Автoры: Сливинcкий Евгений Ваcильевич, Киcелёв Валентин Иванoвич, Рoдиoнoв Алекcандр Владимирoвич, Харламoва Алекcандра Андреевна
Изoбретение oтнocитcя к рельcoвым транcпортным cредcтвам. Грузовой вагон cоcтоит из кузова, рамы, надреccорных балок и тележек, имеющих реccорное подвешивание, выполненное торcионным. Рычаги (11) торcионов выполнены упругими и cвоими концами шарнирно присоединены к опорным роликам (12), перекатывающимся по дуговым поверхностям направляющих (14) боковин тележек. Центры вращения рычагов смещены относительно центров образующих дуговых поверхностей упомянутых направляющих боковин тележек друг относительно друга по высоте. Изобретение повышает эффективность использования торсионного подвешивания вагонов. 3 ил.
Известен грузовой вагон, описанный в книге «Технический справочник железнодорожника», том 6-ой подвижной состав, гл. редактор Е.Ф.Рудой, Государственное транспортное железнодорожное издательство, М., 1952 и показанный на стр.572, рис.4. Такой вагон состоит из кузова, расположенного на двух двухосных тележках, с литыми стальными боковинами (см. эту же книгу, стр.612, рис.73). Такие тележки включают в себя надрессорную балку со шкворнем, опертую через комбинированное рессорное подвешивание на стальные литые боковины (см. эту же книгу, стр.611, 34 строка снизу в левой части листа), и снабжены колесными парами. Существенным недостатком такого вагона является невысокая его плавность хода и сложность конструкции рессорного подвешивания с точки зрения относительно высокой металлоемкости и недостаточной надежности.
Известен также грузовой железнодорожный вагон, описанный в патенте RU 2273579, состоящий из кузова, надрессорных балок и тележек, на которых в качестве рессорных комплектов установлены торсионы, контактирующие своими рычагами с поверхностями боковин тележек. Существенным недостатком такого рессорного подвешивания вагона является то, что, во-первых, рычаги торсионов не участвуют в демпфировании динамических нагрузок, возникающих в рессорном подвешивании, и, во-вторых, наличие кинематической пары скольжения (рычаг торсиона - направляющая боковины тележки) снижает ее долговечность.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является расширение эксплуатационных характеристик торсионного рессорного подвешивания грузового вагона.
Поставленная цель достигается тем, что каждый из рычагов стержней торсионов выполнен упругим и на своих концах снабжен подвижными телами качения, например шарнирно установленными на них опорными роликами, взаимодействующими с дуговыми поверхностями направляющих боковин тележек, причем центры вращения рычагов стержней торсионов и центр образующих дуговых поверхностей боковин тележек смещены друг относительно друга как по горизонтали, так и по вертикали, а радиусы рычагов по поверхностям катания опорных роликов и упомянутых дуговых поверхностей направляющих боковин тележек различны между собой.
На фиг.1 показан общий вид грузового вагона сбоку, на фиг.2 - его тележка, также вид сбоку; на фиг.3 - кинематическая принципиальная схема торсионного рессорного подвешивания при виде на тележку с торца.
Грузовой вагон состоит из кузова 1, установленного на раме 2, которая с помощью шкворней 3 связана с надрессорными балками 4, расположенными в окнах 5 боковин тележек 6. В боковинах тележек 6 установлены буксы 7 колесных пар 8. На надрессорных балках 4 закреплены опоры 9, в которых установлены стержни торсионов 10, и к последним жестко присоединены рычаги 11, снабженные опорными роликами 12. Опорные ролики 12 взаимодействуют с горизонтальной направляющей 13 и с дугообразными поверхностями направляющих 14 боковин тележек 6. Грузовой вагон перемещается по рельсовому пути 15.
Работает грузовой вагон следующим образом. В зависимости от действия величины статической нагрузки Рст (см. фиг.3), приложенной к надрессорной балке 4 грузового вагона, а она может присутствовать как у порожнего, так и у полностью загруженного грузом кузова 1, опорные ролики 12 могут занимать любые положения на горизонтальной направляющей 13 за счет того, что надрессорная балка относительно вертикальной оси XX располагается на различной высоте в окне 5 боковины 6 тележки, упруго деформируя стержни торсионов 10 (конструкция и работа торсионов хорошо известна в технике и, например, описана в книге «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов» под ред. А.А.Камаева. - М.: Машиностроение, 1981, на стр.88), которые размещены в поперечной плоскости тележки вагона в опорах 9. При движении грузового вагона в составе поезда или вне его, если динамические нагрузки Рд, вызываемые неровностями рельсового пути 15, незначительны, то колебания надрессорной балки по оси XX способствуют перекатыванию опорных роликов 12, также как и в предыдущем случае, по горизонтальной направляющей 13, и их рычаги 11, получая угловой поворот относительно точек О, закручивают стержни торсионов 10, производя гашение таких колебаний. В случае же, если динамические нагрузки Рд резко возрастают, то опорные ролики 12 достигают такого положения, как это показано на фиг.3, и, соприкоснувшись с дугообразными поверхностями направляющих 14 боковин тележек 5, начинают перемещаться не по траекториям М, ограниченным расстоянием rр, а по траекториям N, радиус rБ которых находится не в точке О, а в точке O/. В результате того, что траектория N имеет отличие от траектории М, рычаги 11 за счет того, что они выполнены упругими, упруго деформируются так, как это показано на фиг.3, что создает добавочное сопротивление к закрутке стержней торсионов 10, а следовательно, и движению надрессорной балки 4 по оси XX в нижнюю часть чертежа фиг.3. После исчезновения вышеуказанной динамической нагрузки Рд, под действием сил упругости, возникших в рычагах 11 и стержнях торсионов 10, опорные ролики 12 возвращаются в исходное положение, также возвращая в исходное положение надрессорную балку 4 и кузов 1 грузового вагона. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известным очевидно, так как оно направлено на повышение плавности хода грузовых вагонов за счет более эффективного использования деталей торсиона при гашении их колебаний.
