Трехтележечное транспортное средство и средняя тележка конструкции в.в. бодрова

Группа изобретений относится к железнодорожному транспорту, в частности к трехтележечным транспортным средствам и к их тележкам. Трехтележечное транспортное средство включает емкость для перевозки материалов, две поворотные и среднюю поперечно перемещаемую тележки, а также опору на среднюю тележку. Опора средней тележки содержит продольную балку с узлом стыковки с ее верхней опорной плитой. К обеим боковым поверхностям продольной балки симметрично относительно ее середины жестко закреплены по две или по четыре проушины в зависимости от количества пар боковых рам в средней тележке. Проушины шарнирно соединены посредством пар шарнирно соединенных шатунов, подпружиненных с усилием, направленным на увеличение угла между шатунами в каждой паре, с проушинами средней тележки. Средняя тележка включает верхнюю опорную плиту с узлом стыковки с продольной балкой, нижнюю опорную плиту, жестко соединенную с надрессорной балкой двухосной или с соединительной балкой четырехосной тележки. Противоположные боковые рамы тележки жестко соединены горизонтальной рамой, имеющей над каждой боковой рамой по две проушины. Достигается повышение эффективности средней тележки в транспортных средствах различных типов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Устройство относится к рельсовым грузовым транспортным средствам.

Известно устройство для шлакоуборки [1], включающее котел для перевозки жидкого металлургического шлака, состоящий из трех жестко скрепленных секций, каждая из которых опирается на свою тележку, крайние секции - на поворотные тележки, а средняя - на поперечно перемещаемую. Изобретение не реализовано в основном по той причине, что не была предложена конструкция средней тележки и ее сочленения с кузовом.

Проблема в том, что при движении транспортного средства (в дальнейшем ТС) в кривой пути на него действует центробежная сила, передающаяся через тележки на рельсы. Если средняя тележка выполнена только с возможностью поперечного перемещения, но не имеет механизма передачи горизонтальной нагрузки, то у ТС повышенной грузоподъемности повышенная горизонтальная нагрузка будет восприниматься только поворотными тележками посредством шкворней, что существенно сократит длительность их срока службы.

Известно и принято в качестве прототипа устройство по патенту [2]. Трехтележечный вагон включает раму с хребтовой и поперечными балками, опирающимися на две поворотных и среднюю поперечно перемещаемую тележки. В середине хребтовой балки выполнен узел стыковки с верхней опорной плитой средней тележки, а в поперечных балках выполнены соосные отверстия с осями, паралельными продольной оси вагона, и в них размещены торсионы с кривошипно-шатунными механизмами.

Средняя тележка включает механизм сочленения с вагоном, содержащий опорные плиты с плоскими рабочими поверхностями - нижнюю, жестко закрепленную на надрессорной балке двухосной, или соединительной балке четырехосной тележки, и верхнюю, жестко соединенную с хребтовой балкой, а также размещенные между ними ролики, объединенные сепаратором. На обоих концах как минимум одного ролика выполнены шестерни центрирования с радиусом начальной окружности, равным радиусу качения роликов, шестерни входят в зацепление с зубчатыми рейками центрирования, жестко закрепленными к верхней и/или нижней опорной плите. Нижняя опорная плита шарнирно соединена с шатунами кривошипно-шатунных механизмов.

Торсионы с кривошипно-шатунными механизмами, соединенными с нижней опорной плитой средней тележки, частично передают на нее горизонтальные силы кузова. Из-за необходимости закручивать торсионы на угол более 180° их длина должна превышать 5 метров, при такой длине они при закручивании склонны к самопроизвольным прогибам.

Проблема увеличения грузоподъемности характерна для практически всех видов ТС, особенно для цистерн и думпкаров, а средняя тележка позволяет в значительной мере ее решить, но механизм передачи горизонтальной нагрузки, содержащий торсионы большой длины, существенно ограничивает его применение. Например, цистерны не имеют достаточного количества промежуточных поперечных балок, отверстия в которых поддерживали бы прямолинейность торсионов, в думпкарах пространство на уровне хребтовой балки и верха тележек перекрыто силовыми пневмоцилиндрами.

Недостаток прототипа - ограниченность применения.

Задача изобретения - расширение области применения средней тележки путем повышения компактности механизма передачи на нее горизонтальной нагрузки.

Задача решается за счет того, что в трехтележечном транспортном средстве, включающем емкость для перевозки материалов, две поворотные и среднюю поперечно перемещаемую тележки, а также опору на среднюю тележку, содержащую продольную балку, например, хребтовую, с узлом стыковки с ее верхней опорной плитой, согласно изобретению, к обеим боковым поверхностям продольной балки симметрично относительно ее середины жестко закреплены по две или по четыре проушины в зависимости от количества пар боковых рам в средней тележке, проушины шарнирно соединены посредством пар шарнирно соединенных шатунов, подпружиненных с усилием, направленным на увеличение угла между шатунами в каждой паре, с проушинами средней тележки.

Дополнительно к этому, шатуны выполнены равной длины, превышающей половину максимально возможного поперечного смещения средней тележки относительно продольной балки в кривых пути, расстояние между проушинами продольной балки равно расстоянию между проушинами средней тележки.

В средней тележке, включающей верхнюю опорную плиту с узлом стыковки с продольной балкой, нижнюю опорную плиту, жестко соединенную с надрессорной балкой двухосной или с соединительной балкой четырехосной тележки, размещенные между ними объединенные сепаратором ролики с механизмом их противоскольжения, а также боковые рамы с колесными парами, согласно изобретению противоположные боковые рамы тележки жестко соединены горизонтальной рамой, имеющей над каждой боковой рамой по две проушины, шарнирно соединенные с проушинами продольной балки посредством пар шарнирно соединенных шатунов, подпружиненных с усилием, направленным на увеличение угла между шатунами в каждой паре.

Проушины и шатуны - необходимые элементы большинства типов шарнирных соединений. В предложенном ТС и в средней тележке (в дальнейшем - тележка) признак «пары шарнирно соединенных шатунов, подпружиненных с усилием, направленным на увеличение угла между шатунами в каждой паре», обеспечивает желаемое силовое взаимодействие между опорой и тележкой. Как известно, в шарнирно соединенном стержневом треугольнике с нагруженной вершиной, на основание действуют соосные ему и направленные в противоположные стороны силы, пропорциональные тангенсу половины угла между боковыми стержнями. При стремлении этого угла к 180° тангенс его половины стремится к бесконечности. Это свойство треугольника и положено в основу предложенного механизма. Основанием треугольника является расстояние между осями проушин на продольной балке и на горизонтальной раме, соединяющей боковые рамы тележки, а боковые стороны треугольника - пара шатунов.

Длина пары шатунов в пределе равна наибольшему возможному смещению тележки относительно оси цистерны, эта длина должна быть равной или большей смещения в кривой пути минимально допустимого радиуса, но при равенстве этих длин угол раскрытия шатунов равен 180° и выход из кривой пути минимального радиуса возможен с разрушением одного из элементов соединения, значит, длина шатунов должна превышать половину допустимого смещения тележки. Равенство длин шатунов и расстояний между парами проушин обеспечивает симметричность действующих в шарнирах усилий и наибольшую величину результирующих поперечных сил.

Соединение боковых рам тележки посредством жестко закрепленной к ним горизонтальной рамы минимизирует отклонение боковых рам от вертикали при горизонтальной силе действия на них.

Механизм двухосной тележки включает с каждой стороны продольной балки по две пары шатунов, вершины угла между которыми соединены общей пружиной сжатия. Соответственно четырехосная тележка включает две двухосных со своими механизмами. В кривой пути угол поворота двухосных тележек в составе четырехосной относительно соединительной балки меньше 1° и несущественно влияет на работу механизма.

Изложенная сущность изобретения поясняется чертежами:

Фиг. 1 - Возможные варианты десяти- и двенадцатиосных транспортных средств.

Фиг. 2 - Поперечный разрез двухосной средней тележки и опоры, например, цистерны, в прямой пути.

Фиг. 3 - Поперечный разрез двухосной средней тележки и опоры, например, цистерны, в кривой пути.

Фиг. 4 - Поперечный разрез четырехосной средней тележки и опоры, например, вагона, в прямой пути.

Фиг. 5 - Поперечный разрез четырехосной средней тележки и опоры, например, вагона, в кривой пути.

Фиг. 6 - Продольный разрез по продольной балке транспортного средства.

Ходовая часть ТС - платформы 1 (фиг. 1), вагона 2, цистерны 3 или думпкара 4, - включает две поворотные 5 и одну поперечно перемещаемую тележки - двухосную 6 (фиг. 1, 2) или четырехосную 7 (фиг. 1, 4). Средняя опора включает раму с продольной (хребтовой) 8 (фиг. 2, 4, 6) балкой, жестко скрепленной с верхней опорной плитой 9 (фиг. 3, 5, 6), перемещающейся на роликах 10 (фиг. 3, 5) относительно нижней опорной плиты 11 (фиг. 3, 5, 6), жестко закрепленной на надрессорной балке 12 (фиг. 3) двухосной тележки 6 или на соединительной балке 13 (фиг. 5) тележки 7.

К продольной балке 9 жестко закреплены проушины 14 (фиг. 3, 4, 6), шарнирно соединенные посредством пар шатунов 15 (фиг. 3, 6) с проушинами 16 (фиг. 2, 6), жестко соединенными с горизонтальной рамой тележки, состоящей из жестко закрепленных к боковым рамам 17 (фиг. 2, 4, 6) лежаков 18, соединенных поперечными балками 19. Шарнирное соединение пар шатунов 15 объединено с упором 20 (фиг. 5, 6) пружин 21 (фиг. 6).

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении ТС 1-4 (на прямом участке пути) смещение тележки 6, 7 нулевое, углы между парами шатунов 15 равны, поэтому при одинаковых параметрах пружин 21 механизма силы давления на продольную балку через проушины 14 с обеих сторон равны и направлены в противоположные стороны, результирующая их равна нулю. Силы давления через проушины 16 на лежаки 18 горизонтальной рамы тележки также равны, направлены в противоположные стороны и замыкаются в поперечных балках 19 рамы.

При вхождении ТС в кривую пути тележки 5 поворачиваются, ТС занимает положение хорды кривой, а внутренний рельс через гребни колес удерживает тележку 6. 7 на колее, при этом образуется поперечное смещение тележки относительно продольной балки в сторону внешнего рельса, действующая на ТС и тележку центробежная сила направлена в ту же сторону. Угол между парами шатунов 15 с этой стороны увеличивается, а с противоположной стороны уменьшается. Соответственно со стороны наружного рельса увеличивается сила распора между продольной балкой и тележкой - частично гасится центробежная сила, действующая на ТС и на эту величину увеличивается сила давления гребней колес тележки на наружный рельс.

При перемещении тележки 6, 7 ролики 10 перекатываются относительно опорных плит 9 и 11 в направлении перемещения на величину, вдвое меньшую величины перемещения нижней плиты 11. Жестко соединенные со средним роликом 10 шестерни центрирования механизма противоскольжения (не показаны) с диаметром начальной окружности, равным диаметру поверхности катания роликов, перекатываются по зубчатым рейкам (не показаны) так, что этот ролик катится без скольжения, а сепараторы обеспечивают одинаковое перекатывание всех роликов 10. На выходе из кривой пути тележка перемещается в обратном направлении, при этом нижняя опорная плита 11, ролики 10 и пары шатунов 15 с пружинами 21 возвращаются в исходное положение.

Таким образом, предложенный механизм передачи горизонтальных сил на среднюю тележку от опоры на нее транспортного средства имеет простую конструкцию и длину, не превышающую длину тележки, горизонтальная сила, образующаяся при поперечном смещении тележки, обеспечивает частичное гашение центробежной силы и примерно равномерное распределение ее на все колесные пары транспортного средства. Это позволяет расширить возможности применения средней тележки в транспортных средствах различных типов - в платформах, вагонах, цистернах, думпкарах, и обеспечить возможность повышения в полтора раза их грузоподъемность.

Источники информации

1. Чудаков Ф.Я., Бодров В.В., Довгопол В.И. и др. Устройство для шлакоуборки. Авт. св. СССР №457626, кл. B61D 5/00; B65G 67/42. Опубл. 25.01.1975. Бюл. №3.

2. Бодров В.В. (UA). Тривiзковий вагон В.В. Бодрова. Патент UA №89314 U, МПК: B61F 1/02; B61F 5/16. Опубл. 10.04.2014, Бюл. №7.

1. Трехтележечное транспортное средство, включающее емкость для перевозки материалов, две поворотные и среднюю поперечно перемещаемую тележки, а также опору на среднюю тележку, содержащую продольную балку, например, хребтовую, с узлом стыковки с ее верхней опорной плитой, отличающееся тем, что к обеим боковым поверхностям продольной балки симметрично относительно ее середины жестко закреплены по две или по четыре проушины в зависимости от количества пар боковых рам в средней тележке, проушины шарнирно соединены посредством пар шарнирно соединенных шатунов, подпружиненных с усилием, направленным на увеличение угла между шатунами в каждой паре, с проушинами средней тележки.

2. Транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что шатуны выполнены равной длины, превышающей половину максимально возможного поперечного смещения средней тележки относительно продольной балки в кривых пути, расстояние между проушинами продольной балки равно расстоянию между проушинами средней тележки.

3. Средняя тележка, включающая верхнюю опорную плиту с узлом стыковки с продольной балкой, нижнюю опорную плиту, жестко соединенную с надрессорной балкой двухосной или с соединительной балкой четырехосной тележки, размещенные между ними объединенные сепаратором ролики с механизмом их противоскольжения, а также боковые рамы с колесными парами, отличающаяся тем, что противоположные боковые рамы тележки жестко соединены горизонтальной рамой, имеющей над каждой боковой рамой по две проушины, шарнирно соединенные с проушинами продольной балки посредством пар шарнирно соединенных шатунов, подпружиненных с усилием, направленным на увеличение угла между шатунами в каждой паре.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к железнодорожным транспортным средствам, в частности к высокоскоростным тележкам рельсового экипажа. Высокоскоростная тележка для рельсового экипажа выполнена в виде двухосной тележки, состоящей из двух сочлененных одноосных тележек.

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, а именно к бесчелюстным тележкам тепловоза. Тепловозная бесчелюстная тележка включает в себя раму, состоящую из боковин и поперечин с установленными на них колесно-моторными блоками с колесными парами и рессорными комплектами.

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, в частности к трехосным тележкам тепловоза. Трехосная тележка тепловоза состоит из рамы с размещенными на ней колесно-моторными блоками с колесными парами, снабженными буксами с крыльями, а также рессорного подвешивания.

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, а именно к бесчелюстным тележкам тепловоза. Бесчелюстная тележка тепловоза состоит из рамы с установленными на ней колесно-моторными блоками и колесными парами с буксами.

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, а именно к трехосным тележкам локомотива. Трехосная тележка локомотива состоит из рамы с установленными на ней колесными парами и тяговыми электродвигателями с рессорными комплектами, буксами и поводками.

Тепловоз // 2606409
Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, а именно к тепловозам. Тепловоз состоит из кузова, связанного с парой трехосных тележек при помощи шкворней и центрального подвешивания, выполненного в виде винтовых цилиндрических пружин сжатия.

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к тележкам скоростных грузовых вагонов. Тележка скоростного грузового вагона включает две колесные пары с возможностью независимого вращения колес, тормозную систему и две жестко соединенные боковые рамы.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкциям восьмиосных рельсовых транспортных средств. Восьмиосное рельсовое транспортное средство содержит кузов и тележки.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Балка представляет собой стальную отливку коробчатого сечения, состоящую из верхнего пояса, нижнего пояса и ребер жесткости, соединяющих верхний и нижний пояса.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к конструктивным элементам тележек. Износостойкая сменная прокладка устанавливается в буксовом проеме боковой рамы между опорными поверхностями буксового проема боковой рамы и подшипникового узла.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к тележкам железнодорожных вагонов. Тележка железнодорожного вагона содержит несущую раму с верхнерасположенной фиксирующей осью и колеса, присоединенные к раме снизу посредством упругих элементов. Тележка содержит колеса в виде шаров, заключенных в верхнерасположенную полусферу. Шары могут быть выполнены как из стали, так и из эластичного материала. Достигается универсальность тележки. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к железнодорожной колесной паре с управляемым дифференциалом. Железнодорожная колесная пара с управляемым дифференциалом содержит ось и два колеса, одно из которых напрессовано на ось. На оси выполнены две проточки, в которых укреплены две клеммы с разъемными ступицами. Второе колесо пары укреплено на оси с возможностью вращения и взаимодействия с клеммами. По обе стороны ступицы второго колеса укреплены уплотнения с возможностью взаимодействия с осью. В зазоре между ступицей второго колеса и осью колесной пары содержится ферромагнитная жидкость. Ступица второго колеса охвачена соленоидом, который подключен к источнику тока и электрически связан с системой управления. Достигается повышение надежности колесной пары. 2 ил.

Изобретение относится к железнодорожному подвижному составу, в частности к конструкции боковой рамы тележки грузового вагона. Боковая рама тележки грузового вагона содержит верхний пояс, нижний пояс, буксовые проемы с наружными и внутренними челюстными направляющими, вертикальные колонны, соединяющие верхний и нижний пояса и образующие совместно с ними рессорный проем. Нижний пояс включает в себя четыре внутренних боковых ребра и одно центральное ребро. В нижней части проема расположена опорная площадка, сопряженная с вертикальными колоннами по радиусным переходам. Внутренние боковые ребра выполнены таким образом, что заканчиваются в наклонных поясах и снабжены цилиндрическими выступами с внешней стороны, треугольными выступами и вертикальными ребрами жесткости с внутренней стороны. Достигается повышение прочности и долговечности боковой рамы. 4 ил.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке литых боковых рам или надрессорных балок тележек грузовых вагонов из низкоуглеродистых сталей Для повышения усталостной прочности детали и сопротивления разрушению при циклическом нагружении деталь из стали 20ГЛ нагревают до температуры, не превышающей Ac3+150°C, с выдержкой в течение 30-120 мин, затем перемещают её в защитном кожухе в закалочное устройство за время, не превышающее 5 мин. Охлаждение в закалочном устройстве ведут быстродвижущимся потоком охлаждающей жидкости под давлением 1-5 атм в течение 2-20 мин в две фазы, сначала в течение 5-10 сек деталь охлаждают равномерно объемом воды 3-10 м3, а затем объемом воды 9-30 м3 с охлаждением наиболее ответственных мест детали объемом воды, на 10-50% большим упомянутого объема. Под наиболее ответственными местами детали понимаются места, наиболее часто подверженные разрушению при эксплуатации под действием усталостных нагрузок. Для боковых рам тележек вагонов такими местами являются области буксовых проемов, особенно области внутреннего и наружного радиусов R55. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке литых деталей железнодорожного подвижного состава в виде боковых рам тележек грузовых вагонов, изготовленных из сталей марок: 20 ГЛ, 20 ГФЛ, 20 ГТЛ. Для повышения усталостной прочности детали, снижения образования трещин и увеличения долговечности литую деталь нагревают в интервале температур от Ас3 до Ас3+100°С, выдерживают в течение 60-90 мин, затем перемещают деталь в термосе в закалочное устройство, в котором осуществляют охлаждение в два этапа, причем сначала поверхность детали интенсивно охлаждают с температуры Ас3 в течение 0,5 с со скоростью 890-1180°С/с до температуры окончания мартенситного превращения (Мк) путем объемного душирования дисперсной водовоздушной смесью, а затем - струями воды до температуры не более 200°С в течение 8-10 мин с обеспечением снижения скорости охлаждения наиболее нагруженных в эксплуатации мест деталей в 8-10 раз по сравнению с остальными частями изделия. 1 пр.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к опорным скользунам тележек грузовых вагонов. Скользун содержит корпус со стеновой конструкцией, крышку и упругодеформируемый элемент. Крышка установлена с возможностью в целом коаксиального перемещения относительно указанного корпуса и имеет в целом плоскую поверхность с выходящей из нее стеновой конструкцией. Упругодеформируемый элемент размещен в полости, образованной корпусом и крышкой в их рабочем сочетании, и выполнен с центральным сквозным отверстием, расположенным вдоль направления его сжатия. Плоская поверхность крышки и основание корпуса снабжены направляющими, расположенными в центральном сквозном отверстии упругодеформируемого элемента. Свободные концевые части направляющих имеют выпуклую относительно наружной поверхности направляющих форму. Достигается повышение надежности и увеличение срока эксплуатации опорного скользуна. 15 з.п. ф-лы, 14 ил.

Группа изобретений относится к железнодорожному транспорту, в частности к трехтележечным транспортным средствам и к их тележкам. Трехтележечное транспортное средство включает емкость для перевозки материалов, две поворотные и среднюю поперечно перемещаемую тележки, а также опору на среднюю тележку. Опора средней тележки содержит продольную балку с узлом стыковки с ее верхней опорной плитой. К обеим боковым поверхностям продольной балки симметрично относительно ее середины жестко закреплены по две или по четыре проушины в зависимости от количества пар боковых рам в средней тележке. Проушины шарнирно соединены посредством пар шарнирно соединенных шатунов, подпружиненных с усилием, направленным на увеличение угла между шатунами в каждой паре, с проушинами средней тележки. Средняя тележка включает верхнюю опорную плиту с узлом стыковки с продольной балкой, нижнюю опорную плиту, жестко соединенную с надрессорной балкой двухосной или с соединительной балкой четырехосной тележки. Противоположные боковые рамы тележки жестко соединены горизонтальной рамой, имеющей над каждой боковой рамой по две проушины. Достигается повышение эффективности средней тележки в транспортных средствах различных типов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Наверх