечують самопідрулювання. Ці й інші аспекти та особливості винаходу більш докладно пояснюються далі в докладному описі винаходу й супроводжуючих цей опис кресленнях. Короткий опис креслень. Основні ідеї винаходу стають більше зрозумілими при його розгляді в супроводі пояснювальних фігур, на яких приводяться приклади ілюстративних варіантів здійснення винаходу, або самих варіантів здійснення винаходу, що відповідають основним ідеям й аспектам винаходу; опис фігур наведений нижче: на Фіг. 1a приведена ізометрична проекція прикладу варіанта здійснення залізничного візка відповідно до аспектів даного винаходу; на Фіг. 1b показаний вигляд зверху на залізничний візок з Фіг. 1a; на Фіг. 1с показаний вигляд збоку на залізничний візок з Фіг. 1a; на Фіг. 1d приведене покомпонентне зображення частини візка, аналогічної наведеній на Фіг. 1a; на Фіг. 1e показане покомпонентне зображення в розрізі варіанта триелементного візка відмінного від Фіг. 1a, у якій гасителі коливань установлені уздовж осьових груп ресорного комплекту; на Фіг. 1f приведена ізометрична проекція прикладу варіанта здійснення залізничного візка відповідно до аспектів даного винаходу; на Фіг. 1g показаний вигляд збоку на залізничний візок з Фіг. 1f; на Фіг. 1h показаний вигляд зверху на залізничний візок з Фіг. 1f; на Фіг. 1i показана одна половина вигляду в розрізі з кінця візка з Фіг. 1f, і друга половина в розрізі по центру візка; на Фіг. 1j показана схема розташування пружин у візку по Фіг. 1f; на Фіг. 2a показаний збільшений докладний вигляд збоку на візок, аналогічний наведеним на Фіг. 1a, 1b, 1c або 1e у розрізі по сполученню буксової щелепи-надставки підшипника; на Фіг. 2b показаний бічний поперечний розріз по сполученню буксова щелепа-надставка підшипника з Фіг. 2a, у розрізі по осьовій лінії осі колісної пари; на Фіг. 2c показано поперечний розріз конструкції з Фіг. 2b при поперечному відхиленні; на Фіг. 2d показаний поздовжній розріз сполучення опорна поверхня буксової щелепинадставка підшипника по Фіг. 2a, виконаний по поздовжній площині симетрії надставки підшипника; на Фіг. 2e показаний поздовжній розріз конструкції по Фіг. 2d при поздовжньому відхиленні; На Фіг. 2f показаний докладний вигляд зверху на конструкцію по Фіг. 2a; на Фіг. 2g показаний комбінований переріз по декількох площинах надставки підшипника по Фіг. 2a, по лініях розрізу '2g-2g' Фіг. 2a; на Фіг. 3a показаний покомпонентний вигляд в ізометричній проекції варіанта сполучення буксова щелепа-надставка підшипника, відмінного від наведеного на Фіг. 2a; на Фіг. 3b показаний варіант сполучення надставка підшипника-опорна поверхня буксової щелепи, відмінного від наведеного на Фіг. 3a; на Фіг. 3c показаний вигляд у розрізі на блок з Фіг. 3b; виконаний по поздовжній вертикальній площині симетрії останнього; 11 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 на Фіг. 3d показаний комбінований докладний вигляд у розрізі блока з Фіг. 3b, виконаний по площині 3d-3d' з Фіг. 3c; на Фіг. 3е показане покомпонентне зображення варіанта здійснення сполучення буксова щелепа-надставка підшипника, відмінного від наведеного на Фіг. 3a; на Фіг. 4a показана ізометрична проекція подушки фіксатора з Фіг. 3a, вигляд зверху й збоку; на Фіг. 4b наведено вигляд зверху й позаду в ізометричній проекції на подушку фіксатора Фіг. 4a; на Фіг. 4c показаний вигляд знизу на подушку фіксатора з Фіг. 4a; на Фіг. 4d показаний вигляд спереду на подушку фіксатора з Фіг. 4a; на Фіг. 4e наведений вигляд у розрізі по площині '4e-4e' з Фіг. 4d подушки фіксатора з Фіг. 4a; на Фіг. 5 показаний варіант надресорної балки, аналогічної наведеній на Фіг. 1d, із двома рознесеними гніздами надресорної балки і вставками первинних і вторинних клинів; на Фіг. 6a наведений поперечний переріз варіанта гасителя коливань, що може використатися, наприклад, у надресорній балці візків з Фіг. 1a, 1b, 1c, 1d й 1f; на Фіг. 6b показаний гаситель коливань із Фіг. 6a зі знятими фрикційними накладками; на Фіг. 6c показаний вигляд зі зворотної сторони на фрикційні накладки гасителя коливань із Фіг. 6a; на Фіг. 7a показаний вигляд спереду на фрикційний гаситель коливань візка, застосовуваний, приміром, у варіанті на Фіг. 1a; на Фіг. 7b показаний вигляд збоку на гаситель коливань із Фіг. 7a; на Фіг. 7с показаний вигляд позаду на гаситель коливань із Фіг. 7b; на Фіг. 7d показаний вигляд зверху на гаситель коливань із Фіг. 7a; на Фіг. 7e показано вигляд у поперечному розрізі по осьовій лінії гасителя коливань із Фіг. 7a; розріз виконаний по площині '7e-7e' Фіг. 7c; на Фіг. 7f наведений вигляд у розрізі гасителя коливань по площині '7f-7f' з Фіг. 7e подушки фіксатора з Фіг. 7e; на Фіг. 7g показана ізометрична проекція варіанта гасителя коливань, відмінного від наведеного на Фіг. 7a, із фрикційними накладками на кінцях; на Фіг. 7h показана ізометрична проекція ще одного варіанта гасителя коливань, відмінного від наведеного на Фіг. 7a, із фрикційними накладками на кінцях, нанесеними "обгортанням"; на Фіг. 8a показаний покомпонентний вигляд в ізометричній проекції варіанта сполучення буксова щелепа-надставка підшипника, відмінного від наведеного на Фіг. 3a; на Фіг. 8b показана ізометрична проекція в зібраному вигляді надставки підшипника по Фіг. 8a; на Фіг. 8с показаний блок по Фіг. 8b зі знятим хитним елементом; на Фіг. 8d показаний поздовжній розріз блока по Фіг. 8b у зібраному стані; на Фіг. 8e наведений вигляд у розрізі по площині '8e-8e' з Фіг. 8d блока їхніх Фіг. 8b; на Фіг. 8f показаний поперечний розріз блока по Фіг. 8b у зібраному стані; на Фіг. 9a показаний покомпонентний вигляд в ізометричній проекції варіанта блока, відмінного від наведеного на Фіг. 3a; на Фіг. 9b показаний покомпонентний вигляд в ізометричній проекції, аналогічний вигляду на Фіг. 9a, із вказівкою блока надставки підшипника, що містить еластомерну подушку; на Фіг. 10a показаний покомпонентний вигляд в ізометричній проекції варіанта блока, відмінного від наведеного на Фіг. 3a; на Фіг. 10b показаний вигляд у перспективі збоку блока надставки підшипника з Фіг. 10a, наведеного вище; на Фіг. 10c показаний вигляд у перспективі знизу надставки підшипника з Фіг. 10b; на Фіг. 10d показаний вигляд знизу надставки підшипника по Фіг. 10b; на Фіг. 10e показаний поздовжній розріз надставки підшипника з Фіг. 10b по перетині '10e10e' з Фіг. 10d; і на Фіг. 10f показаний поперечний розріз надставки підшипника з Фіг. 10b по перетині '10f-10f з Фіг. 10d; на Фіг. 11a показаний покомпонентний вигляд надставки підшипника, наведений на Фіг. 3a; на Фіг. 11b показаний вигляд надставки підшипника з Фіг. 11a знизу й збоку; на Фіг. 11c показаний вигляд зверху надставки підшипника з Фіг. 11b; на Фіг. 11d наведений поздовжній розріз надставки підшипника з Фіг. 11с по перетині '11d11d'; на Фіг. 11e наведений поперечний розріз надставки підшипника з Фіг. 11с по перетині '11e11e'; і на Фіг. 11f показано кілька виглядів пружної подушки блока з Фіг. 11a; на Фіг. 11g показаний вигляд надставки підшипника з Фіг. 11a зверху й збоку; 12 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 на Фіг. 12a показаний покомпонентний вигляд в ізометричній проекції варіанта сполучення буксова щелепа-надставка підшипника, відмінного від наведеного на Фіг. 3a; на Фіг. 12b показаний поздовжній розріз по центрі блока з Фіг. 12а в зібраному стані; на Фіг. 12c показаний розріз по перетину '12c-12c' з Фіг. 12b; і на Фіг. 12d показаний розріз по перетину '12d-12d' з Фіг. 12b; на Фіг. 13a показаний вигляд зверху на варіант здійснення надставки підшипника й підстави буксової щелепи, що може застосовуватися в буксовій щелепі боковини, аналогічно наведеній на Фіг. 2a, у якій гніздо буксової щелепи розгорнуто для показу охоплюючої виїмки у сполученні з надставкою підшипника; на Фіг. 13b показаний вигляд збоку на надставку підшипника й гніздо по Фіг. 13a; на Фіг. 13c наведений поздовжній розріз надставки підшипника по Фіг. 13a, виконаний по перетину '13c13c' Фіг. 13d; на Фіг. 13d показаний вигляд з кінця на надставку підшипника й гніздо буксової щелепи по Фіг. 13a; на Фіг. 13e наведений поперечний розріз надставки підшипника по Фіг. 13a, виконаний по осьовій лінії осі колісної пари; на Фіг. 13f наведений перетин у поперечній площині симетрії сполучення надставки підшипника й гнізда буксової щелепи, наведеного на Фіг. 13e, з розгорнутою качалкою й деталями гнізда; на Фіг. 13g показано поперечний розріз по поздовжній площині симетрії сполучення надставки підшипника й гнізда буксової щелепи, наведеного на Фіг. 13f; на Фіг. 14a дана ізометрична проекція варіанта здійснення надставки підшипника й гнізда буксової щелепи, наведених на Фіг. 13a з повністю кривою верхньою поверхнею; на Фіг. 14b показаний вигляд збоку на надставку підшипника й гніздо по Фіг. 14a; на Фіг. 14с показаний вигляд з кінця на надставку підшипника й гніздо буксової щелепи по Фіг. 14a; на Фіг. 14d показаний поперечний розріз по поздовжній площині симетрії сполучення надставки підшипника й гнізда буксової щелепи, наведений на Фіг. 14a; на Фіг. 14e показаний поперечний розріз по поперечній площині симетрії сполучення надставки підшипника й гнізда буксової щелепи, наведений на Фіг. 14a; на Фіг. 15a наведений вигляд зверху на варіант здійснення надставки підшипника й розгорнутий вигляд на варіант охоплюючого гнізда буксової щелепи, наведений на Фіг. 13a; на Фіг. 15b показаний поздовжній переріз надставки підшипника з Фіг. 15a; на Фіг. 15с показаний вигляд з кінця на надставку підшипника й гніздо по Фіг. 15a; на Фіг. 16a показана ізометрична проекція ще одного варіанта здійснення сполучення надставки підшипника й гнізда з Фіг. 13a, у якому робочі поверхні надставки підшипника й гнізда буксової щелепи мають форму сідла; на Фіг. 16d показаний вигляд з кінця на надставку підшипника й гніздо буксової щелепи по Фіг. 16a; На Фіг. 16с показаний вигляд збоку на надставку підшипника й гніздо буксової щелепи по Фіг. 16a; на Фіг. 16d показаний поперечний розріз надставки підшипника й гнізда буксової щелепи по Фіг. 16a; на Фіг. 16е показаний поздовжній розріз надставки підшипника й гнізда буксової щелепи по Фіг. 16a; на Фіг. 16f показаний поперечний розріз сполучення надставки підшипника й гнізда буксової щелепи з розгорнутими елементами, як показано на Фіг. 16a; на Фіг. 16g показаний поздовжній розріз сполучення надставки підшипника й гнізда буксової щелепи по Фіг. 16f; на Фіг. 17a показано покомпонентний вигляд збоку на ще один варіант сполучення надставки підшипника й гнізда, наведений на Фіг. 13a, у якому є пара циліндричних хитних елементів і шарнірне з'єднання між ними; на Фіг. 17b показаний покомпонентний вигляд з кінця на надставку підшипника й гніздо буксової щелепи по Фіг. 17a; на Фіг. 17с показаний поперечний розріз сполучення надставки підшипника й гнізда буксової щелепи, наведений на Фіг. 17a у зібраному стані, виконаний по поздовжній осьовій лінії; на Фіг. 17d показаний поперечний розріз сполучення надставки підшипника й гнізда буксової щелепи, наведений на Фіг. 17a у зібраному стані, виконаний по поперечній осьовій лінії; на Фіг. 17e показані можливі переміщення у вузлі по Фіг. 17a; 13 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 на Фіг. 18a приведений покомпонентний вигляд варіанта здійснення сполучення надставки підшипника й гнізда буксової щелепи, наведених на Фіг. 17a, у якому є еластомерний проміжний елемент; на Фіг. 18b показаний покомпонентний вигляд у розрізі на блок з Фіг. 18a; на Фіг. 19a показаний вигляд збоку на варіант вузла з Фіг. 13a або 16a, у якому застосовується еластомерна рухлива подушка й хитна в поперечному напрямку качалка; на Фіг. 19e наведений поперечний розріз вузла по Фіг. 19a, виконаний по осьовій лінії осі колісної пари; на Фіг. 19с для вузла, наведеного на Фіг. 19a, показаний поперечний розріз по поздовжній площині симетрії надставки підшипника; на Фіг. 19d показаний вигляд у розрізі зверху вузла з Фіг. 19a, причому розріз виконаний по східчастому перетину, позначеному '19d-19d'; на Фіг. 19e наведений вигляд з кінця на варіант качалки, наведеної на Фіг. 19a, у якій застосовується еластомерна подушка; на Фіг. 19f показаний вигляд у перспективі варіант подушки по Фіг. 19e; на Фіг. 20a показаний вигляд надставки підшипника, використовуваної у вузлі по Фіг. 19a; на Фіг. 20b показаний вигляд зверху на надставку підшипника по Фіг. 20a; на Фіг. 20с показаний поздовжній переріз надставки підшипника по Фіг. 20a; на Фіг. 21a наведена ізометрична проекція подушки надставки з вузла по Фіг. 19a; на Фіг. 21b показаний вигляд зверху на надставку підшипника по Фіг. 21a; на Фіг. 21c наведений вигляд збоку на подушку підстави по Фіг. 21a; на Фіг. 21с показана половина поздовжнього перерізу надставки підшипника по Фіг. 21a; на Фіг. 21е наведена ізометрична проекція качалки, застосовуваної із прокладкою надставки по Фіг. 21a; на Фіг. 21f показаний вигляд зверху на качалку з Фіг. 21a; на Фіг. 21g показаний вигляд з кінця на качалку по Фіг. 21a; на Фіг. 22a наведений вигляд з кінця на варіант сполучення колісна пара-буксова щелепа, наведеного на Фіг. 2a, у якому присутні прилягаючі дугасті елементи, що хитаються у двох напрямках, причому один з них є зовнішньою частиною підшипника; на Фіг. 22b наведений поперечний розріз вузла з Фіг. 22a по площині '22b-22b' Фіг. 22a; на Фіг. 22c наведений поперечний розріз вузла по Фіг. 22a, якщо дивитися в напрямку, позначеним стрілкою '22c-22c' на фіг. 22b; на Фіг. 23a наведений вигляд з кінця на варіант вузла по Фіг. 22a, у який входить хитний в одному напрямку (вперед / назад) хитний елемент; на Фіг. 23b наведений поперечний переріз по площині '23b-23b' по Фіг. 23a; на Фіг. 24a наведена ізометрична проекція варіанта триелементного візка, відмінного від наведеного на Фіг. 1a; на Фіг. 24b показаний вигляд збоку на триелементний візок з Фіг. 24a; на Фіг. 24з показаний вигляд зверху на половину триелементного візка з Фіг. 24a; на Фіг. 24d наведений частковий розріз візка з Фіг. 24b, виконаний по площині '24d-24d'; на Фіг. 24e наведена часткова ізометрична проекція надресорної балки триелементного візка з Фіг. 24a, а також виділені гнізда фрикційних гасителів коливань; на Фіг. 24f наведена силова схема розташування по чотирьох кутах гасителів коливань, таких як, наприклад, у візку на Фіг. 1a, 1f й 24a; на Фіг. 25a наведений вигляд збоку на варіант триелементного візка, відмінний від наведеного на Фіг. 24a; на Фіг. 25b показаний вигляд зверху на половину триелементного візка з Фіг. 25a; і на Фіг. 25c наведений частковий розріз візка з Фіг. 25a, виконаний по площині '25c-25c'; на Фіг. 25d наведена покомпонентна ізометрична проекція надресорної балки й боковини з Фіг. 25a, у яких є працюючі в горизонтальній площині гасителі коливань із пружинним приводом зі зниженою схильністю до стрибкоподібного руху; на Фіг. 26a показаний варіант надресорної балки з Фіг. 24e, зі збільшеним удвічі гніздом гасителів коливань для установки великого одиночного клина зі звареною вставкою; на Фіг. 26b наведений варіант подвійного клина для надресорної балки по Фіг. 26a; на Фіг. 27a наведений варіант надресорної балки, аналогічний наведеному на Фіг. 5, але з рознімними клинами; на Фіг. 27b показана надресорна балка, аналогічна наведеної на Фіг. 24a, у якій гніздо під клини має первинний і вторинний кути, і в якій застосовуються розрізні клини; на Фіг. 27с наведений варіант східчастого клина для надресорної балки по Фіг. 27b; 14 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 на Фіг. 28a наведений варіант надресорної балки й клинів, відмінний від наведеного на Фіг. 17b, із вторинними кутами клинів; і на Фіг. 28b наведений варіант східчастого клина для надресорної балки по Фіг. 28b. Докладний опис винаходу. Винахід і варіанти його здійснення описуються в даному розділі за допомогою прикладів, або опису окремих варіантів здійснення винаходу, що відповідають положенням даного винаходу. Зазначені приклади приводяться з метою роз'яснення положень винаходу і в жодному разі не обмежують ці положення. В описі однакові деталі позначені однаковими номерами по всьому розділу й по всіх кресленнях. Креслення не завжди наведені в масштабі, а в деяких прикладах і зовсім гіперболізовані, якщо це допомагає чітко викласти особливості винаходу. З метою єдності номенклатури й виключення помилок в орієнтації для кожного залізничного візка, описуваного в даному розділі, прийнято, що поздовжній напрямок збігається з напрямком руху вагона, або модуля залізничного вагона, у випадку, якщо він перебуває на маневровому (тобто, прямому) шляху. У випадку, якщо залізничний вагон має хребтову балку, поздовжній напрямок визначається як паралельне хребтовій балці, і паралельне нижньому рамному брусу, якщо такий є. Якщо не зазначене інше, при вказівці вертикального напрямку, вверх або вниз, як точка відліку використовується верх полотна рейки (TOR). Термін "поперечний", або "зовні поперечний" належить до відстані або орієнтації відносно поздовжньої осьової лінії вагона, або модуля. Термін "внутрішньо поперечний", або "зовні поздовжній" описує відстані відносно середини прольоту поперечного перерізу вагона або модуля. Під поздовжнім рухом розуміється кутове переміщення вагона по горизонтальній осі, перпендикулярної поздовжньому напрямку. Під рисканням розуміється кутове переміщення вагона відносно вертикальної осі. Під креном розуміється кутове переміщення відносно поздовжньої осі. Даний опис належить до візків залізничних вагонів і деталей візків. Декілька стандартних AAR типорозмірів вагонів наведені на сторінці 711 Енциклопедії вагонів і локомотивів (1997). Відповідно до цього документа, для одного вагона із двома візками, навантаження на візок в "40 тонн" відповідає максимальній масі-брутто вагона (GWR) в 142000 фунтів. Аналогічно, "50 тонн" відповідає 177000 фунтам, "70 тонн" - 220000 фунтам, і "100 тонн" - 263000 фунтам, і, нарешті, "125 тонн" відповідає 315000 фунтам. У кожному випадку граничне навантаження на візок дорівнює половині максимальній масі-брутто. Два інших типи - це візок з навантаженням "110 тонн" для вагонів з GWR рівним 286 000 фунтів, і "70 тонн спеціальний" низькопрофільний візок, іноді застосований у вагонах для перевезення легкових автомобілів. Як допущення, прийняте, що залізничні візки, описувані в даному документі, мають як поздовжню, так і поперечну осі симетрії, тобто опис однієї половини також рівносильний й для іншої, зрозуміло, з обліком ліво- і правобічних деталей. Це належить до фрикційних гасителів коливань залізничних візків і множинних систем фрикційних гасителів коливань. Існують кілька варіантів компонування гасителів коливань, деякі з яких наведені на сторінках 715-716 Енциклопедії вагонів і локомотивів (1997) (як посилання зазначені номери сторінок). Подвійне компонування гасителів коливань описане в патентній заявці США видання № US 2003/0041772Al, 6 березня 2003, що називається "Залізничні вантажні вагони з амортизованою підвіскою", і також використовуваної в даному документі як посилання. Кожна компоновочна схема гасителів коливань, наведена в патентах 715-716 Енциклопедії вагонів і локомотивів (1997), може бути змінена для реалізації чотирикутного подвійного компонування гасителів (внутрішні й зовнішні гасителі коливань) відповідно до положень дійсного винаходу. Клини гасителів коливань також описуються в даному документі. Відповідно до загальноприйнятої термінології, клини встановлюються в скошені "гнізда надресорної балки", виконані наприкінці надресорної балки. У поперечному перерізі кожен клин може мати трикутну форму, причому одна із граней трикутника може бути, або може мати, опорну поверхню, друга грань, що може бути, перебуває знизу, утворює гніздо ресорного комплекту, а третя грань є похилою стороною, або гіпотенузою, між двома зазначеними гранями. Перша грань може мати в основному плоску опорну поверхню для вертикального переміщення по прилягаючій опорній поверхні однієї зі стійок боковини. Друга грань поверхні може не бути такою, а замість цього може мати гніздо для установки верхнього кінця пружин ресорного комплекту. Хоча третя грань (гіпотенуза) може бути в основному плоскою, вона може бути злегка циліндричною, з радіусом кривизни близько 60". Циліндрична частина може розташовуватися як уздовж, так і поперек похилої поверхні. Кінцеві поверхні клинів можуть бути плоскими, і на них може бути нанесене 15 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 покриття, виконана обробка поверхні, установлені фрикційні накладки або подушки для м'якого переміщення відносно гнізда надресорної балки, або відносно прилягаючої сторони іншого незалежного рухливого клина, у випадку наявності таких. При експлуатації вагона боковини можуть обертатися з невеликою кутовою амплітудою відносно кінцевої частини надресорної балки для забезпечення вирівнювання навантаження між колесами. Округла частина похилої грані гасителя коливань допускає такий рух шляхом хитання гасителя коливань відносно загальної похилої грані гнізда надресорної балки, тоді як плоска опорна поверхня залишається в незмінному поверхневому контакті з робочою поверхнею стійки боковини. Хоча похила грань може мати деяку циліндричну частину, при описі вона буде згадуватися як похила грань або гіпотенуза і буде вважатися приблизно плоскою. Відповідно до використовуваної в документі термінології, клини мають первинний кут α, який є кутом між (a) похилою гранню гнізда гасителя коливань, установлюваного на надресорну балку, і (b) поверхнею стійки боковини, якщо дивитися з кінця надресорної балки у бік центра візка. У деяких варіантах здійснення винаходу, можна виділити вторинний кут у площині кута α, а саме, площина, перпендикулярна вертикальній поздовжній площині (не похилої) боковини, відхилена від вертикалі на первинний кут. Тобто ця площина паралельна (не нахиленій) горизонтальній осі надресорної балки, якщо дивитися уздовж задньої сторони (гіпотенузи) гасителя коливань. Вторинний кут В визначається як поперечний передній кут, якщо дивитися на гаситель коливань паралельно площині кута α. При відповідних реакціях підвіски при переміщенні по рейковому шляху, сили на клинах, що діють на вторинний кут В намагаються перемістити гаситель коливань або всередину, або назовні, залежно від вибраного кута. Загальний опис особливостей візка. На Фіг. 1a й 1f наведені приклади візків 20 й 22, що є варіантами реалізації аспектів винаходу. Візки 20 й 22 по Фіг. 1a й 1f можуть мати однакові, або подібні, характеристики й аналогічну конструкцію, і при цьому можуть відрізнятися по довжині маятника, твердості пружин, колісній базі, ширині й висоті прорізу боковини й схемі компонування гасителів коливань. Тобто візок 20 по Фіг. 1f може мати більш довгу колісну базу (від 73 дюймів до 86 дюймів, найбільше ймовірно 80-84 дюйми для візка 20, у відмінності від колісної бази в 63-73 дюймів для візка 22), крім цього основний ресорний комплект може мати меншу твердість, і нарешті, можлива наявність групи гасителів коливань, що утворюють прямокутник, причому клинові гасителі коливань можуть мати різні первинні й вторинні кути. У візку 20 може застосовуватися схема компонування ресорного комплекту 5 × 3, тоді як у візку 22 може застосовуватися схема 3 × 3. Обидва візки придатні для застосування у багатьох різних використаннях, причому візок 20 більше підходить для перевезення відносно об'ємних матеріалів з низькою щільністю, як наприклад автомобілі або споживчі товари, тоді як візок 22 більше підходить для перевезення у вантажних вагонах щільних промислових напівфабрикатів, таких як рулони паперу. Втім, можливе перенесення характеристик одного типу візків на інший тип, тому приведення в прикладах зазначених особливостей дано тільки лише для ілюстрації того, наскільки широкий діапазон типів візків. Незважаючи на різницю в розмірах, подібні по призначенню деталі позначаються однаковими номерами. Візки 20 й 22 симетричні відносно як поздовжньої, так і поперечної, або бічної, осьової лінії. В кожному випадку, коли згадується такий елемент як боковина, варто пам'ятати, що візок має дві боковини, і отже, два ресорних комплекти, і так далі. Кожний з візків 20 й 22 має надресорну балку 24 і боковини 26. Кожна боковина 26 має прямокутний проріз 28, у якому розміщається один з кінців 30 надресорної балки 24. Верхня границя прорізу 28 задана аркою боковини, або елементом, що працює на стиск, у даному випадку - верхній елемент 32 пояса, а нижня границя прорізу 28 задана елементом, що працює на розтягання, у даному випадку – нижнім елементом 34 пояса. Передня й задня вертикальні частини прорізу 28 утворені стійками 36 боковини. Кінцеві частини елемента розтягання вигнуті й з'єднуються з елементом стиску. На кожному кінці вигнутих кінцевих частин боковини 26 знаходяться сполучні частини буксових щелеп або гнізда 38 буксової щелепи. Кожна сполучна частина 38 уміщає верхню сполучну частину, під якою розуміється качалка або гніздо, про що розказано нижче. Верхня сполучна частина поза залежністю від того, яка вона по конструкції, позначена номером 40. Зі сполучною частиною 40 взаємодіє відповідна сполучна частина 42 верхньої поверхні надставки 44 підшипника. Надставка 44 підшипника включає підшипник 46, установлюваний на одному кінці однієї з осей осі 48 візка поблизу одного з коліс 50. Сполучна частина 40 розташовується на передній і задній буксових щелепах 38, причому сполучна частина 40 вирівняна в поздовжньому напрямку так, що боковина здатна хитатися вбік від напрямку переміщення візка. 16 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Більш докладно про сполучні з'єднувальні частини 40 й 42 розказано нижче. Взаємодія між з'єднувальними частинами визначає підсумкова взаємодія між кінцевою частиною осі колісної пари й буксовою щелепою. Тобто, характер взаємодії деталей визначається ступенем свободи кінцевої частини осі відносно буксової щелепи, що реалізується через застосування динамічного сполучення у вузлі, а саме сполучення колісна пара-боковина, у яке входить підшипник, надставка підшипника, еластомерна подушка (в одному з варіантів), качалка (в одному з варіантів), гніздо буксової щелепи, установлюване усередині буксової щелепи. Нижче описуються кілька різних варіантів здійснення сполучення колісна пара-боковина. Оскільки підшипник 46 має один ступінь свободи, а саме обертання відносно осі вала колісної пари, при розгляді можна сфокусуватися на сполученні підшипника й гнізда буксової щелепи, або сполученні надставка підшипника / гніздо буксової щелепи. У даному документі під позиціями 40 й 42 розуміється характерний вузол надставки підшипника й гнізда буксової щелепи, що визначає сполучення між п'ятою буксової щелепи й надставкою підшипника, і шість ступенів свободи, наявних у даному сполученні, а саме вертикальне, поздовжнє й поперечне переміщення (тобто переміщення по осях z, x й y), а також хитання, кочення й обертання (тобто обертовий рух по осях y, x і z відповідно) як відповідна реакція на динамічні зміни. Нижній пояс або елемент розтягання боковини 26 може бути обладнаний коритом або нижнім гніздом 52 пружини, що жорстко встановлюється на нього. Хоча візки 22 можуть мати непідресорені поперечні зв'язки, реалізовані або через поперечку, або поперечні бруси, і в цьому випадку візок 22 являє собою "поворотний" візок з поперечкою або іншими поперечними зв'язками, нижня хитна опора гнізда 52 пружини може встановлюватися на качалці, що забезпечує поперечне хитання відносно боковини 26. Гніздо 52 пружини може мати опорні зуби для фіксації пружин 54 або ресорного комплекту 56, будь то бобишки, виступи або / й кільцеві захоплення, для запобігання зриву нижніх частин пружин. Ресорний комплект, або набір пружин 56 установлюється між віддаленим кінцем 30 надресорної балки 24 і гніздом пружини 52, і затискається під дією ваги корпуса вагона й вантажу, що діє на нього через надресорну балку 24, що знаходиться зверху. Надресорна балка 24 має подвійні внутрішні й зовнішні гнізда 60, 62 на кожній стороні зовнішнього краю балки (тобто, всього 8 гнізд на балку, по 4 з кожного кінця). У гніздах балки 60, розміщаються 62 передні й задні пари клинів перших і других, внутрішніх і зовнішніх поперечних фрикційних гасителів коливань 64, 66 й 68, 70 відповідно. Кожне гніздо балки 60, 62 має похилу поверхню або гніздо 72 гасителя коливань, що сполучається з нахиленою аналогічним чином гіпотенузою 74 клина гасителів коливань 64, 66, 68 й 70. Кожен клин 64, 66 опирається на першу внутрішню кутову пружину 76, 78, а клини 68, 70 опираються на другу зовнішню кутову пружину 80, 82. Похилі грані 74 клинів 64, 66 й 68, 70 упираються в похилі поверхні відповідних гнізд 72. Пружини 96 у середній частині комплекту знаходяться знизу площадки 98, розташованої між гніздами 60 й 62 надресорної балки. Верхні кінці центрального ряду пружин 100 упираються в основну центральну частину 102 кінця надресорної балки 24. У даному чотирикутнику кожен гаситель коливань підпружинений однією із пружин ресорного комплекту. Статичний стиск пружин під вагою корпуса вагона й вантажу навантажує пружини й притискає гаситель коливань до скосу гнізда надресорної балки, і, відповідно, збільшує тертя з робочою поверхнею боковини. Фрикційне гасіння коливань працює, коли вертикальні поверхні ковзання 90 клинів 64, 66 й 68, 70 фрикційних гасителів коливань ковзають нагору й униз по фрикційних накладках 92, установленим на внутрішніх поверхнях стійок 36 боковини. До деякої міри, кінетична енергія через тертя перетвориться в тепло. І також за рахунок тертя амортизується переміщення надресорної балки відносно боковин. Коли поперечні нерівності рейкового шляху передаються на колеса 50, жостка вісь 48 викликає відхилення боковин 26 у тому самому напрямку. Тобто реакцією боковин 26 є хитання, подібно маятнику, на верхніх качалках. Вага маятника й реактивна сила, що виникає внаслідок стиску пружин, намагається повернути боковини в їхнє початкове положення. Схильність до гармонійних коливань внаслідок нерівностей шляху амортизується тертям гасителів коливань по фрикційних накладках 92. У порівнянні з надресорною балкою з одиночними гасителями коливань, як наприклад установлювані по осьовій лінії боковини, як показано на Фіг. 1e, використання здвоєних гасителів коливань, як наприклад рознесені пари гасителів коливань 64, 68, забезпечує більше плече моменту, що визначається розміром "2M" на Фіг. 1d, у плані стійкості до паралелограмоподібної деформації візка 22. Використання здвоєних гасителів коливань забезпечує більшу поворотну силу, що вирівнює, під дією якої візок повертається у вихідне прямокутне положення, ніж застосування одиночних гасителів коливань із установленим нахилом внаслідок того, що сила, яка вирівнює, збільшується разом з ростом деформації. Тобто, при паралелограмоподібній деформації, забіганні, різниця стиску діагональної пари 17 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 пружин (наприклад, найбільше помітно можуть бути стислі внутрішня пружина 76 і зовнішня пружина 82) відносно іншої діагональної пари пружин (наприклад, менш помітні, ніж пружини 76 й 82 можуть бути стиснуті внутрішня пружина 78 і зовнішня 80) забезпечує поворотну пару моментів, що діють на фрикційні накладки боковин. Ця пара моментів прагне повернути боковину в напрямку, що забезпечує прямокутне положення візка (тобто, у положення, в якому надресорна балка перпендикулярна боковині). Таким чином, видно, що візок має певну гнучкість, і при його деформації гасителі коливань працюють як зміщені елементи між надресорною балкою й боковинами для зняття деформації по типу паралелограма, забіганню, деформації боковин відносно надресорної балки й прагнуть привести візок у вихідне положення. Наведене вище пояснення належить до візків 20 й 22, кожний з яких має ресорний комплект із трьома рядами пружин, між стійками боковин. Пара поворотних моментів гасителя коливань у формі прямокутника може бути пояснена подібним чином і для візків із двома рядами пружин у ресорному комплекті, як наприклад візок 400 з Фіг. 14a-14e. Для наочності нормальна сила на поверхні тертя будь-якого гасителя коливань може бути представлена як поле тиску, чия дія може бути приблизно представлена через зосереджене навантаження, що діє на середню точку поля тиску, і чия величина дорівнює загальному значенню поля тиску по його площі. Центр даної розподіленої сили, що діє на внутрішні поверхні тертя клина 440, що прилягає до стійки 428, може бути визначений як зосереджене навантаження, зміщене в поперечному напрямку відносно діагонально зовнішньої поверхні тертя 443, що прилягає до стійки 430, на відстань, рівну подвоєному розміру 'L', показаному на ескізі 1k. У прикладі на Фіг. 14a ця відстань 2L дорівнює приблизно повному діаметру витка більшої пружини в ресорному комплекті. Поворотний момент у такому випадку дорівнює MR =[(Fl+F3)-(F2+F4)] L. Також цю формулу можна записати в наступному вигляді: MR=4k, Tan (c) Tan(O) L, де A - первинний кут гасителя коливань (як описується в даному документі), а dke - вертикальна твердість витка пружини, на яку опирається гаситель коливань. При будь-якій схемі розташування пружин у ресорному комплекті, будь-то 2 × 4, 3 × 3, 3 × 2, 3 або 3 × 5, гасителі коливань можуть бути встановлені у формі прямокутника. На частину сили стиску пружини, що впливає на клини гасителя коливань, може припадати 25-50 % для пружин рівної твердості. Якщо ж пружини мають різну твердість, ця частина сили знаходиться в діапазоні 20-35 %. Групи витків можуть мати різну твердість, у випадку якщо внутрішні витки є на одних пружинах, але відсутні на інших, або якщо використаються пружини, що відрізняються по твердості. З погляду авторів даного винаходу, може скластися така ситуація, що прагнення зберегти прямокутну форму по сполученню надресорна балка-боковина (тобто за допомогою застосування утворюючих прямокутник гасителів коливань) може привести до зниження стійкості в збереженні перпендикулярності по сполученню буксова щелепа-вісь колісної пари. Це, у свою чергу, забезпечує можливість застосувати пружне сполучення осі (відносно вертикальної осі) і буксової щелепи, і в такий спосіб реалізується самопідрулювання. Опорна плита, тобто фрикційна накладка 92 (Фіг. 1a) набагато ширше товщини боковин, якщо вимірювати, наприклад, на буксових щелепах, і може бути навіть більше широкої, ніж прийняте повсюдно. Ця додаткова ширина відповідає додатковій сумарній ширині прольоту гасителя коливань, обмірюваному між парою гасителів, плюс зазначене вище поперечне переміщення, що зазвичай становить 1 1/2 (+/-) дюймів поперечного переміщення надресорної балки відносно боковини в одну й в іншу сторону від центрального положення. Таким чином, замість ширини, рівній одному витку плюс припуск на переміщення, накладка 92 може мати ширину в три витки плюс припуск на установку в розмірі 1 1/2 (+/-) дюймів в одну зі сторін відносно загальної подвоєної амплітуди переміщення, рівній 3" (+/-). Надресорна балка 24 зсередини й зовні має спеціальні виступи 106, 108 відповідно, які обмежують поперечне переміщення надресорної балки 24 відносно стійок 36 боковин. Допуск на таке переміщення може лежати в діапазоні від (+/-) 1 1/8 до 1 3/4 дюйма, а саме переміщення перебуває в діапазоні від 1 3/16 до 1 9/16 дюйма, і може бути настроєна, наприклад, на 1 1/2 або 1 1/4 дюйма поперечного переміщення від нейтрального положення, у якому боковина перебуває вертикально. Нижні кінці пружин усього ресорного комплекту, зазвичай позначувані 58, перебувають у нижніх гніздах 52 пружин. Нижні гнізда 52 пружин можуть бути представлені як жолоб зі спрямованими вверх прямокутними кромками. Хоча у візку 22 застосовується ресорний комплект за схемою 3 × 3, даний опис стосується всього різноманіття схем компонування. А саме: 3 × 5, 2 × 4, 3 × 2 х 3 або 2 × 3 х 2, або якінебудь інші, і в схему компонування може входити гідравлічний амортизатор, або ж, згідно 18 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 передбачуваному застосуванню візка можуть використовуватися інші варіанти компонування пружин. Фіг. 2a-2g Поверхня хитного сполучення надставки підшипника може мати форму склепіння, або утворювати ввігнуту поверхню, аналогічно візку з хитними боковинами, у якому контакт кочення качалки забезпечує поперечне хитання боковини. Сполучення надставки підшипник-гніздо буксової щелепи може також мати кілька профілів кривизни (передній й задній), і дане склепіння або порожнина, при певному вертикальному навантаженні, робить більш-менш лінійний опір відхиленню в поздовжньому напрямку, аналогічно дії пружин або еластомерної подушки. Для поверхонь, що знаходяться у контакті кочення й мають складні профілі кривизни (тобто, що відрізняються по профілях кривизни у двох напрямках), описуваних у даному документі, вертикальна твердість може бути прийнята нескінченною (тобто жорсткість, що має дуже високі значення, у порівнянні із жорсткістю інших елементів); поздовжня жорсткість при розгляді передачі навантаження в точці контакту також може бути прийнята нескінченною, при допущенні, що поверхні не прослизають; поперечна жорсткість при розгляді передачі навантаження в точці контакту також може бути прийнята нескінченною, при допущенні, знову ж, що поверхні не прослизають; жорсткість на обертання відносно вертикальної осі може бути прийнята рівною нулю або приблизно нулю. На відміну від останнього параметру, кутова твердість по поздовжній і поперечній осях відмінна від нуля. Поперечна кутова твердість найбільше помітно впливає на еквівалентну жорсткість маятника. Жорсткість маятника прямо пропорційна вазі маятника. Аналогічно, опір на колесах вагона, і зношування рейкового шляху є функціями ваги, що прикладений до коліс. Із цієї причини необхідність і вигода від самопідрулювання буде найбільшою для повністю навантаженого вагона, і зберігається загальна закономірність між вагою, що прикладають до коліс, і збільшенням твердості механізму самопідрулювання з ростом навантаження. Характеристики візка можуть варіюватися зі зміною параметрів тертя поверхонь гасителів коливань. Звичайні гасителі коливань характеризуються коефіцієнтам динамічного й статичного тертя, які досить помітно розрізняються, викликаючи стрибкоподібне переміщення, що є шкідливим. І у зв'язку із цим, переважно сполучати застосування самопідрулювання із застосуванням гасителів коливань зі зниженою схильністю до стрибкоподібної роботи. Більше того, хоча надставки підшипника можуть виготовлятися з відносно дешевих матеріалів, таких як чавун, у деяких варіантах здійснення винаходу для виготовлення качалки використаються вставки з інших матеріалів. І нарешті, переважно застосовувати елементи, які забезпечують центрування качалки при установці, і які також забезпечують допоміжну юстировку, при якій початковим робочим положенням качалки є найбільш енергетично вигідне положення. На Фіг. 2a-2g наведені варіанти здійснення блока надставки підшипника й гнізд буксової щелепи. Надставка 44 підшипника має нижню частину 112, у якій знизу розміщується підшипник 46, який, у свою чергу, монтується на кінці вала, а саме осі 48. Надставка 44 підшипника має також верхню частину 114, через яку по центру проходить виступаюча вверх сполучна частина у вигляді охоплюваної частини 116 надставки підшипника. Сполучна з нею з'єднувальна частина у вигляді охоплюючої частини 118 гнізда качалки жорстко встановлена в склепінні 120 буксової щелепи. Поперечні виступи 122 знаходиться по центру відносно склепіння 120 буксової щелепи. Верхня з'єднувальна частина 40, якого б типу вона не була, має корпус, що може мати форму плити 126, з поперечними краями у вигляді загнутих вверх лапок або язичків, або хвостовиків 124, розділених прорізом, які надійно фіксують виступи 122 вище з'єднувальної частини 40 у такому положенні, щоб тильна сторона плити 126 з'єднувальної частини 40 упиралася в плоску, що передає навантаження, поверхню склепіння 120. Верхня з'єднувальна частина 40 може являти собою з'єднувальну частину гнізда буксової щелепи із охоплюючою опорною з виїмкою поверхнею, а саме частиною 118. Як показано на Фіг. 2g при установці боковин на колісні пари, кінцеві поглиблення або канали 128, що перебувають між кутовими опорами 132 надставки підшипника, установлюються між відповідними буксовими щелепами 130 боковин. У зібраному стані надставка 44 підшипника, таким чином, утримується на місці охоплюваною й охоплюючою частинами (116 й 118) сполучення надставки. Охоплювана частина 116 (Фіг. 2d) має форму направленої вверх поверхні 142, що характеризується першим радіусом кривизни r, що забезпечує хитання в поздовжньому напрямку, і другий радіус кривизни z (Фіг. 2c), що забезпечує хитання (тобто хитний рух боковин) у поперечному напрямку. Аналогічно, у загальному випадку, охоплююча частина 118 має поверхню з першим радіусом кривизни R у поздовжньому напрямку, і другий радіус кривизни R2 у поперечному напрямку. З'єднання r1 з R1 забезпечує хитний рух у поздовжньому 19 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 напрямку, причому опір хитанню пропорційний вазі, прикладеній до колеса. Тобто опір кутовому відхиленню пропорційний вазі, а не є константою пружини. За допомогою цього реалізується пасивне самопідрулювання, як на порожньому, так і на повністю навантаженому вагоні. Така взаємодія показана на Фіг. 2d й 2e. На Фіг. 2d показане центральне, невідхилене положення, або положення спокою подовжньо хитних елементів. На Фіг. 2e показані хитні елементи в стані максимального поздовжнього відхилення. На Фіг. 2d показаний локальний стан з мінімальною потенційною енергією системи. На Фіг. 2e показана система з підвищеною потенційною енергією внаслідок здійснення роботи силою F, що діє в поздовжньому напрямку в горизонтальній площині через центр осі й підшипника Cв, що прагне викликати збільшення висоти буксової щелепи. Інакше кажучи, через те, що вісь відхилена силоміць, хитне з'єднання прагне підняти вагон, і отже, збільшує його потенційну енергію. Граничне значення переміщення в поздовжньому напрямку досягається, коли кінцева поверхня 134 надставки 44 підшипника, що перебуває між кутовими упорами 132, торкається одного або другого обмежувального упору 136 упорних блоків буксових щелеп 130. У загальному випадку це відхилення може бути вимірено або по кутовому зсуві осьової лінії осі 01, або по кутовому зсуву точки контакту качалки на радіусі r1, позначеному цифрою 92. Кінцева поверхня 134 надставки 44 підшипника є плоскою, і відхилена на кут iq від вертикалі. Як показано на Фіг. 2g, упорна поверхня 136 може мати круглу циліндричну дугу з основною віссю циліндра, спрямованою по вертикалі. Типовий максимальний радіус R3 даної поверхні дорівнює 34 дюймам. Коли надставка 44 підшипника повністю відхилена на кут t, кінцева поверхня 134 повинна торкнутися упорної поверхні 136 з утворенням лінійного контакту. Коли це відбувається, подальше поздовжнє хитання охоплюваної поверхні (частини 116) відносно охоплюючої поверхні (частини 118) неможливо. У такий спосіб буксові щелепи 130 обмежують відхилення надставки 44 підшипника. Типовий діапазон значень кута iq становить близько 3 кутових градусів. Типове максимальне значення може знаходитися в діапазоні біля +/- 3/16 дюйма в будь-яку сторону від вертикалі, тобто від стану спокою. Аналогічно, як показано на Фіг. 2b й 2c, сполучення r2 йR2 забезпечує поперечне хитання, аналогічно візку з колисковим підвішуванням. На Фіг. 2b показане центральне положення, положення з мінімальною потенційною енергією поперечної системи хитання. На Фіг. 2c показана та ж система у відхиленому стані. У даному прикладі 82 приблизно дорівнює (LpendUlum-r2) Sing, де Sin для малих кутів приблизно дорівнює zp. Lpendulum може бути розрахована як різниця в стані спокою між висотами центра нижнього гнізда пружин 52 і сполученням між охоплюваною й охоплюючою частинами 116 й 118. При прикладенні поперечної сили до підп'ятника надресорної балки, сила реакції виникає тільки по суті на сполучення коліс із рейками. Поперечне зусилля передається від надресорної балки на основні ресорні комплекти, і потім перетвориться в поперечне зусилля в гніздах пружин, що прагне відхилити низ маятника. Сила реакції віддається на надставку підшипника, і отже, на верхню частину маятника. Маятник відхилиться в положення, у якому вага маятника, помножена на плече моменту відхиленого маятника, буде достатньою, щоб зрівноважити момент поперечної пари моментів, що діють на маятник. Даний вузол сполучення надставка підшипник / гніздо буксової щелепи нахиляється під дією сили ваги, що прагне повернути маятник у центральне положення, або положення "спокою", що відповідає локальному мінімуму потенційної енергії системи. Повністю відхилене положення, наведене на Фіг. 2e, відповідає відхиленню від вертикалі менш чим приблизно на 10 град.(переважніше менш 5 градусів) в одну зі сторін, причому фактичний максимум визначається по відстані між виступами 106 й 108 відносно плити 104. Хоча зазвичай R1 й R2 можуть відрізнятися один від одного, так що охоплююча поверхня є зовнішньою секцією тора, може бути необхідно, щоб й R1 й R2 були рівні, тобто опорна поверхня сполучної охоплюючої частини була частиною сферичної поверхні, що не має головної й другорядної осі, а просто утворена сферою певного радіуса. R1 й R2 забезпечують самоцентруванням. Ця здатність може бути слабко виражена. Знову ж, як загальна умова, менший з R1 й R2 може бути рівним або перевищувати більший з 1 й r2. Якщо це спостерігається, здатність точки контакту до передачі крутного моменту, що діє по осі, перпендикулярній до поверхонь хитання в точці контакту, буде невеликою, а може й зовсім відсутньою, так що поперечний і поздовжній хитний рух розділені в плані передачі крутного моменту, і отже, можна сказати, що стосовно до зазначених ступенів свободи (обертання відносно вертикальної, або переважно вертикальної осі, перпендикулярної до поверхонь хитання) сполучення є податливим при крутінні (тобто, опір крутильному відхиленню відносно осі, що проходить через ці поверхні в крапці контакту може бути набагато менше ніж, наприклад, опір поперечному кутовому відхиленню). 20 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Для малих кутових відхилень ця умова відносно твердості при крутінні відносно перпендикулярної осі в точці контакту, може дотримуватися навіть, якщо менший з охоплюючих радіусів менше, ніж більший з охоплюваних радіусів. Хоча допускається рівність r1 й r2, так що вигнута поверхня надставки підшипника (або гнізда буксової щелепи при переверненому компонуванні сполучення) є частиною сферичної поверхні, у загальному випадку r1 й r2 можуть відрізнятися, причому r1 швидше за все буде більше, можливо значно більше, ніж r2. Загалом, незалежно від того, чи рівні r1 й r2 чи ні, R1 й R2 можуть бути однакові або різні. Якщо r1 й r2 відрізняються один від одного, то охоплювана поверхня сполучної частини може бути частиною поверхні тора. Слід також зазначити, що за умови, що система прагне повернутися в стан з мінімальною енергією (тобто, вона відновлюється саме в ході роботи) у рамках одного з або обох R, а R2 може бути нескінченно більшим, може утворитися або циліндрична частина, коли вони обоє нескінченно великі, або площина. В ще одному варіанті може спостерігатися така ситуація, коли r1=r2, а R1=R2. В одному з варіантів здійснення винаходу r1 може дорівнювати r2, і може рівнятися 40 дюймам (+/-5 дюймів), а R дорівнює R2, і обоє вони можуть бути нескінченні, так що охоплююча поверхня може являти собою площину. Так само можна розглянути інші варіанти форм качалки. В одному з варіантів R1=R2=15 дюймам, r1=85/8 дюймів, і r2=5 дюймам. В іншому варіанті здійснення винаходу R1=R2=15 дюймам, r1=10 дюймам, а r2=85/8 дюйми (+/-). В іншому варіанті r1=8 5/8, r2=5", R1=R2=12 дюймам, і в ще одному варіанті r1=12 I/2") r2=85/8, а R, R2=15". В одному з варіантів R1=R2=oo, а r1=r2=40 дюймам. Радіус кривизни охоплюваної поздовжньої качалки r1 може бути менше 60 дюймів, і може лежати в діапазоні від 5 до 50 дюймів, або від 8 до 40 дюймів або може рівнятися приблизно 15 дюймам. R1 може бути нескінченним, або може бути менш 100 дюймів, і може перебувати в діапазоні від 10 до 60 дюймів, або в більш вузькому діапазоні від 12 до 40 дюймів, або ж помножений на коефіцієнт від 11/10 до 4 параметрів r1. Радіус кривизни охоплюваної поперечної качалки r2 може перебувати в діапазоні від 30 до 50 дюймів. Як альтернатива в іншому типі візка r2 може бути менше 25 або 30 дюймів, і може лежати в діапазоні від 5 до 20 дюймів, r2 може перебувати в діапазоні від 8 до 16 дюймів, і може становити приблизно 10 дюймів. Якщо застосовується качалка з лінійною плямою контакту, r2 може бути менше, ніж в іншому випадку, і можливо буде знаходитись в діапазоні від 3 до 10 дюймів, становлячи приблизно 5 дюймів. R2 може бути менше 60 дюймів, і може бути також менше 25 або 30 дюймів, а також менше, ніж половина 60-дюймового радіуса опуклості, що згадувались вище. Як альтернатива, R2 може лежати в діапазоні від 6 до 40 дюймів, і може також знаходитись в діапазоні від 5 до 15 дюймів у випадку лінійного контакту кочення, R2 може бути в 1 1/2-4 рази більше r2. В одному з варіантів R2 може бути приблизно у два рази більше, ніж r2, (+/-20 %). Якщо застосовується лінійна качалка, R2 може знаходитись в діапазоні від 5 до 20 дюймів, або в більш вузькому діапазоні від 8 до 14 дюймів. Якщо сферична охоплювана качалка використовується разом зі сферичною охоплюючою шапкою у деяких варіантах здійснення винаходу охоплюваний радіус може знаходитись в діапазоні від 8 до 13 дюймів і може рівнятися приблизно 9 дюймам; охоплюючий радіус може знаходитись в діапазоні від 11 до 16 дюймів і може рівнятися приблизно 12 дюймам. У випадку тороїдальної або еліптичної поверхні, поперечний охоплюваний радіус може рівнятися приблизно 7 дюймам, поздовжній охоплюваний радіус може становити приблизно 10 дюймів, поперечний охоплюючий радіус - близько 12 дюймів, і нарешті, поздовжній охоплюючий радіус приблизно 15 дюймів. У випадку застосування плоскої охоплюючої поверхні качалки й сферичної охоплюваної поверхні, охоплюваний радіус кривизни може перебувати в діапазоні від приблизно 20 до 50 дюймів, або в більш вузькому діапазоні від 30 до 40 дюймів. Залежно від навантаження й припущеного застосування можливі різні комбінації й матеріали качалки. У кожному випадку охоплювана й охоплююча сполучені поверхні повинні вибиратися так, щоб відповідати передбачуваному навантаженню, очікуваній циклічності навантажень та експлуатаційному ресурсу. Зрозуміло, ці параметри можуть варіюватися. Поверхні качалки виготовляються з відносно твердих матеріалів, будь то метали або сплави, як наприклад сталь або матеріали з порівнянною твердістю й ударною в'язкістю. Ці матеріали повинні пружно деформуватися в точці хитного контакту, аналогічно опорним або кульковим підшипникам. Проте, качалки можна розглядати як ідеальні елементи з нескінченною жорсткістю із точковою або лінійною плямою контакту (залежно від варіанту здійснення). Такі елементи варто відрізняти від матеріалів, у яких відхилення еластомерного елемента, будь це 21 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 подушка, блок, або елемент будь-якої іншої форми, визначає характеристики динамічної або статичної відповідної реакції елемента. В одному з варіантів здійснення винаходу поперечна константа хитання для легкого вагона може перебувати в діапазоні від 48,000 до 130,000 дюйм-фунтів на радіан кутового відхилення маятника боковини, або від 260,000 до 700,000 дюйм-фунтів на радіан для повністю навантаженого вагона, або в загальному випадку, приблизно від 0,95 до 2,6 дюйм-фунтів на радіан на фунт навантаження на маятник. Як альтернатива, для легких (тобто порожніх) вагонів жорсткість маятника може перебувати в діапазоні від 3,200 до 15,000 фунтів на дюйм, і від 22,000 до 61,000 фунтів на дюйм для повністю навантажених 110-тонних візків, або, говорячи більш загально – у діапазоні від 0,06 до 0,160 фунтів на дюйм поперечного відхилення на фунт навантаження на маятник, виміряній на нижній частині гнізда пружини. Охоплювана й охоплююча поверхні можуть бути перевернені, так, що охоплюючий елемент перебуває на надставці підшипника, а охоплюваний елемент – на гнізді буксової щелепи. У цьому випадку, який елемент є "гніздом", а який "качалкою" – це вже просто питання термінології. Іноді під гніздом розуміють елемент, що має більший радіус, і який зазвичай стаціонарний, тоді як качалка має менший радіус і хитається відносно стаціонарного гнізда. Однак, це не завжди так. Власне кажучи, є взаємодія сполучуваних елементів, охоплюваних або охоплюючих, і відносне переміщення цих елементів або з'єднаних частин, які можуть називатись "гніздом" або "качалкою". З'єднувальні частини сполучаються в сполученні, по якому передається навантаження. Переміщення в силовому сполученні спостерігається при хитанні одне відносно одного, елементів, що складають хитне сполучення, причому не важливо, здійснює переміщення охоплюваний чи охоплюючий елемент. Одним з сполучуваних елементів, або поверхонь є частина надставки підшипника, а другим – частина буксової щелепи. Можлива наявність тільки двох сполучуваних поверхонь, що визначає динамічну взаємодію між надставкою підшипника й сполучною частиною буксової щелепи, чи гніздом буксової щелепи, або ж у підсумковому вузлі можлива наявність більше двох сполучуваних поверхонь. Обидва охоплюючиих радіуси R1 й R2 можуть перебувати на різних з'єднувальних частинах, так само як і обидва охоплюваних радіуса r1 й r2. Тобто, ці радіуси сумарно утворять сідлоподібну з'єднувальну частину, у якій надставка підшипника має верхню поверхню з охоплюваною з'єднувальною частиною у вигляді поздовжнього поглиблення з поперечною віссю обертання, що характеризується радіусом кривизни r1, і охоплюваною з'єднувальною частиною, у вигляді поздовжнього заглиблення з поперечним радіусом кривизни R2. Аналогічно, з'єднувальна частина у вигляді гнізда буксової щелепи може мати звернену вниз поверхню з поперечним поглибленням, що характеризується поздовжнім радіусом кривизни R1, що сполучає із циліндричною частиною надставки підшипника, що має радіус r 1, і звернену вниз поздовжню циліндричну частину з поперечним радіусом кривизни r 2, що сполучає з ринвою надставки підшипника, що має радіус R2. У деякому змісті, сідлоподібна поверхня є одночасно й гніздом і качалкою, тобто, качалкою в одному напрямку, і гніздом в іншому. Як відзначено вище, суть полягає в тому, що є два малих радіуси, і два більших радіуси (можливо, навіть рівних нескінченності), і поверхні утворять пари сполучення, що перебуває в хитному контакті як у поздовжньому, так й у поперечному напрямку, і при цьому є центральне локальне положення мінімальної потенційної енергії, у яку даний вузол прагне повернутися. Також можна відзначити, що сідлоподібні поверхні можуть бути перевернені, так що надставка підшипника буде характеризуватися радіусами r 2 й R1, а гніздо буксової щелепи – r1 й R2. У кожному разі, менший з радіусів R1 й R2 може бути більше, або дорівнює, більшому з r1 й r2, а сідлоподібні поверхні, що сполучають, можуть бути розділені в плані крутіння, як відзначалося вище. Фіг.3а На фіг. 3а показаний альтернативний варіант здійснення вузла сполучення колісна парабоковина, позначуваний у даному документі як 150. У даному прикладі область буксової щелепи боковини 151, наведена на фіг. 3а, багато в чому подібна до попередніх варіантів здійснення, і може вважатися однаковою з ними за деякими виключеннями, які будуть викладені нижче. Аналогічно, підшипник 152 можна розглядати в більш загальному змісті як кінцеву частину колісної пари, а вузол сполучення колісна пара-боковина можна розглядати як вузол, що містить деталі й елементи, встановлені між підшипником 152 і боковиною 151. Надставка 154 підшипника може бути також в основному аналогічна надставці 44 підшипника в плані її нижніх елементів, установлюваних на підшипник 152. Аналогічно корпусам інших надставок підшипників, описаних у даному документі, корпус надставки 154 підшипника може бути також литим або кованим, або являти собою деталь фабричного виготовлення, і крім цього він може також бути виготовлений з відносно недорогих матеріалів, таких як чавун або сталь, і може мати 22 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 конструкцію, багато в чому аналогічну надставкам підшипників, наведеним вище. Надставка 154 підшипника може мати двонаправлену качалку 153, з поверхнею складної кривизни першого або другого радіуса кривизни, відповідно до першого або другого варіанта сполучення, що є охопленим і охоплюючим радіусами кривизни, наведених вище. Надставка 154 підшипника може відрізнятися від інших надставок підшипників тим, що центральна частина 155 надставки коротша в повздовжньому напрямку, а внутрішня відстань між частинами з кутовими упорами зроблена трохи ширше, що необхідно для встановлення допоміжного центруючого пристрою, або елемента, що центрує, або зміщеного відносно центра зворотного елемента в складі, наприклад, еластомерної амортизаційної подушки, що вище описувалася як пружна подушка, або деталь 156. Деталь 156 може вважатися типом зворотного центруючого елемента й також називається "амортизаційна" або "буферна" подушка. З'єднувальна частина гнізда буксової щелепи зі сполученими поверхнями хитання, які забезпечують поперечне й поздовжнє хитання, позначається номером 158. Аналогічно іншим з'єднувальним частинам гнізд буксової щелепи, описуваних у даному документі, з'єднувальна частина 158 може бути виготовлена із твердого металу, наприклад, стали певної марки. З'єднання хитних поверхонь може характеризуватися низьким опором крутінню переважно відносно вертикальної осі, що проходить через точку контакту. Фіг. 3b На Фіг. 3b, надставка 160 підшипника в основному аналогічна надставці 154 підшипника, але відрізняється центральною виїмкою, гніздом, порожниною або прорізом, позначеним номером 161, у який встановлюється вставка, позначена як перший, або нижній, хитний елемент 162. Аналогічно надставці 154 підшипника, головна, центральна частина корпуса 159 надставки 160 підшипника може бути коротше в поздовжньому напрямку, ніж вона повинна б бути, виходячи тільки з необхідності розміщення пружних елементів 156. Проріз 161 може мати плоску форму з одним або більше пазами, виїмками або іншими з'єднуючими частинами, як, наприклад, наведені пази 163 під зубці. У пази 163 можуть входити шпонки або інша арматура елемента 162 качалки, як приклад можна взяти виступи 164. Пази 163 і виступи 164 визначають кутову орієнтацію нижнього, або першого, елемента 162 качалки таким чином, щоб відповідні радіуси кривизни перебували кожний у потрібному поперечному й поздовжньому напрямках. Наприклад, пази 163 можуть бути віддалені один від одного на різні відстані по окружності прорізу 161 (відповідно, виступи 164 розташовані аналогічним чином по периметру вставки 162), що виключає можливість неправильної установки (як, наприклад, зсув на 90 градусів від потрібного положення). Також, наприклад, один паз може відстояти на 80 град. дуги від сусіднього, і на 100 град. дуги від іншого сусіднього паза; таким чином, чотири пази утворять прямокутник. Інакше кажучи, можливе застосування різноманітних засобів забезпечення правильної орієнтації вставки. Корпус 159 надставки 160 підшипника може бути виготовлений із чавуну або сталі, тоді як вставка, а саме перший хитний елемент 162, може бути виготовлена з іншого матеріалу. Під даним матеріалом може матися на увазі загартована поверхня качалки, виготовлена різними способами. Наприклад, вставка 162 може бути виготовлена з інструментальної сталі або сталі, використовуваної у виробництві кулькових підшипників. Більше того, верхня поверхня 165 вставки 162, у яку входить частина, хитна по сполученому гнізду буксової щелепи 168, може бути оброблена, або їй іншим способом може бути доданий високий ступінь чистоти, аналогічний поверхням кулькових підшипників; також може бути проведена поверхнева термічна обробка. Аналогічно, гніздо буксової щелепи 168 з робочою поверхнею, сполучуваною з поверхнею 165 елемента 162 качалки, може бути виготовлене із загартованого матеріалу, такого як інструментальна сталь або сталь для підшипників, після чого їй може бути наданий високий ступінь чистоти й проведена відповідним чином термічна обробка. Як альтернатива, гніздо буксової щелепи 168 може мати проріз, позначений 167, і вставку, позначену як верхній або другий елемент 166 качалки, аналогічний прорізу 161 і вставці 162, обладнані шпонками або арматурами для забезпечення правильної орієнтації деталей. Елемент 166 може бути виготовлений із твердого матеріалу, аналогічно елементу 162, і може мати звернену вниз поверхню хитання 157, якій за допомогою механічної обробки або іншим способом надано високий ступінь чистоти, рівна застосовуваній на поверхнях кулькових або роликових підшипників; також може бути виконана термічна обробка поверхні для одержання чистової опорної поверхні для хитного сполучення з поверхнею 165. У випадку, якщо хитний елемент 162 має обидва охоплюваних радіуса, і обидва охоплюючих радіуси кривизни дорівнюють нескінченності, так що охоплююча поверхня являє собою площину, можливе встановлення в зіві 23 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 буксової щелепи замість гнізда буксової щелепи 168 плоских елементів компенсації зношування, як наприклад пружинні фіксатори. В одному з варіантів здійснення винаходу, пружинний фіксатор може являти собою фіксатор на фрикційній накладці "Dyna-Clip" (зареєстрована торговельна марка) зіва буксової щелепи, що поставляє TransDyne Inc. Ізометрична проекція такого фіксатора наведена на Фіг. 8a як позиція 354. Фіг. 3e На Фіг. 3e наведений варіант, здійснення сполучення колісна пара-боковина, позначений як поз. 170. Блок 170 може включати надставку 171 підшипника, пару пружних елементів 156, хитний блок, у який може входити пружне кільце або стопорне кільце 172, перший елемент 173 качалки, і другий елемент 174 качалки. Гніздо буксової щелепи може встановлюватися в зіві буксової щелепи, як описано вище, або ж безпосередньо в зіві буксової щелепи може монтуватися другий елемент 174 качалки. Надставка 171 підшипника загалом аналогічна надставці 44 підшипника, або 154, у плані конструкції нижньої частини, що встановлюється на підшипник 152. Корпус надставки 171 підшипника може бути литим або кованим, або являти собою оброблену деталь, і може бути виготовлений з відносно недорогого матеріалу, як наприклад чавун або сталь. Надставка 171 підшипника може бути обладнана центральною виїмкою, гніздом, порожниною або прорізом, що позначений шифром 176, який необхідний для установки елементів 173 й 174 качалки й стопорного кільця 172. Кінцеві частини корпуса надставки 171 підшипника відносно короткі, однак достатньої довжини, щоб установити пружні елементи 156. Проріз 176 може мати форму круглого отвору, із внутрішнім фланцем 177, чия звернена вверх поверхня 178 являє собою площадку, на яку опирається перший елемент 173 качалки. Фланець 177 може також включати дренажні отвори 178, приміром, у кількості 4 штук, рознесених один від одного на 90 градусів по окружності. Елемент 173 качалки має сферичну поверхню контакту. Перший елемент 173 качалки може мати стовщену центральну частину й більш тонку периферійну частину, а також знижену радіальну кромку, або краю або площадки, на яку він опирається й через яку здійснюється передача вертикального навантаження на фланець 177. У відмітному від наведеного варіанту здійснення винаходу може застосовуватися відносно м'яка, така що не стирається, кільцева прокладка, або шайба, виготовлена з відповідної марки латуні, бронзи, міді або інших матеріалів, що встановлюється на фланець 177 під площадкою. Перший елемент 173 качалки може бути виготовлений з матеріалу, відмінного від матеріалу корпуса надставки 156 підшипника. Тобто елемент 173 може бути виготовлений із твердого або загартованого матеріалу, як наприклад інструментальна сталь, або сталь для підшипників, з високим класом точності й чистоти поверхні, навіть більш високим, ніж корпус надставки 156 підшипника. Матеріал повинен бути придатний для роботи в умовах контакту кочення при високому контактному тиску. Другий елемент 174 качалки може являти собою диск або деталь іншої підходящої форми, що має верхню поверхню для установки в гніздо 168 буксової щелепи, або, у випадку, якщо гніздо буксової щелепи не застосовується, маючи форму, необхідну для безпосереднього сполучення із гніздом у зіві буксової щелепи. Перший елемент 173 качалки має верхню поверхню 175 качалки, причому остання має такий профіль, щоб забезпечити хитання в поперечному й поздовжньому напрямках, і працює в сполученні із другим, верхнім елементом 174 качалки. Другий елемент 174 качалки може бути виконаний з матеріалу, відмітного від матеріалу корпуса надставки 171 підшипника, або гнізда буксової щелепи. Тобто другий елемент 174 може бути виготовлений із твердого або загартованого матеріалу, як наприклад інструментальна сталь, або сталь для підшипників, з більше високим класом точності й чистоти поверхні, ніж корпус боковини 151. Матеріал повинен бути придатний для застосування в умовах контакту кочення при високому контактному тиску, що спостерігається, зокрема, в роботі сполучення з першим елементом 173 качалки. Якщо використовується вставка зі стороннього матеріалу, даний матеріал може бути дорожче чавуну або відносно м'якої сталі, з якої виготовляються надставки підшипників. І, нарешті, подібна вставка може бути вилучена або замінена при її зношуванні, або відповідно до графіка обслуговування, або ж у міру необхідності. Пружний елемент 172 може бути виготовлений з композитного або полімерного матеріалу, як наприклад поліуретану. Пружний елемент 172 може також мати отвори або відводи 179, що сполучаються при установці з відповідними дренажними отворами 178. Висоти стіни пружного елемента 172 може бути достатньою для встановлювання першого елемента 173 качалки. Крім цього, частина зовнішньої радіальної кромки другого, верхнього, хитного елемента 174 може також знаходитись усередині або може частково перекриватися верхнім краєм пружного елемента 172 24 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 для одержання щільної тугої посадки, щоб одержати своєрідне ущільнення й виключити проникнення бруду або вологи. Таким чином, блок може являти собою закритий вузол. Виходячи із цих міркувань, порожнини, що утворилися між першим і другим елементами 173, 174 качалки усередині закритого від бруду блока, можуть бути заповнені мастилом, як наприклад літолом або іншим консистентним мастилом. Фіг. 4a-4e Як показано на Фіг. 4a-4e, пружні елементи 156 можуть бути у форму жолоба, що має центральну, тильну, поперечну або проміжну частину 181, і дві – ліву й праву – виступаючі крилоподібні частини 182, 183. Крилоподібні частини 182 й 183 зазвичай мають форму спрямованого вниз і назовні крила, з дугоподібною нижньою кромкою, що встановлюється на корпус підшипника. Внутрішня ширина крилоподібних частин 182 й 183 повинна бути такою, щоб сідати на упорні блоки 180. Поперечна дугоподібна частина 185, що тягнеться уздовж краю тильної частини 181, встановлюється в канавку 184 відповідного радіуса між верхнім краєм упорних блоків 180 й кінцевою частиною гнізда 168 буксової щелепи. Внутрішня поперечна кромка 186 дугоподібної частини 185 може бути скошеною або рельєфною для прилягання до кінцевої частини гнізда 168 буксової щелепи. Бажано, щоб хитний вузол сполучення колісна пара-боковина мав здатність до самоцентрування. Як ми вже відзначали, жорсткість на хитання торсіонно незалежної двонаправленої качалки пропорційна вазі, прикладеній до неї. Якщо для забезпечення самопідрулювання використовується поздовжня поверхня хитання, і візок перебуває під зниженим навантаженням (такий стан передує відриву колеса), або якщо вагон порожній, може знадобитися застосування допоміжних поворотних елементів, які можуть містити елемент для зміщення, що прагне змістити надставку підшипника в подовжньо центральне положення відносно зіва буксової щелепи, а також поворотні елементи, чиї характеристики не залежать від навантаження на колеса. Тобто в незалежності від того, чи перебуває надставка підшипника під повним навантаженням, або на неї не прикладається навантаження, зберігається сила, що прагне повернути надставку в центральне положення. Пружні елементи 156 можуть забезпечувати подібне центрування. На Фіг. 3c й 3d наведені просторові взаємозв'язки між (a) надставкою підшипника, наприклад, такою як надставка 154 підшипника; (b) центруючим елементом, наприклад пружним елементом 156; і (c) упорними блоками 180 буксової щелепи. Допоміжні деталі, такі як, наприклад, дренажні отвори або лінії заднього плану, для полегшення сприйняття на Фіг. 3c й 3d відсутні. Коли пружний елемент 156 установлений, надставка 154 підшипника (або 171) прагне зайняти центральне положення відносно щелеп 180. Після установки амортизатор (поз. 156) щільно сідає на упори буксової щелепи, і може знаходитись поруч із кінцевою стінкою надставки підшипника і між кутовими упорами надставки підшипника також з посадкою з натягом. Амортизатор укладений між упором і надставкою підшипника, і визначає їхнє взаємне розташування, і може забезпечувати початкове центрування сполучних хитних елементів, а також забезпечувати і поворотне зусилля. Хоча надставка 154 підшипника однаково може гойдатися відносно боковин, таке хитання деформує (зазвичай відбувається місцевий стиск) частини елемента 156, і оскільки останній, еластичний елемент 156, прагне повернути надставку 154 підшипника в центральне положення, незалежно від того, чи додається на качалку навантаження чи ні. Пружний елемент 156 може мати більш м'яку характеристику відхилення під навантаженням у поздовжньому напрямку, ніж характеристика відхилення під навантаженням повністю навантаженої поздовжньої качалки (різниця може становити два порядки), так що у випадку повністю навантаженого вагона, елемент 156 не робить значного впливу на поводження хитних елементів. В одному з варіантів здійснення винаходу елемент 156 виготовлений з поліуретану з модулем пружності близько 6500 фунтів на кв. дюйм. В іншому варіанті здійснення винаходу модуль пружності дорівнює 13000 фунтів на кв. дюйм. Модуль пружності еластомерного матеріалу може знаходитись в діапазоні від 4 до 20 тисяч фунтів на кв. дюйм. У ході установки пружних елементів 156 відбувається центрування хитних елементів. В одному з варіантів здійснення винаходу, сила, необхідна для відхилення одного з амортизаторів, може становити менш 20 % від сили, необхідної для відхилення качалки на таку ж величину при порожньому вагоні, і може, для малих відхилень, мати нахил кривої еквівалентна сила / відхилення менш 10 % від характеристики поздовжньої качалки. Фіг. 5 У даному розділі описуються тільки первинні кути клинів. На Фіг. 5 наведена ізометричнапроекція кінцевої частини надресорної балки 210. Як і всі надресорні балки, наведені й описані в даному документі, балка 210 симетрична відносно своєї центральної поздовжньої 25 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вертикальної площини (тобто поперек відносно візка), а також симетрична відносно вертикального перерізу, виконаного по середині прольоту балки (тобто, поздовжня площина симетрії візка збігається з поздовжньою осьовою лінією вагона). Надресорна балка 210 має пари віддалених на деяку відстань одне від одного гнізд 212, 214, в які встановлюються клини 216, 218 гасителів коливань. Гніздо 212 перебуває далі від гнізда 214 відносно боковини візка. На похилі грані гнізд 212, 214 встановлюються фрикційні накладки 220, 222. Як можна бачити, клини 216, 218 характеризуються первинним кутом А, утвореним вертикаллю й похилим ребром 228 зовнішньої грані 230. Для варіантів здійснення винаходу описуваних у даному документі, первинний кут А перебуває в діапазон від 35 до 55 градусів, якщо бути більш точним – від 40 до 50 градусів. Кут на сполучуваних поверхнях гнізд надресорної балки, будь то 212 або 214, відповідає цьому куту А. Вторинний кут У визначає внутрішній (або зовнішній) кут нахилу поверхні 224 (або 226) клина 216 (або 218). Справжній кут нахилу можна побачити, якщо дивитися уздовж площини похилої грані, і вимірювати кут між похилою гранню й плоскою зовнішньою гранню 230. Кут нахилу є додатковим до обмірюваного в такий спосіб куту. Кут нахилу може бути більше 5 градусів, і може лежати в діапазоні від 5 до 20 градусів, переважно від 10 до 15 градусів. Переважно, щоб даний кут був невеликим. При роботі підвіски візка у відповідь на проходження нерівностей полотна, клини гасителів коливань переміщаються у своїх гніздах. Кут нахилу визначає, яка частина зусилля спрямована на зсув зовнішньої грані 230 зовнішнього клина 218 назовні проти дії сили реакції зовнішньої грані гнізда 214 надресорної балки. Аналогічно, внутрішня грань клина 216 прагне зміститися до внутрішньої плоскої грані внутрішнього гнізда 212 надресорної балки. На ці внутрішні й зовнішні грані гнізд надресорної балки можуть бути встановлені фрикційні накладки, позначені номером 232. Зміщення клинів вправо й вліво забезпечує збереження передбачуваного моменту плеча, і за допомогою збереження їхнього прилягання до плоских сполучних поверхонь запобігає закручуванню гасителів коливань у відповідних гніздах. До складу балки 210 входить середня площадка 234, що знаходиться між гніздами 212, 214 й опирається на другу пружину 236. Середня площадка 234 здатна вміщати по ширині три пружини (або більше) ресорного комплекту. Однак, незалежно від кількості пружин під центральною площадкою, і її наявності або відсутності, гнізда надресорної балки можуть мати первинні й вторинні кути, як показано у варіанті здійснення винаходу по фіг. 5a, можливо із фрикційними накладками, а можливо й без них. Якщо центральна площадка, наприклад, площадка 234, розділяє два гнізда гасителів коливань, фрикційні накладки протилежної стійки боковини не будуть монолітними. Тобто, є дві зони установки фрикційних накладок, по одній напроти кожного внутрішнього й зовнішнього гасителя коливань, утворюючи плоскі поверхні, до яких прилягають гасителі коливань. Вектори нормалі цих зон можуть бути паралельні, причому поверхні можуть бути компланарні й перпендикулярні поздовжній осі боковини, і можуть являти собою чисті, безперервні поверхні, що прилягають до фрикційних граней гасителів коливань. Фіг. 1e На фіг. 1e наведений приклад триелементного залізничного візка, позначений як поз. 250. Візок 250 має надресорну балку 252 і пару боковин 254. Ресорний комплект візка 250 позначений шифром 256. Ресорні комплекти 256 є ресорними комплектами із трьома пружинами, що знаходяться поруч зі стійками 254: це пружини 258 (внутрішні кутові), 260 (центральні) і 262 (зовнішні кутові). Фрикційні гасителі коливань є елементами 264, 266, вони демпфірують розгойдування і розсіюють кінетичну енергію, їх встановлюють над кожною центральною пружиною 260. Фрикційні гасителі коливань 264, 266 мають в основному плоскі фрикційні поверхні 268, що всією площиною прилягають до фрикційних накладок боковин, а саме фрикційним накладкам 270, які монтують на стійках 254 боковин. Основою гасителів коливань 264, 266 є гніздо пружини 272, у яке вводиться верхній кінець центральної пружини 260. Гасителі коливань 264, 266 мають третю похилу грань, що є гіпотенузою клина 274, сполучну з похилою поверхнею 276 усередині похилого гнізда 278 надресорної балки. Стиск пружини 260 під дію кінця надресорної балки навантажує гасителі коливань 264 або 266 так, що фрикційна поверхня 268 зміщається відносно протилежної опорної поверхні стійки 280 боковини. Візок 250 також має колісні пари, чиї підшипники встановлюються в буксові щелепи 284 на обох кінцях боковин 254. Кожна буксова щелепа може вміщати одне зі сполучень боковина-надставка підшипника, описані вище, і забезпечувати за допомогою даних сполучень здатність до самопідрулювання. У даному варіанті здійснення винаходу, вертикальна грань 268 фрикційних гасителів коливань 264, 266 може мати опорну поверхню, що характеризується коефіцієнтом статичного 26 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 тертя "і" і коефіцієнтом динамічного або кінетичного тертя "pk" і яка також характеризується відсутністю "стрибкоподібного" зриву при переміщенні по фрикційній накладці 270. В одному з варіантів здійснення винаходу, коефіцієнти тертя відрізняються один від одного не більше ніж на 10 %. В іншому варіанті здійснення винаходу коефіцієнти тертя приблизно рівні, таким чином виключається стрибкоподібний рух поверхонь тертя. В одному з варіантів здійснення винаходу, коефіцієнти тертя сухих поверхонь можуть перебувати в діапазоні від 0,10 до 0,45, або в більш вузькому діапазоні від 0,15 до 0,35, і можуть приблизно дорівнювати 0,30. Фрикційні гасителі коливань 264, 266 можуть мати фрикційну накладку або контактну площадку 286, що мають такі властивості в плані тертя, і подібні їм вставки й накладки, зазначені в описах фіг. 6a-6c й 7a-7h. Контактна площадка 286 може являти собою полімерну накладку або покриття. Фрикційні накладки 288 з низьким коефіцієнтом тертя або з заданим коефіцієнтом тертя можуть також встановлюватися на похилі поверхні гасителів коливань. В одному з варіантів здійснення винаходу таке покриття або накладка 288 може мати коефіцієнти статичного або динамічного тертя, що відрізняються не більше ніж на 20 %, або навіть 10 %. В іншому варіанті здійснення винаходу коефіцієнти статичного або динамічного тертя приблизно рівні. Коефіцієнт динамічного тертя може перебувати в діапазоні від 0,10 до 0,30, і може становити приблизно 0,20. Фіг. 6a-6e Корпуси клинових гасителів коливань можуть виготовлятися зі звичайних матеріалів, таких як м'яка низьковуглецева сталь або чавун. На клини можуть бути встановлені фрикційні елементи у вигляді подушки, вставки тощо, причому дані елементи можуть бути витратними матеріалами. На фіг. 6a показаний клиновий гаситель коливань, позначений як поз. 300. Замінні фрикційні елементи позначені як 302 й 304. Клини й фрикційні елементи можуть фіксуватися на опорній поверхні за рахунок якихось механічних зв'язків по типу "охоплюваний елементохоплюючий елемент", як наприклад хрестоподібне поглиблення 303, виконане в первинній похилій і вертикальній гранях клина 300, і сполучуваний з ним хрестоподібний виступ 305 на фрикційних елементах 302, 304. Ковзний фрикційний елемент 302 може бути виготовлений з матеріалів із заданими фрикційними властивостями, і може поставлятися постачальниками таких виробів як, наприклад, накладки гальмових колодок і дисків зчеплення, або інші подібні вироби як, наприклад, залізничні колодки. Під цими матеріалами розуміються, у тому числі, і неметалічні матеріали, матеріали з низьким коефіцієнтом тертя й UHMW полімери. Хоча на фіг. 6a й 6e витратні вставки показані як фрикційні накладки (фрикційні елементи 302, 304), знімним елементом може бути саме гніздо надресорної балки. Воно може являти собою високоточний виливок або бути вузлом, виконаним по методу порошкової металургії, з відповідними фізичними властивостями. Виконана зазначеними методами деталь встановлюється в кінцеву частину балки й фіксується зварюванням. Зворотна сторона клина 300, описуваного тут, який є типовим, може мати гніздо й сідло 307 для фіксації верхнього витка пружини. Як типову можна розглядати пружину 262. Гніздо 307 служить для фіксації верхнього кінця пружини й запобіганню його зміщення із центрального положення під клином. Нижнє гніздо або бобишек наведений на фіг. 1е як позиція 308. Він служить для фіксації нижнього кінця пружини. Можна відзначити, що клин 300 має первинний кут, але не має вторинного переднього кута. В цьому відношенні клин 300 може використовуватися як гаситель коливань 264, 266 візка 250, наприклад, по фіг. 1e, і може забезпечувати фрикційне демпфірування з невеликим "стрибкоподібним" рухом, або зовсім без нього, але тільки за умови, що коефіцієнти статичного й динамічного тертя рівні або відрізняються один від одного на невелику (менш 20 %, переважніше 10 %) величину. Клин 300 може застосовуватися у візку 250 разом із двонаправленою надставкою підшипника відповідно до кожного з варіантів здійснення винаходу, описаних у даному документі. Клин 300 може також використовуватися при чотирикутній схемі розміщення гасителів коливань, як, наприклад, у візку 22, коли застосовуються клини, у яких відсутній вторинний кут. Фіг. 7a-7h На фіг. 7a-7e наведений гаситель коливань 310, що може використовуватися у візку 22, або в будь-якому іншому візку із двома гасителями коливань, описаному в даному документі, що має гнізда надресорної балки відповідної форми. Гаситель коливань 310 аналогічний гасителю 300, але має два кути – первинний і вторинний. Гаситель коливань 310 можна назвати правобічним клином гасителя коливань. Фіг. 7a-7e мають загальний характер, також наведене на них рівною мірою належить й до лівосторонніх клинів, що є дзеркальним відображенням гасителя коливань 310, з якими він утворює узгоджену пару. 27 UA 114880 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Клин 310 має корпус 312, що може виготовлятися литтям або іншим придатним процесом. Корпус 312 може бути виготовлений зі сталі або чавуну, і може бути в основному порожнім. Корпус 312 має першу, в основному плоску опорну частину 314, що при установці розташовується вертикально напроти опорної поверхні боковин; наприклад фрикційних накладок, які монтують на стійках боковини. Опорна частина 314 може мати паз або поглиблення, або виїмку, у яку встановлюється фрикційний елемент 316. Елемент 316 може бути виготовлений з матеріалу із заданими фрикційними властивостями, які розраховуються для пари, утвореної матеріалом елемента 316 і матеріалом фрикційної накладки стійки боковини. Наприклад, елемент 316 може бути виготовлений із суміші, застосовуваної в гальмових колодках, а фрикційна накладка стійки може бути виконана зі сталі високої твердості. Корпус 312 може включати базову частину 318, що розташована із протилежної сторони й перпендикулярна опорній частини 314. Базова частина 318 може мати поглиблення 320, що відповідає за формою кінцю пружини, так що може вміщати верхній кінець пружини ресорного комплекту, такий як пружина 262. Базова частина 318 може також включати опорну частину 314 такої проміжної висоти, щоб нижня частина 321 опорної частини 314 була спрямована вниз відносно неї, і утворювала щось на зразок огородження. Таке огородження може мати кутову або округлу частину 322, що обхоплює частину окружності пружини. Корпус 312 може також включати діагональний елемент у вигляді похилого елемента 324. Похилий елемент 324 може мати перше або нижнє ребро, що тягнеться від дальнього кінця базової частини 318 вверх і вперед, і з'єднується з опорною частиною 314. Верхня частина 326 опорної частини 314 піднімається вище цього місця з'єднання, так що клин 310 гасителя коливань може бути вище, ніж вертикальна складова похилого елемента 324. Похилий елемент 324 може також мати гніздо або сідло у вигляді поглиблення або паза 328 для встановлення повзуна 330, що прилягає до фрикційної накладки в гнізді надресорної балки, у яке встановлюється клин 310. Як видно, похилий елемент 324 (і повзун 330) характеризується первинним кутом А, і вторинним кутом В. Повзун 330 може мати задані, можливо низькі коефіцієнти статичного й динамічного тертя (у парі із фрикційною накладкою гнізда надресорної балки). В одному з варіантів здійснення винаходу коефіцієнти статичного й динамічного тертя в основному рівні й становлять приблизно 0,2 (+/-20 %, або переважніше +/-10 %), і характеризуються відсутністю стрибкоподібного руху. У варіанті здійснення винаходу, відмінному від наведеного на фіг. 7g, клин 332 гасителя коливань аналогічний клину 310, але, на додаток до накладки й вставок, що забезпечують задані параметри тертя в парах зі стійками боковин, і похилими гранями гнізда надресорної балки, клин 332 гасителя коливань може мати накладки й вставки, як наприклад накладка 334, на бічних гранях клина для сполучення з бічними гранями гнізд надресорної балки. У цьому плані бажано, щоб накладка 334 мала низькі коефіцієнти тертя й виключала б можливість стрибкоподібного руху. Фрикційні матеріали можуть кріпитися плавленням або за допомогою клею, крім цього можливо використання механічних кріплень, як наприклад показані на фіг. 6a, або бобишек, канавок, пазів або аналогічних рішень. Аналогічно, в альтернативному варіанті на фіг. 7h на клині 336 гасителя коливань присутні фрикційна накладка або вставка на похилій грані, а також вставка або накладка на бічній стінці, причому вони монолітні і являють собою єдине ціле; на кресленні вони позначені як поз. 338. Як і у попередньому випадку, матеріал накладки або вставки може фіксуватися плавленням або за допомогою якихось механічних засобів. * Фіг. 8a-8f На фіг. 8a-8f показаний відмінний від наведеного на фіг. 3a варіант надставки підшипника. Вузол позначений як поз. 350 і відрізняється від наведеного на фіг. 3а тим, що надставка 344 підшипника може мати верхню поверхню 346, яка може в значній мірі бути опорною поверхнею в сполученні, через яке передається навантаження, і яка може бути в основному плоскою і горизонтальною, так щоб вона могла виконувати роль основи, на яку встановлюється хитний елемент 348. Хитний елемент 348 може мати верхню поверхню, або качалку, 352 з відповідним профілем кривизни, як наприклад складний профіль, що характеризується поперечним і поздовжнім радіусами кривизни, що прилягає, утворюючи хитне сполучення, до вкладиша 354 гнізда буксової щелепи. Як відзначено вище, у загальному випадку кожна із двох поверхонь хитного сполучення може мати як поперечний, так і поздовжній радіус кривизни, тобто є відповідні один одному поперечні охоплюваний і охоплюючий радіуси, а також поздовжні охоплюваний і охоплюючий радіуси. В одному з варіантів здійснення винаходу обоє охоплюючих радіуси рівні нескінченності, тобто гніздо буксової щелепи може мати плоску поверхню, а вкладиш гнізда буксової щелепи може бути фрикційною накладкою або аналогічним пристроєм. 28