тележка транспортного средства

Формула изобретения

1. Тележка транспортного средства, преимущественно рельсового железнодорожного вагона, содержащая установленную на подшипниках колесных осей раму, выполненную в виде связанной с продольными боковинами поперечной балки, в которой размещен узел продольной связи с шкворнем, проходящим через отверстие в поперечной балке, закрепляемым на кузове транспортного средства, отличающаяся тем, что узел продольной связи выполнен в виде гибких элементов, расположенных в продольном направлении рамы на противоположных относительно указанного отверстия частях поперечной балки, и в виде элементов пластической деформации, закрепленных на противоположных сторонах поперечной балки, при этом зазор между шкворнем и элементами пластической деформации выполнен меньшим, чем величина упругой деформации гибких элементов.

2. Тележка по п.1, отличающаяся тем, что элементы пластической деформации выполнены в виде пластин, имеющих полки, направленные навстречу друг другу над отверстием и расположенные над гибкими элементами.

3. Тележка по п.2, отличающаяся тем, что края полок, обращенных навстречу друг другу, выполнены зубчатыми.

4. Тележка по п.1, отличающаяся тем, что элементы пластической деформации расположены внутри поперечной балки.

5. Тележка по п.1, отличающаяся тем, что элементы пластической деформации расположены на внешней поверхности поперечной балки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности касается конструкции ходовых тележек подвижного состава для железных дорог, в частности вагонов, особенно грузовых.

Известна также тележка транспортного средства, преимущественно рельсового железнодорожного вагона, содержащая установленную на подшипниках колесных осей и снабженную эластичными опорными поверхностями раму, выполненную в виде жестко связанной с продольными боковинами поперечной балки, в которой размещен узел продольной связи с шкворнем, закрепляемым на кузове вагона (RU патент №2106271, B 61 F 5/00, опубл. 10.03.1998).

Недостаток известной тележки заключается в том, что продольные усилия, возникающие, например, при торможении колес, передаются на поперечную балку через тягу, находящуюся под некоторым углом к продольной силе. При этом возникают поперечные составляющие силы, вызывающие нежелательное поперечное смещение кузова вагона относительно тележки («виляние»). Виляние ограничивает допустимую скорость движения поездов. В аварийных ситуациях (лобовое столкновение) усилия, действующие на шкворень и на поперечную балку, превышают расчетные значения, разрушая шкворневой механизм и повреждая тележку. Это приводит к дорогостоящему ремонту и простою подвижного состава.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по снижению действующих на раму тележки поперечных сил, возникающих в узле продольной связи, а при появлении сил (продольных и поперечных), превышающих эксплуатационные расчетные, противодействие повреждению тележки.

Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных надежности и долговечности тележек рельсовых вагонов и безопасности передвижения железнодорожного состава.

Настоящее изобретение направлено на исключение в механизме узла продольной связи элементов, дающих поперечную составляющую при приложении продольной силы, возникающей во время движения вагона, и снабжение узла органом, воспринимающим (гасящим) энергию этих сил, при превышении ими эксплуатационных значений (в случае лобового столкновения).

Указанный технический результат достигается тем, что в тележке транспортного средства, преимущественно рельсового железнодорожного вагона, содержащей установленную на подшипниках колесных осей раму, выполненную в виде связанной с продольными боковинами поперечной балки, в которой размещен узел продольной связи с шкворнем, проходящим через отверстие в поперечной балке, закрепляемым на кузове транспортного средства, а узел продольной связи выполнен в виде гибких элементов, расположенных в продольном направлении рамы на противоположных относительно указанного отверстия частях поперечной балки, и в виде элементов пластической деформации, закрепленных на противоположных сторонах поперечной балки, при этом зазор между шкворнем и элементами пластической деформации выполнен меньшим, чем величина упругой деформации гибких элементов.

При этом элементы пластической деформации могут быть выполнены в виде пластин, имеющих полки, направленные навстречу друг другу над отверстием и расположенные над гибкими элементами. Края полок, обращенных навстречу друг другу, могут быть выполнены зубчатыми.

Элементы пластической деформации могут быть расположены внутри поперечной балки или на внешней поверхности поперечной балки.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется одним из предпочтительных примеров его осуществления и показана на фиг.1-3, где:

на фиг.1 представлена поперечная балка тележки вагона;

на фиг.2 показано устройство элементов пластической деформации;

на фиг.3 показаны в разрезе элементы пластической деформации и взаимное размещение их и гибких элементов как один из вариантов осуществления.

Согласно настоящему изобретению тележка транспортного средства, преимущественно рельсового железнодорожного вагона, содержит установленную на подшипниках колесных осей раму, выполненную в виде связанной с продольными боковинами поперечной балки, в которой размещен узел продольной связи с шкворнем, проходящим через отверстие в поперечной балке, закрепленным на кузове транспортного средства.

При этом узел продольной связи выполнен в виде гибких элементов, расположенных в продольном направлении рамы на противоположных относительно указанного отверстия частях поперечной балки, и в виде элементов пластической деформации, закрепленных на противоположных сторонах поперечной балки.

Зазор между шкворнем и указанными пластинами выполнен меньшим, чем величина упругой деформации гибких элементов.

При этом элементы пластической деформации могут быть расположены внутри поперечной балки или на внешней поверхности поперечной балки. Края полок, обращенных навстречу друг другу, могут быть выполнены зубчатыми.

Элементы пластической деформации могут быть расположены внутри поперечной балки или на внешней поверхности поперечной балки.

Ниже приводится пример конкретной реализации настоящего изобретения.

Как видно на фиг.1-3, поперечная балка 1 тележки для вагона имеет коробчатую конструкцию с расположенным на ней узлом продольной связи, представляющим собой поверхность в отверстии 2, на которой с двух сторон вдоль оси (показана пунктиром) тележки установлены гибкие (упругодеформируемые) элементы 3 в виде набора пластин из эластомерного материала (например, резины). Поперечная балка показана с вырывом, через которые видны упругие элементы с одной стороны отверстия 2.

Как видно на фиг.2, гибкие элементы 3 сопрягаются со шкворнем 4, закрепляемым на кузове вагона, шкворень входит в отверстие 2 между гибкими элементами при установке вагона на тележку и может свободно перемещаться в поперечном направлении, а в продольном направлении (вдоль оси движения тележки) его перемещения ограничены этими гибкими элементами. Они воспринимают продольные усилия и передают их на раму тележки. Необходимость в тяге и связанного с ним целого механизма (как у прототипа) отпадает.

Для гашения возникающих при столкновении вагонов (аварии) сил, величина которых в 5-6 раз превышает расчетные продольные усилия, над гибкими элементами 3 также с двух противоположных сторон размещены пластины 5 (фиг.2), выполнены с отогнутыми навстречу друг другу полками, края которых снабжены зубчатой поверхностью 6. Между ней и поверхностью шкворня 4 предусмотрен зазор.

При движении тележки в эксплуатационных условиях зубчатая поверхность не взаимодействует с поверхностью шкворня. На шкворень передаются продольные усилия от поперечной балки только через гибкие элементы 3.

При лобовом столкновении под действием возросших сил гибкие элементы деформируются настолько, что зазор между пластинами и шкворнем выбирается. Сначала происходит пластическая деформация зубьев (разрушение), а затем и остальная часть пластин деформируется с необратимым поглощением энергии удара. При этом снижаются усилия, воздействующие на раму и шкворень тележки. Пластины 5 (фиг.2) образуют орган пластической деформации, действующий при аварии, можно сказать, с той же целью, что и "подушки безопасности", применяемые на автомобильном транспорте.

Пластины этого органа крепятся болтами к поперечной балке и при повреждении заменяются на новые. Пластины располагают ближе к поверхности балки над гибкими элементами (фиг.3), чтобы изгибающий момент относительно центра приложения возникающих сил был бы минимальным. Зазор между пластинами и шкворнем должен быть не более максимальной величины упругой деформации гибких элементов. В выполненном расчете предлагаемой тележки для грузового вагона с нагрузкой на ось 23,5 тс он составил 5-6 мм.

Свободное перемещение шкворня в поперечном направлении ограничено величиной зазора между ним и органом пластической деформации, а при возникновении аварийного случая этот зазор выбирается шкворнем, что вызывает разрушение пластин, как было описано выше. Шкворень в таком случае если подвергается повреждению, то минимальному.

Пример предпочтительного выполнения органа пластической деформации показан на фиг.3, однако он может быть выполнен и в виде другого устройства, обеспечивающего необратимое поглощение энергии удара, например в виде съемного кольца, поверхность которого, обращенная к шкворню, не обладая значительной упругостью, сомнется (подвергнется пластической деформации) при аварии. Благодаря такому осуществлению узла продольной связи на раму тележки передаются только возникающие при эксплуатации продольные силы, которые не дают существенных составляющих в поперечном направлении и не создают дополнительной поперечной нагрузки на раму тележки, а в случае аварии предотвращают ее повреждение. Это положительное свойство является техническим результатом наличия и взаимосвязи существенных признаков изобретения, показанных в предлагаемой формуле.

Примеры исполнения, согласно которым элементы пластической деформации могут быть расположены внутри поперечной балки или на внешней поверхности поперечной балки, иллюстративно не показаны, но конструктивно такие решения не представляют собой сложности в реализации и поэтому не показаны и не описаны детально в рамках данной заявки.

Настоящее изобретение промышленно применимо, так как может быть реализовано с использованием известных технологий и оборудования, применяемого при изготовлении ходовых тележек для подвижного состава.