Буксовая направляющая



Буксовая направляющая
Буксовая направляющая
Буксовая направляющая
Буксовая направляющая
Буксовая направляющая
Буксовая направляющая
Буксовая направляющая
Буксовая направляющая
Буксовая направляющая
Буксовая направляющая
Буксовая направляющая
Буксовая направляющая
Буксовая направляющая

 


Владельцы патента RU 2467901:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная сельскохозяйственная академия" (RU)

Изобретение относится к подвижному составу железнодорожного транспорта. Буксовая направляющая включает несущие устройства. Несущее устройство состоит из укрепленных на раме тележки и буксе упоров с вогнутыми поверхностями и установленного между ними стержня с выпуклыми поверхностями на торцах, радиус которых в полтора-три раза меньше радиуса вогнутых поверхностей. Номинальная длина стержня по оси симметрии должна быть равна частному от деления удвоенного произведения радиусов вогнутых и выпуклых поверхностей на их разность. Достигается упрощение конструкции буксового узла. 10 ил., 1 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к подвижному составу железнодорожного транспорта и предназначено для использования в буксовых направляющих локомотивов и вагонов, а также может быть применено в автомобилях, качающихся конвейерах и других машинах.

Известны различные конструкции буксовых направляющих: челюстные, цилиндрические, с резинометаллическими шарнирами и др. Каждая конструкция имеет положительные качества и недостатки.

К недостаткам челюстных и цилиндрических направляющих относятся абразивный износ резинометаллических шарниров, существенное увеличение жесткости рессорного подвешивания.

Наиболее близкой к заявляемому предлагаемому изобретению является конструкция реактивной тяги по [1].

В конструкции такой реактивной тяги использованы перемычки и сухари с вогнутыми поверхностями, перекатывающимися по выпуклым поверхностям опор и замыкателя, так как радиусы вогнутых поверхностей в полтора-три раза больше радиусов выпуклых, благодаря чему вместо скольжения происходит перекатывание, что существенно уменьшает износ поверхностей по сравнению с шарнирами скольжения. Тяга работает на растяжение и на сжатие.

Существенным недостатком такой конструкции при использовании в буксовом узле является ее сложность, так как в ней применено семнадцать деталей и шесть высших кинематических пар качения.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение конструкции буксового узла.

Технический результат достигается тем, что вместо сложных конструкций в горизонтальной плоскости буксу и кронштейны боковины связывают упрощенные несущие устройства, каждое из которых состоит из двух упоров с вогнутыми поверхностями, жестко связанных с буксой и рамой тележки, и установленного между ними стержня с выпуклыми поверхностями на торцах, при этом радиус вогнутых поверхностей в полтора-три раза больше радиуса выпуклых поверхностей. Количество деталей сократилось до трех, а высших кинематических пар качения - до двух. Для обеспечения прямолинейного движения буксы длина штанги по оси симметрии должна иметь зависимость от радиусов поверхностей и находиться в пределах, определяемых формулой

где L - длина стержня;

R - радиус вогнутых поверхностей;

r - радиус выпуклых поверхностей.

На фигуре 1 изображен буксовый узел с двумя несущими устройствами 1, расположенными по обе стороны буксы, а на фигуре 2 и 3 конструкция устройства в увеличенном масштабе в двух проекциях.

Каждое устройство состоит из стержня 2 с выпуклыми поверхностями радиуса r на торцах и двух упоров с вогнутыми цилиндрическими поверхностями радиуса R: упора 3, установленного на буксе, и упора 4, жестко укрепленного на кронштейне рамы тележки. Длина стержня по точкам, лежащим на пересечении выпуклых поверхностей с осью симметрии, обозначена буквой L.

Кроме общего вида изображены детальные чертежи в двух проекциях: на фигурах 4 и 5 чертеж стержня, на фигурах 6 и 7 чертеж упора, установленного на буксе, а на фигурах 8 и 9 чертеж упора на раме тележки.

Для передачи силы тяжести штанги и касательных сил предусмотрены цилиндрические поверхности 5 радиуса ρ с центрами в точках 6 и 7 на стержне. Эти поверхности контактируют с поверхностями пазов 8 и 9 на упорах 3 и 4.

Рамные силы от рамы тележки к стержням и от стержней к буксе передаются через поверхности 10 на стержнях и поверхности 11 и 12 на упорах.

Буксовая направляющая работает следующим образом.

При вертикальных колебаниях рамы тележки выпуклые поверхности стержня 2 перекатываются по вогнутым поверхностям упоров 3 и 4. Боковые колебания рамы тележки относительно продольной горизонтальной оси обеспечиваются возможностью поворота упоров 3 относительно буксы за счет шипа 13 на упоре и гнезда в буксе.

Раскрытие изобретения

На подвижном составе железных дорог букса совершает колебания вместе с верхним строением пути, а рама тележки относительно буксы. На фигуре 10 приведена расчетная схема, в которой рама тележки неподвижна, а букса совершает колебания относительно рамы тележки. Связь в горизонтальном направлении между буксой и буксовым проемом рамы тележки осуществляется двумя стержнями 1, на торцах каждого из которых выполнены выпуклые поверхности радиуса r. Каждый стержень опирается на вогнутые поверхности радиуса R упора 2, установленного на буксе, и упора 3 - на раме тележки. Длина штанги равна L.

Предполагаем, что букса не поворачивается относительно своей оси. Это можно обеспечить установкой пружин одинаковой жесткости, а также установкой трех или четырех несущих устройств.

Рассмотрим только левый поводок. Введем неподвижную систему координат zox: ось х направлена горизонтально, z - вертикально. За независимую переменную принимаем угол φ. Выделим на оси симметрии поверхности R на буксе точку S и две точки контакта: К с упором 3 и K' с упором 2.

При перемещении буксы (точки S) вверх на величину Z штанга повернется на угол φ. Длина дуги, проходимой точкой контакта по выпуклой поверхности от среднего положения, равна rα, а по вогнутой R(α-φ). Если перекатывание происходит без скольжения, то эти дуги равны, т.е.

Из этого равенства выразим кинематическую связь между углами

Запишем параметрические уравнения движения точек S и K в зависимости от углов φ и α, при этом координаты точки S записываем без индексов, а точки K с индексом k.

После подстановки вместо α-φ из (3) получим:

Горизонтальные силы от буксы на раму тележки и наоборот передаются по линии K'K, соединяющей точки контакта K' на буксе и K на раме тележки. Тангенс угла Θ наклона линии K'K к горизонтальной оси определяется отношением разности вертикальных координат этих точек к разности горизонтальных.

После подставки (8)…(11) и преобразований

Анализ, проведенный нами показал, что допускаемая угловая амплитуда колебаний стержня должна быть ограничена 30°. Чтобы горизонтальные силы стержней не оказывали влияния на вертикальные колебания tgΘ должен стремиться к нулю. Знаменатель в формуле (13) всегда положителен, так как косинус угла при положительном и отрицательном φ положителен, следовательно, чтобы tgΘ был равен нулю, числитель должен быть равен нулю.

Из выражения числителя, приравненного к нулю, выразим длину стержня L

В среднем положении (φ=0) имеет место неопределенности %. После раскрытия ее по правилу Лопиталя получено

Если φ≠0, но R=2r, то длина стержня L не зависит от угла φ и равна

Если же φ≠0 и R≠2r, то, чтобы траектория точки K' представляла прямую линию, длина стержня L должна быть переменной и зависимой от изменения угла φ. Конструктивно это выполнить невозможно.

Поэтому принимаем величину L постоянной, определяемой по формуле (15). В частных случаях: при R=1,5r, L=6r, при R=3r, L=3r.

По формулам (15), (8) и (9), подставляя значения L, и φ, проведены расчеты кинематических характеристик буксового узла.

Результаты приведены в таблице, где Δx=f(0)-f(φ).

Для определения характеристик zS, xS и Δx данные из таблицы необходимо умножить на радиус r.

Выводы из анализа таблицы.

1. Оптимальным является первый вариант .

2. Во втором варианте максимальную угловую амплитуду стержня следует ограничить 20°.

3. В третьем варианте с увеличением угла φ параметр xS(φ), хотя и незначительно, возрастает. Поэтому, чтобы избежать заклинивания буксы, необходимо обеспечить начальный зазор при установке буксы.

4. Допускается примерять любые значения отношения радиусов в диапазоне от 1,5 до 3. По мере приближения отношения к двум как с одной, так и с другой стороны, все характеристики будут приближаться к варианту 1.

Источник информации

1. А.С. СССР №1687486, МКИ В61F 5/00, заявлено 25.01.89, №4641385/11 и опубликовано 30.10.91 в бюл. №40.

Буксовая направляющая, включающая несущие устройства, каждое из которых состоит из укрепленных на раме тележки и буксе упоров с вогнутыми поверхностями и установленного между ними стержня с выпуклыми поверхностями на торцах, радиус которых в полтора-три раза меньше радиуса вогнутых поверхностей, отличающаяся тем, что номинальная длина стержня по оси симметрии должна быть равна частному от деления удвоенного произведения радиусов вогнутых и выпуклых поверхностей на их разность.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ремонта железнодорожного подвижного состава, в частности к восстановлению буксовых направляющих боковых рам 7 тележек грузовых вагонов.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к конструкции сменных наличников, устанавливаемых между буксами и боковыми рамами тележки. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к тележкам грузовых вагонов

Изобретение относится к рамам тележек рельсовых транспортных средств. Тормозная балка имеет торсионно-мягкое открытое сечение, а связь с обеими продольными балками рамы тележки выполнена в виде жесткого бесшарнирного соединения. Тормозной механизм (6) закреплен на тормозной балке (3, 4) таким образом, что линия действия тормозных сил проходит через центр (Р) приложения силы тяги, находящийся вне сечения тормозной балки (3, 4). Достигается исключение торсионной нагрузки, а также уменьшение массы тормозной балки. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Трехосная тележка содержит раму (1), связанную через рессорное подвешивание (2) с крыльями (4) букс (3) колесных пар. Поводки (8) крайних букс колесных пар тележки состоят из двух шарнирно связанных между собой вертикально расположенными пальцами (9) частей. Концы поводков снабжены шлицевыми отверстиями, взаимосвязанными с ответными шлицами, выполненными на вертикально расположенных упругих пальцах (7, 11), которые жестко присоединены с одной стороны к крыльям букс, а с другой - к раме тележки. Уменьшается износ колесных пар при прохождении кривых участков рельсового пути. 4 ил.

Железнодорожная тележка (1) содержит раму (2), поперечную балку (4), колесную ось (6) и средства (16) подвески, выполненные с возможностью крепления колесной оси к раме. Средства подвески содержат три элемента (18, 20, 22) подвески, а именно нижний элемент (18) подвески, соединяющий нижнюю часть колесной оси с нижней частью поперечной балки, верхний элемент (20) подвески, соединяющий верхнюю часть колесной оси с верхней частью поперечной балки и диагональный элемент (22) подвески, расположенный между нижним элементом подвески и верхним элементом подвески и соединяющий нижнюю часть колесной оси с верхней частью поперечной балки. Упрощается конструкция тележки, уменьшается ее масса. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх