Маятниковая подвеска

Маятниковая подвеска кузова локомотива к тележке, основной несущий элемент которой выполнен соединением подвесной цапфы и стержня, посредством верхнего шарнирного соединения. Верхний конец подвесной цапфы, при посредстве резино-металлического демпфера, опирается на кронштейн тележки. Кронштейн кузова, при посредстве нижнего шарнирного соединения и гайки, опирается на нижний резьбовой конец стержня. Шарнирные соединения представляют собой нижние половины сферических подшипников скольжения. Резино-металлический демпфер содержит элементы, образующие пару трения с телом подвесной цапфы, чем обеспечивается улучшение вертикальной динамики локомотива, при том, что наличие трения в шарнирных соединениях способствует улучшению его горизонтальной динамики.

Предлагаемое техническое решение относится к системам подвешивания железнодорожных транспортных средств и предназначено для применения, в первую очередь, на отечественных электровозах, использующих в качестве упругой связи кузова с тележкой узел люлечного подвешивания (ВЛ10, ВЛ15, ВЛ80, ВЛ85 и др.).

Неудовлетворительные эксплуатационные характеристики серийного узла подвешивания стали причиной появления технических решений, совершенствующих его кинематическую схему.

Известна люлечная подвеска по свидетельству на полезную модель №26311, в которой основной несущий элемент узла - стержень - опирается, при посредстве упругого элемента и верхнего шарнирного соединения, на кронштейн тележки; на нижний конец стержня, при посредстве нижнего шарнирного соединения, опирается кронштейн кузова. Оба шарнирные соединения выполнены в виде опорных сферических шарниров скольжения с рабочими поверхностями элементов шарниров, обращенных выпуклостью вниз. Такое выполнение шарнирных соединений способствует улучшению горизонтальной динамики электровоза за счет улучшения условий вписывания при движении в криволинейных участках пути, а также за счет эффективного демпфирующего действия момента пары сил трения в шарнирных соединениях при боковой качке.

Недостатком этого решения является, присущая и серийному узлу подвешивания, возможность нагружения стержня изгибающим моментом, величина которого может превысить допустимое значение при увеличении силы трения в шарнирах, например, вследствие снижения эффективности действия смазки.

Кроме того, использование пружины в качестве упругого элемента узла, такой же, как в серийном подвешивании, не дает возможности повлиять на улучшение вертикальной динамики электровоза.

Первый из указанных недостатков устранен в маятниковой подвеске на подвижной опоре по патенту РФ №2106270, у которой основной несущий элемент узла выполнен в виде соединения подвесной цапфы и стержня, связанных между собой верхним шарнирным соединением, ложемент которого, выполненный разъемным по плоскости диаметральной симметрии вместе с расположенным в нем вкладышем сферического шарнира из антифрикционного материала, опираясь на кольцевой паз в нижнем конце подвесной цапфы служит опорой для стержня, имеющего на своих концах сферические утолщения, симметричные относительно центра тяжести стержня. Подвесная цапфа верхним своим концом опирается, при посредстве упругого элемента, на кронштейн тележки; на сферическое утолщение нижнего конца стержня опирается кронштейн кузова, при посредстве элементов нижнего шарнирного соединения: ложемента и расположенного в нем вкладыша сферического шарнира из антифрикционного материала, выполненных разъемными по плоскости диаметральной симметрии. В качестве упругого элемента применяется пружина или резино-металлический демпфер, имеющие одинаковую амплитудно-частотную характеристику колебательного

движения, поэтому второй из вышеуказанных недостатков - неспособность конструкции повлиять на улучшение вертикальной динамики электровоза - маятниковой подвеской по патенту №2106270 не устраняется. Кроме того, геометрическая форма стержня, имеющего на концах сферические утолщения, создает дополнительные технологические трудности в изготовлении деталей верхнего и нижнего шарнирных соединений, разъемных по плоскости диаметральной симметрии, а также в необходимости привлечения дополнительных средств для неразъемного соединения этих деталей в рабочем положении.

Предлагаемая конструкция маятниковой подвески, решает задачу улучшения вертикальной динамики электровоза, сохраняя преимущества в улучшении горизонтальной динамики, обеспечиваемые применением опорных сферических шарниров скольжения в шарнирных соединениях узла. При этом частично исключаются технологические сложности, присущие маятниковой подвеске по патенту №2106270.

Решение поставленной задачи в предлагаемом техническом решении состоит в том, что маятниковая подвеска кузова железнодорожного транспортного средства к тележке, содержащая:

- основной несущий элемент узла, выполненный в виде соединения подвесной цапфы и стержня, связанных между собой верхним шарнирным соединением, ложемент которого, выполненный разъемным по плоскости диаметральной симметрии, с расположенным в нем вкладышем сферического шарнира из антифрикционного материала, опираясь на кольцевой паз в утолщенном нижнем конце подвесной цапфы, служит опорой для сферического утолщения на верхнем конце стержня, которое в контакте со сферической поверхностью вкладыша образует нижнюю половину сферического шарнира;

- фиксирующее кольцо, обеспечивающее неразъемное соединение деталей верхнего шарнирного соединения в рабочем положении;

- упругий элемент, выполненный в виде резино-металлического демпфера, и размещенный между верхним концом подвесной цапфы и кронштейном тележки;

- нижнее шарнирное соединение, содержащее ложемент, вкладыш сферического шарнира и сферическую опору, образовывающие нижнюю половину сферического шарнира, и размещенное между кронштейном кузова нижним резьбовым концом стержня,

отличается тем, что упругий элемент снабжен расположенными между кольцевыми резиновыми амортизаторами внутренними составными вставками, выполненными из антифрикционного материала, каждая из которых состоит из не менее чем трех одинаковых по площади секторов, образующих в совокупности кольцевой элемент, разомкнутый по радиальным граням секторов, расположенный концентрично телу подвесной цапфы и выполненный с возможностью плотного прижатия к телу цапфы в радиальном направлении при сжатии резиновых амортизаторов нагрузкой, действующей вдоль оси цапфы.

Предлагаемое техническое решение поясняется схемой на рис.1, где: - 1 - подвесная цапфа; - 2 - стержень; - 3 - ложемент верхнего шарнирного соединения, разъемный по плоскости диаметральной симметрии; - 4 - вкладыш сферического шарнира верхнего шарнирного соединения; - 5 - фиксирующее кольцо; - 6 - кольцевые резиновые амортизаторы; - 7 - верхняя шайба резино-металлического демпфера; - 8 - промежуточный

вкладыш, разъемный по плоскости диаметральной симметрии; - 9 - шайба, фиксирующая вкладыш 8 в шайбе 7 в рабочем положении; - 10 - ограничительные кольца амортизаторов; - 11 - внутренние составные вставки; - 12 - опорная шайба резино-металлического демпфера; - 13 - сферическая опора нижнего шарнирного соединения; - 14 - вкладыш нижнего шарнирного соединения; - 17 - ложемент нижнего шарнирного соединения; -16 - гайка; -17 - фартук; -18 - манжета.

Технический результат, обеспечиваемый предлагаемой конструкцией заключается в улучшении вертикальной динамики электровоза эффективным использованием сил трения, появляющихся в контакте деталей резино-металлического демпфера с телом подвесной цапфы, причем применение износостойкого антифрикционного материала определяет длительность надежной работы контакта. Кроме того, частично исключены технологические трудности реализации технического решения по патенту №2106270: из четырех деталей шарнирных соединений, разъемных по плоскости диаметральной симметрии, в предложенном решении осталась одна.

Маятниковая подвеска кузова железнодорожного транспортного средства к тележке, содержащая основной несущий элемент узла, выполненный в виде соединения подвесной цапфы и стержня, связанных между собой верхним шарнирным соединением, ложемент которого, выполненный разъемным по плоскости диаметральной симметрии, с расположенным в нем вкладышем сферического шарнира из антифрикционного материала, который опираясь на кольцевой паз в утолщенном нижнем конце подвесной цапфы, служит опорой для сферического утолщения на верхнем конце стержня, которое в контакте со сферической поверхностью вкладыша образует нижнюю половину сферического шарнира; фиксирующее кольцо, обеспечивающее неразъемное соединение деталей верхнего шарнирного соединения в рабочем положении; упругий элемент, выполненный в виде резино-металлического демпфера, и размещенный между верхним концом подвесной цапфы и кронштейном тележки; нижнее шарнирное соединение, содержащее ложемент, вкладыш сферического шарнира и сферическую опору, образовывающие нижнюю половину сферического шарнира, и размещенное между кронштейном кузова нижним резьбовым концом стержня, отличающаяся тем, что упругий элемент снабжен расположенными между кольцевыми резиновыми амортизаторами внутренними составными вставками, выполненными из антифрикционного материала, каждая из которых состоит из не менее чем трех одинаковых по площади секторов, образующих в совокупности кольцевой элемент, разомкнутый по радиальным граням секторов, расположенный концентрично телу подвесной цапфы и выполненный с возможностью плотного прижатия к телу цапфы в радиальном направлении при сжатии резиновых амортизаторов нагрузкой, действующей вдоль оси цапфы.