Одноосная тележка подвижной единицы железнодорожного транспорта
Одноосная тележка рамной конструкции подвижной единицы железнодорожного транспорта. Тележка имеет две ступени подвешивания, разделенные между собой рамой. На тележке установлены продольные поводки, соединяющие ее с кузовом подвижной единицы. Продольные поводки расположены антисимметрично относительно рамы тележки.
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и служит для опирания подвижной единицы на рельсы.
Известно бестележечное подвешивание подвижной единицы типа Нольтейна [1]. Данная подвижная единица бестележечной конструкции опирается на рессорное подвешивание, имеющее две ступени. В первой ступени подвешивания используется открытая эллиптическая рессора, опирающаяся на буксу. Во второй ступени подвешивания, передающей силы веса кузова на первую ступень, используются цилиндрические винтовые пружины. Продольные, поперечные и угловые перемещения колесной пары ограничены буксовыми челюстями, допускающими только вертикальные перемещения колесной пары.
Недостатком данного опирания является низкое качество хода в поперечном направлении, связанное с высокой поперечной жесткостью подвешивания, а также износ челюстных направляющих и корпусов букс.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является одноосная тележка японского метрополитена [2], которая принята за прототип. В тележке между буксой и рамой применены резиновые шумо-виброизоляционные прокладки, работающие на сжатие. Между рамой тележки и кузовом подвижной единицы используются цилиндрические винтовые пружины. Параллельно пружинам установлены гасители колебаний. В плане тележка имеет возможность поворота под кузовом подвижной единицы при прохождении кривых участков пути. При этом пространственно ось поворота тележки не пересекается с осью колесной пары, то есть они смещены друг относительно друга.
Недостатком данной конструкции является наличие в тележке одной ступени подвешивания, расположенной между рамой тележки и кузовом. Это снижает качество хода подвижной единицы в вертикальном направлении. Упругие резиновые прокладки между буксой и рамой тележки не выполняют функцию ступени подвешивания, а осуществляют шумо- и виброизоляцию.
Кроме того, состояние задней по ходу движения тележки является неустойчивым. Неустойчивое состояние тележки, обусловленное тем, что ось поворота тележки оказывается позади колесной пары, что может привести к самопроизвольному повороту тележки под подвижной единицей. В неблагоприятном случае угол поворота может достигнуть больших значений, что приведет к сходу с рельсов. Таким образом, данная конструкция является аварийно опасной. Как показывают исследования, выполненные авторами тележки, принятой за прототип, задняя тележка имеет в несколько раз большие угловые перемещения, чем передняя тележка. Это приводит к существенному снижению качества хода подвижной единицы в поперечном направлении.
Задачей полезной модели является разработка конструкции одноосной тележки, повышающей качество хода подвижной единицы и обеспечивающей безопасное движение подвижной единицы по рельсовому полотну вследствие устойчивого состояния тележки.
Указанная задача достигается тем, что заявляемая полезная модель содержит две ступени подвешивания. В первой ступени подвешивания упругие элементы расположены между буксой и рамой тележки. Во второй ступени подвешивания упругие элементы расположены между рамой тележки и кузовом подвижной единицы. В обеих ступенях могут быть применены, например, цилиндрические винтовые пружины. При использовании в любой из ступеней упругих элементов, обладающих малым внутренним трением, в подвешивание может быть введен гаситель колебаний. Полезная модель имеет два продольных поводка, связывающие раму тележки с кузовом подвижной единицы, расположенных антисимметрично относительно рамы тележки. Антисимметричная установка продольных поводков обеспечивает устойчивое положение тележки под кузовом подвижной единицы вне зависимости от направления ее движения.
При осуществлении полезной модели может быть получен технический результат, заключающийся в том, что предлагаемая конструкция одноосной
тележки обеспечивает повышенное качество хода подвижной единицы, обусловленное использованием двухступенчатого подвешивания и безопасное движение подвижной единицы по рельсовому полотну вследствие устойчивого состояния тележки.
На фиг.1 показан вид одноосной тележки сбоку под кузовом подвижной единицы. На фиг.2 приведен вид на тележку сверху.
Рама тележки 1 опирается на буксу 2 через упругие элементы первой ступени подвешивания 3. Кузов подвижной единицы 4 опирается на раму тележки 1 через упругие элементы второй ступени подвешивания 5. Поперечные перемещения рамы тележки 1 ограничиваются упорами 6, расположенными на кузове 4. Продольные поводки 7 связывают раму тележки 1 с кронштейнами 8, установленными на кузове подвижной единицы 4.
Тележка работает следующим образом. Вертикальные нагрузки передаются от кузова 4 на раму тележки 1 через комплект упругих элементов второй ступени подвешивания 5. От рамы тележки 1 нагрузки передаются на буксу 2 через комплект упругих элементов первой ступени подвешивания 3, а от буксы 2 через колесную пару на рельсовый путь. При действии вертикальных нагрузок деформируются упругие элементы 2 и 5 обеих ступеней подвешивания.
Поперечные нагрузки в штатной ситуации передаются от кузова 4 на раму тележки 1 через комплект упругих элементов второй ступени подвешивания 5. В случае действия больших сил они передаются через ограничительные упоры 6, расположенные на кузове подвижной единицы 4 и раме тележки 1. От рамы тележки 1 нагрузки передаются на буксу 2 через комплект упругих элементов первой ступени подвешивания 3. От буксы 2 нагрузка передается через колесную пару на рельсовый путь. При действии поперечных нагрузок деформируются упругие элементы 2 и 5 обеих ступеней подвешивания.
Продольные нагрузки передаются от кузова на раму тележки через продольные поводки 7 и далее на буксу 2 через комплект упругих элементов
первой ступени подвешивания 3. От буксы 2 нагрузка передается через колесную пару на рельсовый путь. Таким образом, упругие элементы второй ступени подвешивания 5 не участвуют в передаче продольных нагрузок.
Предлагаемая конструкция одноосной тележки обеспечивает повышенное качество хода подвижной единицы вследствие того, что действие как вертикальных так и поперечных нагрузок сопровождается деформациями упругих элементов подвешивания. Это влечет за собой снижение уровня динамических нагрузок, а следовательно, и величин ускорений и показателя плавности хода, который является количественной оценкой плавности хода подвижных единиц железнодорожного транспорта, в частности вагонов, и зависит от интенсивности и спектрального состава колебаний вагонов, а также учитывает особенности физиологического воздействия колебаний на человека. Антисимметричное положение продольных поводков 7 исключает поворот тележки относительно кузова 4 подвижной единицы вокруг вертикальной оси и предотвращает самопроизвольное поперечное смещение рамы тележки. Это обеспечивает устойчивое положение тележки под кузовом вне зависимости от направления движения подвижной единицы.
Список используемой литературы
1. Вагоны/Под ред. И.В. Виноградова; М.: Трансмаш, 1945.
2. S. Nishimura, Y. Sato, M. Suzuki. Hunting stability of single axle truck with central traction rod - Theoretical analysis and roller rig test. - Proceeding of the 4th International Conference on Railway Bogies and Running Gears; -Budapest, Hungary, 1998. -p. 105-112.
Одноосная тележка рамной конструкции подвижной единицы железнодорожного транспорта, отличающаяся тем, что подвешивание тележки имеет две ступени, разделенные между собой рамой, и продольные поводки, соединяющие раму тележки с кузовом подвижной единицы и расположенные асимметрично относительно рамы тележки.
