способ повышения динамических характеристик рельсового транспортного средства (варианты). способ повышения надежности работающих на сжатие эластичных упругих и упруго- демпфирующих элементов. поводковое устройство. люлечное подвешивание рельсового транспортного средства. устройство для предварительной поперечной установки надрессорной балки. амортизирующий блок (варианты)

Формула изобретения

1. Способ повышения динамических характеристик рельсового транспортного средства, по которому кузов рельсового транспортного средства соединяют через пятниковое устройство и скользуны с надрессорной балкой, которую через рессорное подвешивание опирают на тележку и связывают с ней посредством поводковых устройств с предварительно сжатыми упругими или упругодемпфирующими элементами, отличающийся тем, что при увеличении усилия, действующего на участок элемента поводкового устройства при его угловом перемещении, уменьшают или поддерживают постоянным усилие, действующее на другой участок указанного элемента, причем указанные участки сопряжены между собой с проекции на плоскость, параллельную плоскости углового перемещения поводкового устройства.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что другой участок выбирают с учетом того, чтобы действующее на него усилие было расположено в одной плоскости с усилием, возникающим при угловом перемещении поводкового устройства.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что элементы поводкового устройства выполняют в виде конусообразных колец из эластичного материала, обращенных друг к другу меньшими основаниями, взаимодействующими со штангой поводкового устройства и ее упором.

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что поводковые устройства регулируют по длине для фиксации поперечного расположения надрессорной балки.

5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что элементы поводкового устройства располагают со сторон кронштейнов надрессорной балки и тележки, обращенных друг к другу.

6. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, элементы поводкового устройства располагают со сторон кронштейнов надрессорной балки и тележки, обращенных в противоположные друг от друга направления.

7. Способ по любому из пп. 5 и 6, отличающийся тем, что перед фиксацией поперечного расположения надрессорной балки производят ее предварительную установку в поперечном положении путем использования по крайней мере одного технологического вкладыша и регулируемой по длине штанги поводкового устройства, которые устанавливают между упорными поверхностями соответствующих кронштейнов надрессорной балки и тележки.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что при расположении элементов поводкового устройства со сторон кронштейнов надрессорной балки и тележки, обращенных друг к другу, используют один или два технологических вкладыша, высота которых соответственно равна суммарной высоте элементов с преднатягом и ограничивающим их элементов или половине указанной суммарной высоты, при этом вкладыши и штангу поводкового устройства устанавливают последовательно в распор между кронштейнами надрессорной балки и тележки.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что при расположении элементов поводкового устройства со сторон кронштейнов надрессорной балки и тележки, обращенных в противоположные друг от друга направления, используют один или два технологических вкладыша, высота которых соответственно равна суммарной высоте элементов с преднатягом и ограничивающих их элементов или половине указанной суммарной высоты, при этом вкладыши и штангу поводкового устройства располагают параллельно, замыкая их в единое силовое звено, контактирующее с указанными сторонами кронштейнов.

10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что в рессорном подвешивании используют люлечное подвешивание с центрирующими приспособлениями тяг.

11. Способ повышения динамических характеристик рельсового транспортного средства, по которому кузов рельсового транспортного средства соединяют через пятниковое устройство и скользуны с надрессорной балкой, которую через рессорное подвешивание опирают на тележку и связывают с ней посредством поводковых устройств с предварительно сжатыми упругими или упругодемпфирующими элементами, отличающийся тем, увеличивают сжимаемость элементов за счет выполнения каждого из них из эластичного материала в виде конусообразного кольца, непосредственно упертого своими основаниями в упорные поверхности ограничительных элементов штанги, кронштейнов тележки или надрессорной балки.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что подводковое устройство регулируют по длине для фиксации поперечного расположения надрессорной балки.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что перед фиксацией поперечного расположения надрессорной балки производят ее предварительную установку в поперечном положении путем использования одного или двух технологических вкладышей и регулируемой по длине штанги поводкового устройства, которые устанавливают между упорными поверхностями соответствующих кронштейнов надрессорной балки и тележки, причем высота одного вкладыша и суммарная высота двух вкладышей равна суммарной высоте элементов с преднатягом и ограничивающих их элементов, расположенных между кронштейнами.

14. Способ по любому из пп. 11-13, отличающийся тем, что в рессорном подвешивании используют люлечное подвешивание с центрирующими приспособлениями тяг.

15. Поводковое устройство, содержащее штангу с кольцевыми упорами по концами, контактирующими с меньшими основаниями эластичных кольцевых конусообразных элементов, размещенных в составных корпусах, на одних частях которых выполнены хвостовики с резьбой, пропущенные через отверстия соответствующих кронштейнов и навинченные на хвостовики гайки, отличающееся тем, что хвостовик каждого корпуса выполнен ступенчатым, причем резьба выполнена на ступени меньшего диаметра, а ступень большего диаметра расположена в отверстии кронштейна, перекрывая его.

16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что на указанной одной части каждого корпуса напротив торца штанги выполнено углубление.

17. Люлечное подвешивание рельсового транспортного средства содержащее тяги, посредством шарниров связанные с рамой тележки и поддоном, несущим упругие элементы для опирания на них надрессорной балки, отличающееся тем, что оно снабжено центрирующими приспособлениями для тяг, каждое из которых включает в себя два ограничительных элемента, установленных с противоположных сторон соответствующей тяги поперек тележки.

18. Подвешивание по п. 17, отличающееся тем, что каждый ограничительный элемент закреплен на соответствующей опоре расположенного вдоль тележки валика шарнира и выполнен в виде пластины с по крайней мере одной скошенной и/или профилированной со стороны тяги поверхностью.

19. Подвешивание по п.17, отличающееся тем, что каждый ограничительный элемент установлен на соответствующем валике шарнира, расположенного вдоль тележки, и выполнен в виде шайбы с конической или профилированной центрирующей поверхностью со стороны тяги.

20. Способ повышения надежности работающих на сжатие эластичных упругих и упругодемпфирующих эластичных элементов поводковых устройств, по которому указанный элемент выполняют в виде конусообразного кольца с поперечным сечением в виде овала, два упорных элемента, охватывающих конусообразное кольцо, выполняют с по крайне мере двумя опорными пересекающимися поверхностями, а в процессе увеличения или уменьшения деформации эластичного элемента соответственно увеличивают или уменьшают площадь контакта эластичного элемента с указанными опорными поверхностями.

21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что внутренней и/или внешней поверхностью конусообразного кольца и сопряженными между собой кольцевыми поверхностями упорных элементов образована по крайне мере одна полость.

22. Устройство для предварительной поперечной установки надрессорный балки, содержащее один или два технологических вкладыша, каждый из которых выполнен с возможностью сопряжения или соединения с регулируемой по длине штангой поводкового устройства.

23. Устройство по п.22, отличающееся тем, что при расположении упругих или упругодемпфирующих элементов поводкового устройства со сторон кронштейнов надрессорной балки и тележки, обращенных друг к другу, при использовании одного или двух технологических вкладышей их высота соответственно равна суммарной высоте элементов с преднатягом и ограничивающих их элементов и половине указанной суммарной высоты.

24. Устройство по п. 22, отличающееся тем, что при расположении элементов поводкового устройства со сторон кронштейнов надрессорной балки и тележки, обращенных в противоположные друг от друга направления, при использовании одного или двух технологических вкладышей их высота соответственно равна суммарной высоте элементов с преднатягом и ограничивающих их элементов и половине указанной суммарной высоты.

25. Устройство по п. 22, отличающееся тем, что при расположении элементов поводкового устройства по обе стороны кронштейнов надрессорной балки и тележки при использовании одного или двух технологических вкладышей их высота соответственно равна суммарной высоте элементов с преднатягом, расположенных между кронштейнами, и ограничивающих их элементов и половине указанной высоты.

26. Амортизирующий блок, содержащий упругие элементы, сопряженные между собой торцами, внутреннюю и внешнюю ограничительные втулки, соответственно сопряженные с упором штанги и со стопорной шайбой болтового соединения, отличающийся тем, что сопряжения выполнены с возможностью исключения относительного поворота сопрягаемых ими деталей.

27. Блок по п. 26, отличающийся тем, что сопряжение ограничительных втулок между собой выполнено в виде соединения выступ - впадина.

28. Блок по п. 26 или 27, отличающийся тем, что сопряжение внутренней ограничительной втулки с упором штанги образовано осевыми выступами фланца внутренней ограничительной втулки и соответствующим им выемками или отверстиями в упоре штанги.

29. Блок по любому из пп. 26-28, отличающийся тем, что сопряжение внешней ограничительной втулки со стопорной шайбой образовано выполненным во внешней ограничительной втулке по крайней мере одним отверстием или выемкой для размещения в нем выступающего элемента стопорной шайбы.

30. Амортизирующий блок, содержащий упругие элементы и втулку с кольцевым выступом, сопряженную со стопорной шайбой болтового соединения, отличающийся тем, что втулка охвачена упругими элементами, один из которых расположен с возможностью контакта с упором штанги, при этом втулка сопряжена со стопорной шайбой болтового соединения и с упором штанги с возможностью исключения их относительного поворота.

31. Блок по п. 30, отличающийся тем, что указанные сопряжения выполнены в виде соединений выступ - впадина.

Описание изобретения к патенту

Изобретения относятся к железнодорожному транспорту и направлены на улучшение его динамических характеристик.

В настоящее время наибольшее распространение на железнодорожном транспорте получила система подрессоревания (см. п/р Л.А.Шадура "Вагоны", с. 180 - 181 и 190 - 192.- М.: Транспорт, 1973), реализующая способ повышения динамических характеристик рельсового транспортного средства, по которому кузов рельсового транспортного средства соединяют через пятниковое устройство и скользуны с надрессорной балкой, которую через рессорное подвешивание опирают на тележку и связывают с ней посредством поводковых устройств с предварительно сжатыми упругими или упруго-демпфирующими элементами.

Известно поводковое устройство рельсового транспортного средства, содержащее штангу с кольцевыми упорами по концам, контактирующими с меньшими основаниями эластичных кольцевых конусообразных элементов, размещенных в составных корпусах, выполненных с резьбовыми хвостовиками, пропущенными через отверстия соответствующих кронштейнов, и с крышками, фиксирующими гайками, навинченными на резьбовые хвостовики корпусов (см. заявка RU N 95108424, 10.01.97).

Общим недостатком известных способа и устройства является большая угловая и статическая жесткость используемых упругих или упругодемпфирующих элементов, что приводит к преждевременным поломкам штанг поводковых устройств, а также к снижению динамических характеристик рельсового подвижного состава: ухудшение вписывания в кривые рельсовые пути, неоправданное повышение жесткости рессорного подвешивания, снижение комфортабельности.

Техническая задача, решаемая изобретениями, заключается в снижении угловой и статической жесткости поводкового устройства и в увеличении его динамической жесткости.

Указанная задача решается за счет того, что в способе, по которому кузов рельсового транспортного средства соединяют через пятниковое устройство и скользуны с надрессорной балкой, которую через рессорное подвешивание опирают на тележку и связывают с ней посредством поводковых устройств с предварительно сжатыми упругими или упругоамортизирующими элементами, при увеличении усилия, действующего на участок элемента поводковых устройств при его угловом перемещении, уменьшают или поддерживают постоянным усилие, действующее на другой участок указанного элемента, причем указанные участки сопряжены между собой в проекции на плоскость, параллельную плоскости углового перемещения поводкового устройства, при этом другой участок можно выбрать с учетом того, чтобы действующее на него усилие было расположено в одной плоскости с усилием, возникающим при угловом перемещении поводкового устройства.

Элементы поводкового устройства могут быть выполнены в виде конусообразных колец из эластичного материала, обращенных друг к другу меньшими основаниями, взаимодействующими со штангой поводкового устройства и ее упором. Кроме того, элементы поводкового устройства располагают со стороны кронштейнов надрессорной балки и тележки, обращенных друг к другу или в противоположные стороны друг от друга.

Поводковые устройства также регулируют по длине для обеспечения поперечного расположения надрессорной балки.

По другому варианту способа решение технической задачи достигается тем, что кузов рельсового транспортного средства соединяют через пятниковое устройство и скользуны с надрессорной балкой, которую через рессорное подвешивание опирают на тележку и связывают с ней посредством поводковых устройств с предварительно сжатыми упругими и упругодемпфирующими элементами, при этом увеличивают сжимаемость элементов за счет выполнения каждого из них из эластичного материала в виде конусообразного кольца, непосредственно упертого своими основаниями в упорные поверхности ограничительных элементов штанги, кронштейнов тележки или надрессорной балки.

Элементы поводкового устройства могут быть расположены со сторон кронштейнов надрессорной балки и тележки, обращенных в противоположные друг от друга направления или по обе стороны кронштейнов надрессорной балки и тележки.

Перед фиксацией поперечного расположения надрессорной балки производят ее предварительную установку в поперечном положении путем использования по крайней мере одного технологического вкладыша и регулируемой по длине штанги поводкового устройства, которые устанавливают между упорными поверхностями соответствующих кронштейнов надрессорной балки и тележки. При расположении элементов поводкового устройства со сторон кронштейнов надрессорной балки и тележки, обращенных друг к другу, используют один или два технологических вкладыша, высота которых соответственно равна суммарной высоте элементов с преднатягом и ограничивающих элементов или половине указанной суммарной высоты, при этом вкладыши и штангу поводкового устройства устанавливают последовательно в распор между кронштейнами надрессорной балки и тележки.

При расположении элементов поводкового устройства со сторон кронштейнов надрессорной балки и тележки, обращенных в противоположные друг от друга направления, используют один или два технологических вкладыша, высота которых соответственно равна суммарной высоте элементов с преднатягом и ограничивающих их элементов или половине указанной суммарной высоты, при этом вкладыши и штангу поводкового устройства располагают параллельно, замыкая их в единое силовое звено, контактирующее с указанными сторонами кронштейнов.

При расположении элементов поводкового устройства по обе стороны кронштейнов надрессорной балки и тележки используют один или два технологических вкладыша, высота которых соответственно равна суммарной высоте элементов с преднатягом и ограничивающих их элементов, расположенных между кронштейнами или половине указанной высоты, при этом вкладыши и штангу поводкового устройства устанавливают последовательно в распор между кронштейном надрессорной балки и тележки.

Для повышения динамических характеристик транспортного средства используют люлечное подвешивание с центрирующими приспособлениями тяг.

Для решения поставленной задачи в поводковом устройстве, содержащем штангу с кольцевыми упорами по концам, контактирующим с меньшими основаниями эластичных кольцевых конусообразных элементов, размещенных в составных корпусах, на одних частях которых выполнены хвостовики с резьбой, пропущенные через отверстия соответствующих кронштейнов, и навинченные на хвостовики гайки, хвостовик каждого корпуса выполнен ступенчатым, причем резьба выполнена на ступени меньшего диаметра, а ступень большего диаметра расположена в отверстии кронштейна, перекрывая его. Кроме того, на указанной одной части каждого корпуса напротив торца штанги выполнено углубление.

Из первого источника информации известно люлечное подвешивание рельсового транспортного средства (см. с. 180 - 181 и 190 - 192), содержащее тяги, посредством осевых шарниров связанные с рамой тележки и поддоном, несущим упругие элементы для опирания на них надрессорной балки.

Недостатком люлечного подвешивания является его низкая надежность, обусловленная возможностью смещения в процессе эксплуатации тяг вдоль валиков осевых шарниров. Указанное смещение в ряде случаев не позволяет отрегулировать поперечное расположение надрессорной балки.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в исключении возможности смещения тяг вдоль валиков осевых шарниров.

Указанная задача решается за счет того, что вышеописанное люлечное подвешивание снабжено центрирующими приспособлениями для тяг, каждое из которых включает в себя два ограничительных элемента, установленных с противоположных сторон соответствующей тяги поперек тележки. Каждый ограничительный элемент закреплен на соответствующей опоре расположенного вдоль тележки валика шарнира и выполнен в виде пластины с по крайней мере одной скошенной или профилированной со стороны тяги поверхностью. Каждый ограничительный элемент может быть выполнен в виде шайбы, установленной на соответствующем валике шарнира, расположенного вдоль тележки, и имеющей коническую или профилированную центрирующую поверхность со стороны тяги.

Проведенные патентные исследования не позволили выявить известность способов повышения надежности работающих на сжатие упругих и упругодемпфирующих эластичных элементов.

Все известные устройства, в которых использованы эластичные элементы, не обеспечивают равномерные (ровные) натяжения во всем массиве эластичного элемента, т.к. имеют непостоянное значение интенсивности p=P/S, где P - действующее усилие, а S - площадь, на которую это усилие действует.

Кроме того, при использовании в поводковом устройстве резино-металлических упругих элементов при больших значениях усилия P возможна потеря устойчивости резино-металлического элемента, что приводит к возникновению поперечных срезающих сил и к дальнейшему неравномерному напряжению в элементах и других деталях поводкового устройства.

Техническая задача, на решение которой направлен предлагаемый способ, заключается в обеспечении изменения площади приложения внешнего усилия пропорционально изменению указанного внешнего усилия и в увеличении начальной площади поверхности выпучивания эластичного элемента. Кроме того, предлагаемый способ сводит к минимуму возможность возникновения в эластичном элементе знакопеременных нагрузок на выпучиваемой поверхности.

Форма эластичного элемента обеспечивает устройству, в котором оно используется, самоцентрирование и исключает потерю устойчивости при возникновении больших усилий. Конусность эластичного элемента позволяет создать по крайней мере одну воздушную камеру (полость), которая также способствует выравниванию возникающих в эластичном элементе напряжений.

Указанная задача решается за счет того, что при осуществлении способа повышения надежности работающих на сжатие упругих и упругодемпфирующих эластичных элементов поводкового устройства указанный элемент выполняют в виде конусообразного кольца с поперечным сечением в виде овала, два упорных элемента, охватывающих конусообразное кольцо, выполняют по крайней мере с двумя опорными пересекающими кольцевыми поверхностями, а в процессе увеличения или уменьшения деформации эластичного элемента соответственно увеличивают или уменьшают площадь контакта эластичного элемента с указанными опорными поверхностями.

В процессе проведения информационного поиска также не обнаружены устройства, предназначенные для поперечной установки надрессорной балки.

Предлагаемое устройство предназначено для обеспечения поперечного расположения надрессорной балки, что очень важно для повышения долговечности всех элементов железнодорожного подвижного состава и повышения его динамических характеристик.

Указанная задача решается за счет устройства для предварительной поперечной установки надрессорной балки, содержащего один или два технологических вкладыша, каждый из которых выполнен с возможностью сопряжения или соединения с регулируемой по длине штангой поводкового устройства.

Кроме того, при расположении упругих или упругодемпфирующих элементов поводкового устройства со сторон кронштейнов надрессорной балки и тележки, обращенных друг к другу, при использовании одного или двух технологических вкладышей их высота соответственно равна суммарной высоте элементов с преднатягом и ограничивающих их элементов и половине указанной суммарной высоты. При расположении элементов поводкового устройства со сторон кронштейнов надрессорной балки и тележки, обращенных в противоположные друг от друга направления, при использовании одного и двух технологических вкладышей их высота соответственно равна суммарной высоте элементов с преднатягом и ограничивающих их элементов и половине указанной суммарной высоты.

При расположении элементов поводкового устройства по обе стороны кронштейнов надрессорной балки и тележки, при использовании одного или двух технологических вкладышей их высота соответственно равна суммарной высоте элементов с преднатягом, расположенных между кронштейнами, и ограничивающих их элементов и половине указанной высоты.

Известен амортизирующий блок (см. заявка N 96105121), содержащий конусообразные эластичные элементы, сопряженные между собой торцами, внутреннюю и внешнюю ограничительные втулки, соответственно сопряженные с упором штанги и со стопорной шайбой болтового соединения.

Недостатком указанного амортизирующего блока является возможность отворачивания болта в процессе эксплуатации.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в исключении возможности отворачивания болта в процессе эксплуатации.

Указанный технический результат достигается за счет того, что указанные узлы сопряжения амортизирующего блока выполнены с возможностью исключения относительного поворота сопрягаемых ими деталей. При этом узел сопряжения ограничительных втулок между собой может быть выполнен в виде соединения выступ-впадина, узел сопряжения внутренней ограничительной втулки с упором штанги может быть образован осевыми выступами фланца внутренней ограничительной втулки и соответствующими им выемками или отверстиями в упоре штанги.

Узел сопряжения внешней ограничительной втулки со стопорной шайбой может быть образован выполненным во внешней ограничительной втулке по крайней мере одним отверстием или выемкой для размещения в нем выступающего элемента стопорной шайбы.

При другом варианте выполнения амортизирующего блока, содержащегом упругие элементы и втулку с кольцевым выступом, сопряженную со стопорной шайбой болтового соединения, втулка охвачена упругими элементами, один из которых расположен с возможностью контакта с упором штанги, при этом втулка сопряжена со стопорной шайбой болтового соединения и с упором штанги с возможностью исключения их относительного поворота. Кроме того, указанные сопряжения могут быть выполнены в виде соединений выступ-впадина.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами: на фиг. 1 показана тележка с узлами ее связи с кузовом, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - вариант поводкового устройства с внешним расположением амортизирующего блока; на фиг. 4 - другой вариант поводкового устройства с внутренним расположением амортизирующего блока; на фиг. 5 - третий вариант поводкового устройства и штанга регулируемой длины; на фиг. 6 - технологический вкладыш устройства для предварительной установки в поперечном направлении надрессорной балки; на фиг. 7 - схема фиксации надрессорной балки в поперечном направлении; на фиг. 8 - центрирующее приспособление для тяг люлечного подвешивания; на фиг. 9 - другой вариант выполнения центрирующего приспособления; на фиг. 10 схематично показан процесс деформации упругого элемента при угловом перемещении штанги поводкового устройства; на фиг. 11 показана внешняя ограничительная втулка; на фиг. 12 - внутренняя ограничительная втулка; на фиг. 13 - то же, вид сверху; на фиг. 14 - упор штанги; на фиг. 15 - то же, вид сверху; на фиг. 16 - один из вариантов амортизирующего блока без упругих элементов.

Система связи кузова рельсового транспортного средства включает в себя пятниковое устройство 1 и боковые скользуны 2, через которые кузов рельсового транспортного средства опирается на надрессорную балку 3. Надрессорная балка 3 связана с рамой 4 тележки поводковыми устройствами 5 с предварительными сжатыми упругими и упругодемпфирующими элементами 6, объединенными попарно в амортизирующие блоки для связи с соответствующими кронштейнами 7 рамы тележки и надрессорной балки. Надрессорная балка через люлечное рессорное подвешивание вязана с рамой 4 тележки, которая также через пружины 8 может быть связана с буксами 9 колесных пар.

Для гашения поперечных и извилистых колебаний надрессорной балки (кузова рельсового транспортного средства) относительно тележки используются гасители колебаний 10, а чрезмерные продольные их относительные перемещения ограничиваются скользунами 11.

Поводковое устройство включает в себя также штангу 12, которая может быть выполнена составной из двух частей 13 и 14, соединяемых между собой резьбовым соединением 15 с контргайкой 16. Штанга 12 в зависимости от конструктивного выполнения амортизирующих блоков может иметь один или два упора. Амортизирующий блок может включать составной корпус 17, части которого соединяются между собой разъемным соединением 18. Одна из частей составного корпуса 17 выполнена со ступенчатым хвостовиком 19, одна из ступеней которого расположена в отверстии кронштейна 7, а другая выполнена с резьбой и на нее навинчена крепежная гайка 20. Такая конструкция амортизирующего блока позволяет полностью исключить работу резьбового соединения на изгиб, кроме того, для исключения контакта штанги с указанной одной частью корпуса может быть выполнено с углублением 21.

Люлечное подвешивание рельсового транспортного средства содержит тяги 22, посредством осевых шарниров 23 связанные с рамой 4 тележки и поддоном 24, несущем пружины 25 (упругие элементы) для опирания на них надрессорной балки 3, и центрирующие приспособления для тяг.

Центрирующее устройство приспособление для тяг включает в себя две упорные шайбы 26, установленные с противоположных сторон соответствующей тяги 22 на валике 27 расположенного вдоль тележки осевого шарнира. Упорные шайбы 26 имеют центрирующие поверхности, которые могут быть коническими 28 или криволинейными 29, являясь продолжением опорной криволинейной поверхности 30 валика 27. При другом варианте выполнения центрирующего приспособления оно включает в себя ограничительные элементы, выполненные в виде пластин 31 со скошенной (профилированной) поверхностью 32 и закрепленные на опорах 33.

Устройство для предварительной поперечной установки надрессорной балки включает в себя один или два технологических вкладыша 34, которые выполнены с возможностью сопряжения или соединения с регулируемой по длине штангой поводкового устройства.

Амортизирующий блок по одному из изобретений включает в себя эластичные элементы 6, ограниченные внешней ограничительной втулкой 35 и внутренней ограничительной втулкой 36, которые сопряжены между собой посредством соединения выступ-впадина. Внутренняя ограничительная втулка 36 имеет на своем фланце осевые выступы 37, входящие в прорези 38 упора 39 штанги.

Во внешней ограничительной втулке 35 выполнено отверстие 40 для размещения в нем выступающего элемента стопорной шайбы 41. Указанными деталями образована пневматическая полость 42 и исключается отворачивание болта 43.

При другом варианте выполнения амортизирующий блок содержит одну втулку 44, соединениями выступ-впадина связанную со стопорной шайбой 41 и упором 39 штанги.

Все рассматриваемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом и направлены на повышение качества железнодорожного транспорта, его надежности, долговечности, ремонтопригодности, динамических характеристик.

В связи с изложенным осуществление предлагаемых способов будет понятно из описания работы устройств.

При движении транспортного средства тележка имеет продольные, поперечные, вертикальные и угловые перемещения относительно кузова. Для восприятия и гашения указанных перемещений служат упругодиссипативные связи между элементами тележки и кузова. Таковыми связями являются люлечное подвешивание и поводковые устройства 5.

Поводковые устройства 5 располагаются по обе стороны от продольной оси тележки и связывают между собой раму 4 тележки и надрессорную балку 3.

Поводковое устройство служит для восприятия продольных усилий; центрирования надрессорной балки вдоль поперечной оси тележки; осуществления угловых перемещений тележки относительно надрессорной балки (кузова).

Из сказанного следует, что поводковое устройство должно выполнять взаимоисключающие задачи: обеспечение углового перемещения и центрирование надрессорной балки, кроме того, должно быть достаточно гибким и жестким при восприятии продольных усилий соответственно в процессе движения и для исключения соударения между собой скользунов надрессорной балки 3 и тележки 4. Широко используемые в настоящее время поводковые устройства с резинометаллическими упругими элементами не могут решить указанные взаимоисключающие задачи.

Решение указанных задач стало возможно при использовании поводкового устройства с конусообразными упругими элементами 6, выполненными в поперечном сечении в виде овала.

Конусообразные элементы 6 можно располагать обращенными друг к другу большими или меньшими основаниями и таким образом изменять угловую жесткость амортизирующего блока поводкового устройства.

При расположении конусообразных элементов 6 меньшими основаниями друг к другу уменьшается угловая жесткость по сравнению с расположением их большими основаниями друг к другу.

Таким образом, при движении транспортного средства по железной дороге с большим количеством факторов, влияющих на угловые перемещения, а также при большой амплитуде указанных перемещений, целесообразно использовать первое расположение конусообразных элементов, а с малым количеством и небольшой амплитудой - второе расположение.

При этом благодаря отсутствию жесткой связи между элементами 6 и упругими поверхностями кронштейнов 7 и штанги или сопряженных с ними втулок 35 и 36, в противовес резинометаллическим упругим элементам, значительно снижается жесткость упругих блоков, т.е. уменьшается коэффициент "m", учитывающий влияние размеров, формы, способа закрепления и т.п.

Снижение жесткости упругих блоков также обусловлено большей поверхностью выпучивания элементов 6 по сравнению с резинометаллическими блоками благодаря выполнению элементов коническими, т.е. коэффициент формы K = F/F_вп.

у конусообразных кольцевых элементов меньше, чем у резинометаллических, где F_вп - площадь поверхности выпучивания.

В связи с изложенным модуль сжатия E_сж = E(1 + mK) кольцевого конусообразного элемента 6 уменьшается по сравнению с резинометаллическим упругим элементом, где E - модуль упругости резины.

Из сказанного следует, что только за счет изменения формы выполнения эластичного элемента 6 и условий его сопряжения с упорными элементами (поверхностями) удалось увеличить сжимаемость эластичного элемента = 1/K, где K - модуль объемного сжатия. Увеличение сжимаемости позволяет уменьшить угловую жесткость блока при расположении в нем конусообразных элементов большими основаниями навстречу друг к другу, т.к. при угловом перемещении штанги происходит сжатие части объема элемента.

При расположении конусообразных элементов блока меньшими основаниями друг к другу удается достичь еще большего снижения угловой жесткости, т.к. при повороте штанги 12 вокруг точки "0" повышается нагрузка на часть упругого элемента со стороны самой штанги или ее упора, но уменьшается на другую ее часть соответственно со стороны упора или штанги (см. фиг. 10).

Как видно, указанные части (участки) сопряжены между собой в проекции на плоскость, параллельную действующему угловому усилию, т.е. как бы происходит "свободное перетекание" массы вещества из одного участка в другой при их деформации, что способствует снижению угловой жесткости поводкового устройства, а значит, и снижению возникающих в нем напряжений.

Таким образом, отмеченные обстоятельства не только улучшают динамические характеристики рельсового транспортного средства, но и увеличивают долговечность упругих элементов 6 поводкового устройства 5.

На повышение надежности и долговечности также направлен способ повышения надежности работающих на сжатие эластичных упругих и упругодемпфирующих элементов, сущность которого заключается в следующем.

Известно, что при проектировании эластичных элементов необходимо учитывать следующее.

1. Деформирование резиновых элементов должно быть свободным, поскольку резина является мало сжимаемым материалом.

2. Следует избегать трения между резиной и жесткими деталями.

3. Необходимо уменьшить концентрации напряжений в резервном массиве и стремиться к равномерному распределению напряжений.

4. Элементы, работающие в условиях ударных нагрузок, должны иметь повышенную жесткость.

5. Создание конструктивной нелинейности с помощью упоров, т.е. изменение статической и динамической жесткости упругого элемента.

Предлагаемый способ позволяет реализовать все выше изложенные требования, что и определяет преимущества предлагаемых изобретений по сравнению с серийными резинометаллическими элементами.

Выполнение элемента конусообразным с поперечным сечением в виде овала позволяет создать внешнюю и внутреннюю поверхность выпучивания, т.е. таким образом, увеличивается свобода деформирования. Этому способствует также диагональное расположение указанных поверхностей между упорными элементами, т. к. дополнительно увеличиваются площади поверхностей выпучивания и максимальные расстояния от поверхностей выпучивания до ограничивающих это выпучиванием поверхностей упорных элементов.

Предлагаемые конструктивные изменения позволяют практически исключить трение между резиной и ограничивающими ее деформацию деталями, т.к. упругий элемент зафиксирован между опорными поверхностями упорных элементов и постоянно входит в соприкосновение с ними при деформации.

Известно, что в резинометаллическом элементе практически нельзя обеспечить равномерность возникающих в нем при деформации напряжений, что обусловлено его конструктивными особенностями. По предлагаемому способу путем использования опорных поверхностей можно обеспечить сжатие упругих элементов, близкое к объемному, т.к. при увеличении нагрузок увеличивается площадь соприкосновения упругого элемента с упорными элементами. Кроме того, свободный контакт упругого элемента с упорными элементами исключает возникновение концентраторов напряжения в объеме упругого элемента, что имеет место в резинометаллических элементах за счет жесткого соединения их деталей между собой.

Однако такое "объемное" сжатие не приводит по сравнению с резинометаллическим элементом серийного поводкового устройства к повышению жесткости, т.к. предлагаемый элемент 6 имеет большую сжимаемость.

Таким образом, упругий элемент, изготовленный по предлагаемому способу, имеет большую нелинейность жесткости при сжатии, чем у серийного поводка, т. е. имеет более пологий начальный участок жесткостной характеристики, на котором и происходит его основная работа при движении транспортного средства и более крутой участок, исключающий соударение тележки и надрессорной балки при их относительном смещении вдоль тележки.

Данное обстоятельство позволяет в большей мере, чем серийный поводок, обеспечить плавность при движении рельсового транспортного средства и надежность поводкового устройства за счет снижения возникающих напряжений и повышения их равномерности по объему упругого элемента.

Возможность соприкосновения ограничителей надрессорной балки и тележки при использовании конусообразных упругих элементов практически исключена, т. к. на практике реализован принцип повышения жесткости при возникновении ударных нагрузок, с которыми сходны нагрузки, возникающие при резком торможении и резком трогании с места.

Важным моментом для повышения характеристик поводкового устройства и его надежности является то обстоятельство, что в блоке образована пневматическая полость 42, которая способствует гашению возникающих колебаний, т.к. конструктивно она разделена на две части, которые сообщены между собой дросселирующим проходом. Кроме того, сжатый воздух в камере также способствует "объемному" сжатию, а значит, более равномерному распределению возникающих напряжений. Возможно также образование трех пневматических камер (фиг. 3 и 4).

Большое значение для обеспечения необходимых динамических характеристик транспортного средства имеет правильное поперечное расположение надрессорной балки 3 относительно тележки и равномерный (одинаковый) преднатяг элементов 6.

Как показала практика, существует значительный разброс (около 40 мм) размера между осями соответствующих кронштейнов 7 тележек и надрессорной балки. Для компенсации указанной разницы в размерах между осями кронштейнов и обеспечения одинакового преднатяга упругих элементов предлагается методика определения уставного размера "А" с помощью технологических вкладышей 34 и регулируемой по длине штанги 12 поводкового устройства.

Штанга состоит из двух частей 13 и 14 соединяемых между собой резьбой последующей фиксацией стопорной гайкой 16.

Конкретная реализация устройства для предварительной поперечной установки надрессорной балки показана для случая расположения конусообразных элементов по обе стороны от кронштейнов (фиг. 5).

Необходимый преднатяг элементов в данном случае осуществляется затяжкой болтов до упора втулок (ограничительных элементов) друг в друга.

Перед регулировкой положения надрессорной балки 3 надо проверить зазоры между боковыми вертикальными скользунами 11 тележки и надрессорной балки и в случае необходимости отремонтировать скользуны. Затем штангу 12 поводкового устройства сопрягают с технологическими вкладышами 34 и устанавливают их в распор с минимальным усилием между кронштейнами 7 тележки и надрессорной балки, свинчивая гайку 16 до упора в торец одной из частей штанги.

Определяют размер "А" между гайкой 16 и кольцевым выступом (проточкой), выполненным на другой части штанги.

В данном конкретном примере использованы два технологических вкладыша 34, высота каждого из которых равна высоте части амортизирующего блока с одним элементом с преднатягом и высоте ограничивающих его элементов.

После определения размера "А" штангу вместе с технологическими вкладышами снимают и устанавливают поводковое устройство в сборе, выставляя при этом найденный размер "А".

При существующем серийном люлечном подвешивании в процессе эксплуатации возможно смещение его тяг 22 вдоль валиков 27 осевых шарниров в процессе их износа, что приводит к выборке зазора между боковыми скользунами 11 надрессорной балки и тележки и как следствие этого к преждевременному износу и поломкам поводковых и других устройств транспортного средства, к снижению динамических характеристик транспортного средства и т.п.

Для исключения подобных случаев предлагается использовать люлечное подвешивание с центрирующими приспособлениями для тяг 22, которые позволяют тягам совершать угловые перемещения и исключают их смещение вдоль валиков 27 осевых шарниров.

При возникновении продольных сил, стремящихся сместить тяги, указанные силы воспринимаются упорными шайбами и кронштейнами и таким образом исключается смещение тяг.

Упорные шайбы 26 могут свободно вращаться на валике при воздействии на них тяг при их повороте.

Размеры упорных шайб 26 и форма их центрирующей поверхности 28 или 29 выбираются из условия беспрепятственного поворота тяг.

При другом варианте центрирующего приспособления пластины 31 закрепляют в опорах 33. Благодаря скошенным или профилированным поверхностям осуществляется свободный поворот тяги 22.

Проведенные испытания показали, что наибольшими преимуществами среди возможных вариантов обладает поводковое устройство с расположением упругих элементов между кронштейнами тележки и надрессорной балки, причем в амортизирующем блоке элементы обращены друг к другу меньшими основаниями.

Принципиально работа данного варианта поводкового устройства не отличается от других, а преимущества заключаются в следующем.

1. Упрощение монтажа-демонтажа, т. к. не требуется пропускать штангу поводкового устройства через отверстия кронштейнов.

2. Повышается технологичность изготовления, т.к. уменьшается количество крепежных элементов и упрощается их конструкция, исключается использование уплотнительных манжет (фиг. 3).

3. Уменьшается масса поводкового устройства в связи с уменьшением его габаритов.

4. Увеличивается допускаемый угол отклонения штанги поводка.

5. Повышение долговечности узлов крепления амортизирующих блоков к кронштейнам тележки и надрессорной балки, т.к. их резьба разгружена от изгибающих усилий за счет использования одной из частей корпуса ступенчатой.

Кроме того, все варианты поводкового устройства с упругими элементами, обращенными друг к другу меньшими основаниями, имеют преимущество, заключающееся в наличии минимум трех пневматических камер, которые улучшают характеристики поводкового устройства и снижают неравномерность нагружения элементов.

Улучшается также процесс охлаждения упругих элементов, т.к. они имеют большую поверхность теплопередачи.

Большое значение при эксплуатации поводков имеет постоянство преднатяга эластичных элементов 6, который может измениться в случае отворачивания болтового соединения.

В связи с изложенным для варианта, в котором эластичные элементы 6 расположены по обе стороны кронштейнов, для исключения отворачивания болта 43 используются сопряжения между деталями амортизирующего блока, исключающие относительный проворот деталей.

Ограничительные втулки 35 и 36 сопрягаются между собой соединением типа выступ-впадина. Внешняя ограничительная втулка 35 имеет отверстие 40, в котором размещают выступающий элемент стопорной шайбы 41, который в процессе установки поводкового устройства на железнодорожном транспортном средстве можно просто отогнуть аналогично отгибанию ее другого элемента, взаимодействующего с головкой болта 43.

Внутренняя ограничительная втулка 36 имеет по крайней мере один осевой выступ 37, входящий в прорез 38 упора 39 штанги.

Таким образом, при действии в процессе эксплуатации на болт 43 крутящего момента он воспринимается последовательно деталями 41-35-36-39, что полностью исключает возможность отворачивания болта 43.

При другом варианте выполнения амортизирующего блока используется только одна втулка 44, охваченная упругими элементами, один из которых непосредственно контактирует с упором 39 штанги. Втулка 44 сопряжена со стопорной шайбой 41 и упором 39 штанги соединениями выступ-впадина, что исключает отворачивание болта 43, т.к. действующий на него момент последовательно воспринимается деталями 41-44-39.

Предлагаемые изобретения позволят значительно улучшить эксплуатационные характеристики железнодорожного транспорта и повысить его безопасность.