Немоторная тележка высокоскоростного железнодорожного транспортного средства

Изобретение относится к рельсовому транспорту. Немоторная тележка выполнена с возможностью размещения на ней элементов тормозного оборудования и рессорного подвешивания и содержит две немоторные колесные пары, установленные на раме. Каждая немоторная колесная пара содержит ось, два напрессованных на ось колеса, а также установленные на оси основной тормозной диск и два дополнительных тормозных диска, размещенных по обе стороны от основного тормозного диска на равных расстояниях от него. Ступицы всех тормозных дисков напрессованы на ось, рабочая часть каждого тормозного диска съемно крепится к ступице при помощи крепежных элементов и в рабочей части каждого тормозного диска предусмотрены вентиляционные каналы, образованные ребрами охлаждения. Рама образована двумя продольными, изогнутыми средней частью вниз балками и одной поперечной балкой, соединяющей средние части продольных балок между собой. На продольных балках предусмотрены элементы крепления для двух колесных пар. На поперечной балке предусмотрены элементы крепления для дискового тормозного оборудования, причем с каждой стороны поперечной балки на равном расстоянии друг от друга расположено по три указанных элемента. В средней части поперечной балки выполнен технологический проем, позволяющий размещать элементы лемнискатного механизма. Достигается повышение скоростного режима железнодорожного транспортного средства. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Изобретение относится к рельсовому транспорту и может быть использовано в ходовой части железнодорожного подвижного состава, особенно скоростного пассажирского транспорта.

В настоящее время, в связи со значительно возросшими скоростями движения рельсового транспорта, к тележкам предъявляются повышенные требования, поскольку тележка - основной несущий узел вагона. На нее передается вес кузова, силы тяги и торможения, развиваемые каждой колесной парой. При движении тележки по прямому или кривому участку пути она воспринимает силы, действующие от колесных пар при взаимодействии их с рельсами в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Из уровня техники известны немоторные тележки рельсовых транспортных средств (Бирюков И.В. и др. Механическая часть тягового подвижного состава. - М.: Транспорт, 1992, с.365-385), применяемые на электровозах и тепловозах, в том числе пассажирских.

Недостатком известных технических решений является несоответствие их технических характеристик новым требованиям, предъявляемым современным железнодорожным транспортом к узлам и деталям подвижного состава, таким, например, как массогабаритные показатели, возможность размещения дополнительного и/или усовершенствованного оборудования, прочностные характеристики и т.д.

Задачей предлагаемого изобретения является создание немоторной тележки, позволяющей использовать ее на высокоскоростных пассажирских железнодорожных транспортных средствах.

Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемого изобретения, заключается в возможности повышения скоростного режима железнодорожного транспортного средства за счет одновременного снижения массы тележки в целом, повышения эффективности восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий и за счет повышения эффективности торможения.

Указанный технический результат достигается за счет того, что немоторная тележка высокоскоростного железнодорожного транспортного средства выполнена с возможностью размещения на ней элементов тормозного оборудования и рессорного подвешивания и содержит две немоторные колесные пары, установленные на раме. Новым является то, что в предлагаемой тележке каждая немоторная колесная пара содержит ось, два напрессованных на ось колеса, а также установленные на оси основной тормозной диск и два дополнительных тормозных диска, размещенных по обе стороны от основного тормозного диска на равных расстояниях от него, при этом ступицы всех тормозных дисков напрессованы на ось, рабочая часть каждого тормозного диска съемно крепится к ступице при помощи крепежных элементов и в рабочей части каждого тормозного диска предусмотрены вентиляционные каналы, образованные ребрами охлаждения, рама образована двумя продольными, изогнутыми средней частью вниз, балками и одной поперечной балкой, соединяющей средние части продольных балок между собой, причем на продольных балках предусмотрены элементы крепления для двух колесных пар, на поперечной балке предусмотрены элементы крепления для дискового тормозного оборудования, причем с каждой стороны поперечной балки на равном расстоянии друг от друга расположено по три указанных элемента, а в средней части поперечной балки выполнен технологический проем, позволяющий размещать элементы лемнискатного механизма.

Оснащение немоторной колесной пары тремя вентилируемыми тормозными дисками, расположенными на равном расстоянии друг от друга, позволяет оптимизировать тормозные процессы, повысить эффективность торможения и улучшить охлаждение деталей тормозного механизма.

Выполнение рамы предлагаемой формы, с выгнутыми продольными балками и только с одной поперечной балкой, имеющей технологический проем, позволяющий размещать элементы лемнискатного механизма, позволяет снизить массу рамы, способствует уменьшению сопротивления набегающего потока во время движения, позволяет повысить эффективность восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий. Наличие дополнительных элементов крепления позволяет использовать дисковое тормозное оборудование. Все вышеперечисленное позволяет повысить скоростной режим железнодорожного транспортного средства.

Для повышения эффективности восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий, а также для повышения комфортности рессорное подвешивание рамы может быть выполнено двухступенчатым, при этом вторая ступень рессорного подвешивания может быть выполнена пневматической.

Далее предлагаемое изобретение будет раскрыто более подробно со ссылкой на графические материалы, на которых:

- фиг.1 - принципиальная схема предлагаемой тележки, вид сверху;

- фиг.2 - принципиальная схема предлагаемой тележки, вид сбоку;

- фиг.3 - принципиальная схема немоторной колесной пары;

- фиг.4 - принципиальная схема рамы, вид сверху;

- фиг.5 - принципиальная схема рамы, вид сбоку;

- фиг.6 - трехмерное изображение рамы (перевернуто на 180°).

Описываемая в рамках данной заявки тележка будет использована на высокоскоростном пассажирском железнодорожном транспортном средстве, для удобства использования и обслуживания которого предполагается, что все тележки будут иметь модульную конструкцию. Основные узлы, насколько это возможно, в немоторных и моторных тележках будут выполнены идентично.

Предлагаемая немоторная тележка 1 высокоскоростного железнодорожного транспортного средства выполнена с возможностью размещения на ней элементов тормозного оборудования и рессорного подвешивания и содержит две немоторные колесные пары 2, установленные на раме.

Немоторная колесная пара состоит из оси 3, двух колес 4, основного тормозного диска 5 и двух дополнительных тормозных дисков 6 и 7.

Дополнительные тормозные диски 6 и 7 установлены по обе стороны от основного тормозного диска 5 на равных расстояниях "а" от него.

Ступицы всех тормозных дисков напрессованы на ось. Рабочая часть каждого тормозного диска съемно крепится к ступице при помощи крепежных элементов. Рабочая часть каждого тормозного диска имеет две тормозные плоскости, отвод тепла от которых эффективно осуществляется по вентиляционным каналам, образованным ребрами охлаждения.

Вынос тормозных дисков в пространство между колесами 4 и расположение их на равном расстоянии друг от друга позволяет снизить динамические и температурные нагрузки на колеса 4 и элементы 8 тормозной системы и более эффективно распределять и использовать тормозные силы, значительно уменьшая тормозной путь рельсового транспортного средства.

Колеса 4 напрессовываются на ось 3 посредством холодной прессовой посадки. Перед запрессовкой колес 4 и тормозных дисков поверхности посадочных отверстий и посадочные места оси 3 покрываются ровным слоем смазочного средства, обеспечивающего электропроводность посадки и не снижающего усталостную прочность оси 3.

Открытая поверхность оси 3 и колес 4 покрывается грунтовочным лаком, а затем кроющим лаком. Это покрытие защищает поверхности от коррозии.

Каждый буксовый узел колесной пары может быть оснащащен температурным датчиком (не показан), информация с которого в режиме реального времени может передаваться на пульт управления рельсовым транспортным средством, что позволит осуществлять постоянный контроль и регулировать тормозные и разгонные процессы движения.

Рама 9 немоторной тележки 1 высокоскоростного железнодорожного транспортного средства образована двумя продольными балками 10 и одной поперечной балкой 11.

Каждая продольная балка 10 изогнута средней частью 12 вниз.

Поперечная балка 11 соединяет средние части 12 продольных балок 10 между собой.

Использование в предлагаемой конструкции одной поперечной балки достаточной жесткости (вместо двух - как в известных конструкциях) позволяет уменьшить массу рамы и значительно оптимизировать распределение тяговых и тормозных усилий, возникающих в процессе движения высокоскоростного железнодорожного транспортного средства. Характерная внешняя форма рамы, получаемая за счет изгиба продольных балок, также способствует оптимизации распределения тяговых и тормозных усилий и, помимо этого, ведет к уменьшению аэродинамического сопротивления.

На продольных балках 10 предусмотрены элементы крепления 13, например кронштейны, для двух колесных пар.

На поперечной балке 11 предусмотрены элементы крепления 14, например кронштейны, для элементов 8 дискового тормозного оборудования каждой немоторной колесной пары.

Возможность использования дисковых тормозов для каждой немоторной колесной пары значительно повышает эффективность торможения, что позволяет использовать предлагаемые тележки на высокоскоростных пассажирских железнодорожных транспортных средствах.

В средней части поперечной балки 11 выполнен технологический проем 15, позволяющий размещать элементы лемнискатного механизма.

Выполнение технологического проема позволяет, с одной стороны, повысить жесткость рамы и оптимизировать распределение тяговых и тормозных усилий, а с другой стороны, уменьшить массогабаритные показатели рамы, оптимизировать компоновку узлов и деталей немоторной тележки и повысить ее аэродинамические характеристики.

На концах продольных балок 10 предусмотрены места 16 для установки пружин 17 первой ступени рессорного подвешивания.

Вторичное вертикальное подрессоривание производится с помощью пневморессор 18.

Воздушная амортизация на каждой тележке состоит из двух систем воздушных рессор. Непосредственно к пневморессорам присоединен дополнительный резервуар сжатого воздуха, который крепится поверх тележки на траверсе кузова вагона. Регулировка уровня второй ступени подрессоривания для уравнивания различных состояний нагружения производится устройством управления пневморессор.

Для увеличения устойчивости к боковой качке предусмотрены упоры боковой качки.

При отказе пневморессоры кузов вагона может опуститься на аварийные пружины, при этом возможно передвижение с ограничением по скорости до 120 км/ч.

Выполнение рессорного подвешивания двухступенчатым позволяет добиться более эффективного восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий, а также повысить эргономические характеристики высокоскоростных пассажирских железнодорожных транспортных средств.

Вследствие различной адаптации тележек к массе и положению центра тяжести отдельных вагонов, а также в результате различной настройки подрессоривания тележки без изменений настройки взаимозаменяемы только в пределах вагонов одного типа.

Таким образом, предлагаемые конструкция и компоновка заявляемой немоторной тележки позволяют использовать ее на высокоскоростных пассажирских железнодорожных транспортных средствах за счет одновременного снижения массы рамы, повышения эффективности восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий, а также за счет повышения эффективности торможения и за счет повышения эргономических характеристик.

1. Немоторная тележка высокоскоростного железнодорожного транспортного средства, выполненная с возможностью размещения на ней элементов тормозного оборудования и рессорного подвешивания и содержащая две немоторные колесные пары, установленные на раме, отличающаяся тем, что каждая немоторная колесная пара содержит ось, два напрессованных на ось колеса, а также установленные на оси основной тормозной диск и два дополнительных тормозных диска, размещенных по обе стороны от основного тормозного диска на равных расстояниях от него, при этом ступицы всех тормозных дисков напрессованы на ось, рабочая часть каждого тормозного диска съемно крепится к ступице при помощи крепежных элементов и в рабочей части каждого тормозного диска предусмотрены вентиляционные каналы, образованные ребрами охлаждения, рама образована двумя продольными, изогнутыми средней частью вниз балками и одной поперечной балкой, соединяющей средние части продольных балок между собой, причем на продольных балках предусмотрены элементы крепления для двух колесных пар, на поперечной балке предусмотрены элементы крепления для дискового тормозного оборудования, причем с каждой стороны поперечной балки на равном расстоянии друг от друга расположено по три указанных элемента, а в средней части поперечной балки выполнен технологический проем, позволяющий размещать элементы лемнискатного механизма.

2. Тележка по п.1, отличающаяся тем, что рессорное подвешивание выполнено двухступенчатым.

3. Тележка по п.2, отличающаяся тем, что вторая ступень рессорного подвешивания выполнена пневматической.