Фрикционный гаситель колебаний тележки железнодорожного вагона
Владельцы патента RU 2292281:
Общество с ограниченной ответственностью "София-Инвест" (UA)
Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам и касается конструкции гасителя колебаний тележки вагона. Фрикционный клиновой гаситель колебаний содержит подпружиненные фрикционные клинья 2 с вертикальной плоскостью для взаимодействия с плоскостью боковой рамы 1 тележки и наклонной криволинейной опорной поверхностью для взаимодействия с криволинейной наклонной поверхностью подпружиненной надрессорной балки 3. Наклонная опорная поверхность каждого фрикционного клина выполнена криволинейной и имеет в вертикальной плоскости - образующий радиус, равный половине размера проема боковой рамы под рессорный комплект, а в горизонтальной плоскости образующий радиус, равный половине расстояния между осями приложения нагрузки на рессорные комплекты тележки. Технический результат - улучшение ходовых качеств тележки, более стабильная работа фрикционного гасителя колебаний и снижение склонности к "забеганию" боковых рам. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам и может использоваться при проектировании и изготовлении тележек грузовых вагонов.
В тележках грузовых вагонов широкое применение получили фрикционные гасители колебаний с силой трения пропорциональной перемещениям, содержащие клинья, расположенные в гнездах надрессорной балки и упирающиеся в ее наклонные прямолинейные плоскости, прижимаясь вертикальной стороной к стальным фрикционным планкам, укрепленным на боковой раме. Такие фрикционные гасители колебаний применены на тележках 18-100, 18-101, 18-131, 18-578, 18-597 (Россия), 18-755, 18-7020 (Украина) и др.
Недостатком таких фрикционных гасителей колебаний является не стабильная работа гашения колебаний при движении вагона, из-за склонности к заклиниванию клина. Кроме этого, тележки с такими гасителями имеют также склонность к относительному "забеганию" боковых рам, то есть, когда на кривых участках пути боковая рама со стороны наружного рельса отстает от противоположной боковой рамы, увеличивая угол набегания направляющего колеса тележки. В результате чего возникает повышенный износ самого клина и элементов тележки, а также рельсов.
Известны технические решения [1]-[4] - Фрикционный гаситель колебаний рельсового транспортного средства, патент RU 99104191 А, 20.01.2001; Фрикционный клин транспортного средства, патент RU 2001110138 А, 20.05.2003; Фрикционный гаситель колебаний тележки железнодорожного вагона, патент RU 2233759 С1, 10.08.2004; Фрикционный гаситель колебаний тележки грузового вагона, патент RU 40039 U1, 20.04.2004, направленные на устранение данных недостатков, присущие данному гасителю колебаний, за счет применения упругих и износостойких прокладок в зоне сопряжения наклонных поверхностей надрессорной балки и клина, однако они недостаточно препятствуют "забеганию" боковых рам.
Техническим результатом настоящего изобретения является улучшение ходовых качеств тележки, более стабильная работа фрикционного гасителя колебаний и снижение склонности к "забеганию" боковых рам, вследствие чего снизится износ элементов тележки грузового вагона и рельсов.
Указанный технический результат достигается тем, что фрикционный клиновый гаситель колебаний (фиг.1), содержит подпружиненные клинья 2 с вертикальной плоскостью для взаимодействия с плоскостью вертикальных колонок боковой рамы 1 тележки и наклонной криволинейной (торовой) поверхностью [5] для взаимодействия с наклонной криволинейной (торовой) поверхностью подпружиненной надрессорной балки 3.
Наклонная криволинейная (торовая) поверхность клина имеет в вертикальной плоскости образующий радиус, равный половине размера проема боковой рамы под рессорный комплект, а в горизонтальной плоскости - образующий радиус, равный половине расстояния между осями приложения нагрузки на рессорные комплекты тележки.
В надрессорной балке в зоне контакта с клином, выполнены специальные углубления, а их криволинейная (торовая) рабочая поверхность, которая контактирует с клином, имеет гарантировано большие образующие радиусы, чем образующие радиусы рабочей поверхности клина, на величину не меньшую, чем сумма допусков на сопрягаемые детали. Этим достигается "одноточечный контакт" между клином и надрессорной балкой.
Для минимизации сил трения между контактирующими поверхностями надрессорной балки и клина введено "третье тело" криволинейной (торовой) формы 6 (фиг.1), обеспечивающее повышенное скольжение криволинейной поверхности надрессорной балки 3 относительно контактирующей с ней поверхностью клина 2. В качестве "третьего тела" криволинейной (торовой) формы может быть использован как твердый, так и консистентный материал, в зависимости от нагруженности разделяемых им поверхностей и необходимого увеличения степени скольжения.
Фрикционный гаситель колебаний работает следующим образом.
При нормальном расположении элементов тележки (фиг.2), когда продольные оси боковых рам 7 и надрессорной балки 8 взаимно перпендикулярны, а опорная на пружины поверхность 4 надрессорной балки (фиг.1) параллельна опорной поверхности для установки рессорного комплекта 5 боковой рамы, имеет место одноточечный контакт 9 (фиг.2) надрессорной балки и клина в зоне осевой линии 7.
При движении вагона возникают колебания, которые стремятся сместить надрессорную балку и боковую раму в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно нормального, как показано на фиг.2, расположения элементов фрикционного гасителя колебаний.
Благодаря криволинейным образующим сопрягаемых торовых поверхностей надрессорной балки и клина и тому, что образующие кривизну сопрягаемой поверхности радиусы надрессорной балки больше, чем образующие радиусы сопрягаемой поверхности клина, одноточечный контакт 9 смещается вдоль горизонтальной или вертикальной образующих кривизну, а нормальные реакции Fн (фиг.3) на рабочую криволинейную поверхность клина, всегда будут направлены к центру образующей поверхности клина. Это обеспечивает стабильную работу клина в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Ввод "третьего тела" криволинейной (торовой) формы с повышенным скольжением 6 (фиг.1), между контактирующими поверхностями надрессорной балки 3 и клина 2, эффективно и надежно обеспечивает защиту контактирующих поверхностей надрессорной балки и клина. В результате чего достигается повышение надежности всех элементов центрального рессорного подвешивания тележки и снижение износов контактирующих поверхностей.
Кроме этого, в горизонтальной плоскости точка контакта 9 (фиг.3), при возникновении колебаний надрессорной балки 3 или боковой рамы 1, смещается по образующей контактной поверхности клина 2 относительно оси 7. Это приводит к возникновению усилий Fн, которые стремятся сместить клин, а возникающие при этом силы трения Fm гасят вызванные колебания надрессорной балки и боковой рамы в горизонтальной плоскости и препятствуют относительному "забеганию" боковых рам. Возврат системы в нормальное положение осуществляется за счет горизонтальной жесткости рессорных комплектов.
Краткое описание чертежей.
Фиг.1 изображает фрикционный клиновой гаситель колебаний, вид сбоку;
фиг.2 - нормальное расположение элементов фрикционного клинового гасителя колебаний, вид сверху;
фиг.3 - расположение элементов фрикционного клинового гасителя колебаний при возникновении колебаний в горизонтальной плоскости.
Источники информации
1. Фрикционный гаситель колебаний рельсового транспортного средства.
Патент RU Фрикционный гаситель колебаний рельсового транспортного средства. Патент RU 99104191 А, 20.01.2001;
2. Фрикционный клин транспортного средства. Патент RU 2001110138 А, 20.05.2003;
3. Фрикционный гаситель колебаний тележки железнодорожного вагона. Патент RU 2233759 С1, 10.08.2004;
4. Фрикционный гаситель колебаний тележки грузового вагона. Патент RU 40039 U 1,20.04.2004;
5. Тозик В.Т. Электронный учебник по начертательной геометрии. http://trafiic.spb.ru/geom/menu.html
1. Фрикционный клиновой гаситель колебаний, содержащий подпружиненные фрикционные клинья с вертикальной плоскостью для взаимодействия с плоскостью боковой рамы тележки и наклонной криволинейной опорной поверхностью для взаимодействия с криволинейной наклонной поверхностью подпружиненной надрессорной балки, отличающийся тем, что наклонная опорная поверхность каждого фрикционного клина выполнена криволинейной и имеет в вертикальной плоскости образующий радиус, равный половине размера проема боковой рамы под рессорный комплект, а в горизонтальной плоскости образующий радиус, равный половине расстояния между осями приложения нагрузки на рессорные комплекты тележки.
2. Фрикционный клиновой гаситель колебаний по п.1, отличающийся тем, что криволинейная наклонная поверхность надрессорной балки, которая контактирует с фрикционными клиньями, имеет гарантированно большие образующие радиусы, чем образующие радиусы сопрягаемой криволинейной поверхности фрикционных клиньев, на величину, не меньшую, чем сумма допусков на сопрягаемые детали.
3. Фрикционный клиновой гаситель колебаний по п.1, отличающийся тем, что между контактирующими поверхностями надрессорной балки и фрикционных клиньев введено "третье тело", в качестве которого может быть использован как твердый, так и консистентный материал, в зависимости от нагруженности разделяемых им поверхностей и необходимого увеличения степени скольжения.
