торсионная рессора рельсового экипажа

Формула изобретения

Торсионная рессора рельсового экипажа, состоящая из рычага, шарнирно присоединенного к днищу кузова, связанного со стержнем, расположенным в шлицевой и подшипниковой опорах, установленных на раме тележки, отличающаяся тем, что рычаг в зоне контакта его с днищем кузова снабжен кулачком, взаимодействующим с разновысокой по длине и криволинейной в плане впадиной днища кузова, а шлицевая опора выполнена подвижной и имеет сферическую головку, расположенную также подвижно в направляющей, жестко закрепленной на упомянутом днище и в плане выполненной с выпуклостью, направленной в сторону шкворня соединения тележки с кузовом экипажа.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкции как локомотивов, так и вагонов.

Известна конструкция торсионной рессоры (см. книгу: Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учебник для студентов вузов, А.А.Камаев и др. /Под ред. Камаева А.А. -М.: Машиностроение, 1981 г.), представляющая собой (см. стр. 88, рис. 51 этой книги) стержень круглого или квадратного сечения, один конец которого закреплен во втулке, установленной на раме тележки локомотива, а другой жестко связан с рычагом, шарнирно соединенным с кузовом. Второй опорой стержня служит подшипник. Недостатком такой торсионной рессоры является то, что она имеет постоянную крутильную жесткость за счет неизменяемых физико-механических свойств материала и постоянных геометрических параметров, таких как длина стержня торсиона и его диаметр.

Известна также торсионная рессора, описанная в книге. Орлов П.И. Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. Кн 2. Под ред П.Н.Усачева. - 3-е изд. исправл. -М.: Машиностроение, 1988 г. и показанная на стр. 523, рис. 910. Конструкция такой рессоры аналогична вышеописанной и, следовательно, недостатки их подобны.

Поэтому целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей торсионной рессоры.

Поставленная цель достигается тем, что рычаг в зоне контакта его с днищем кузова снабжен кулачком, взаимодействующим с разновысокой по длине и криволинейной в плане впадиной днища кузова, а шлицевая опора выполнена подвижной и имеет сферическую головку, расположенную также подвижно в направляющей, жестко закрепленной на упомянутом днище, и в плане выполненной с выпуклостью, направленной в сторону шкворня соединения тележки с кузовом экипажа.

На чертежах фиг.1 показаны две торсионные рессоры, установленные на тележке при виде ее сверху под кузовом рельсового экипажа, на фиг.2 - одна из рессор в аксонометрии и на фиг.3 - вид ее сбоку.

Торсионная рессора рельсового экипажа состоит из стержня торсиона 1, снабженного шлицами 2, расположенными в ответных, выполненных в подвижной шлицевой опоре 3, размещенной в направляющих 4, жестко закрепленных на раме тележки 5. Другой конец стержня торсиона 1 подвижно размещен в неподвижной подшипниковой опоре 6 и зафиксирован в осевом направлении шайбами 7. Подвижная шлицевая опора 3 снабжена сферической головкой 8 и подвижно размещена в направляющей 9, жестко закрепленной на кузове 10. Стержень торсиона 1 соединен с рычагом 11, снабженным кулачком 12, который контактирует с впадиной 13, выполненной в направляющей 14, жестко соединенной с кузовом 10.

Работает торсионная рессора рельсового экипажа следующим образом. При перемещении кузова экипажа по стрелке А, за счет контакта кулачка 12 с впадиной 13, выполненной в направляющей 14 кузова 10, рычаг 11, например, поворачивается по стрелке В (фиг.2), а так как он жестко соединен со стержнем торсиона 1, то последний получает угловой поворот по этой же стрелке В. Так как другой конец стержня торсиона 1 своими шлицами 2 зафиксирован в шлицевой опоре 3, то за счет упругих свойств его происходит демпфирование колебаний, вызванных движением кузова 10 по стрелке А. Одновременно с колебаниями кузова 10 по стрелке А (подпрыгивание) могут происходить и колебания виляния (угловые повороты рамы тележки 5 относительно кузова 10) по стрелке С (фиг.1). В этом случае сферическая головка 10, например, левой шлицевой опоры 3 (фиг.1) начнет перемещаться относительно направляющей 9 по стрелке D, и такое ее действие создаст возможность поступательного движения ее по шлицам 2 по стрелке Е, а так как рабочая длина стержня торсиона уменьшится, то эффективность демпфирования таких колебаний возрастает. При входе экипажа в кривую пути угловой поворот рамы тележки 5 относительно кузова 10 будет значителен и в этом случае торсионная рессора выполняет роль опорно-возвращающего устройства. Так, например, тот же поворот рамы тележки по стрелке С повернет рычаг 11 по стрелке В за счет того, что его кулачок 12 будет заходить по стрелке F на наклонную поверхность впадины 13, которая будет двигаться по стрелке G (см. фиг.1 и 2), а это опять позволит создать дополнительный упругий момент на стержне торсиона 1, который закрутится по стрелке В на еще больший угол. Как только кривой участок пути закончится, кулачок 12, двигаясь в обратном направлении стрелке F, а следовательно, и стержень торсиона 1, будет способствовать плавному возвращению кузова и тележки в исходное положение такое, как это показано на фиг.2 и 1. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения очевидно, так как оно просто по конструкции и позволяет демпфировать не только колебания подпрыгивания, но и колебания виляния и выполнять еще и роль спорно-возвращающего устройства экипажа.