Двухосная тележка для несамоходного железнодорожного подвижного состава с радиально устанавливаемыми колесными парами с крестовым якорем
Двухосная тележка для несамоходного железнодорожного подвижного состава с радиально устанавливаемыми колесными парами с крестовым якорем, состоящим из 2 перекрещенных связей и соединяющим по диагонали обе колесные пары одной тележки, имеющая фасонные адаптеры (3) в виде буквы L, которые соединяются с 2 перекрещенными связями (4) и (7), и неподвижно с осевой опорой (1) посредством держателя осевой опоры (2), причем плечи фасонного адаптера (3) располагаются не в одной плоскости, поэтому фасонный адаптер (3) имеет не менее одного следующего изгиба, с помощью которого точки его присоединения к держателю (2) осевой опоры и связи (4) и/или (7) займут требуемое положение.
Область техники
Техническое решение касается железнодорожного подвижного состава.
Уровень техники
Для снижения силовых воздействий и износа в контакте колесо - рельс, в области железнодорожного подвижного состава внедряется ослабление связи между рамой тележки и колесной парой (в дальнейшем ослабление колесной пары) с целью создания условий для радиальной установки колесной пары при вписывании в кривую. Кроме исполнения требований по динамическим качествам, ее применение в железнодорожном подвижном составе должно также отвечать требованиям простоты и беспроблемности технического обслуживания, контроля, замены и регулируемости.
Радиальную установку колесных пар при вписывании в кривую можно достичь применением такого рессорного подвешивания в управлении колесными парами, которое в продольном направлении (направление, параллельное направлению движения железнодорожного экипажа) является достаточно податливым. Силы, возникающие между колесом и рельсом при вписывании в кривую, обеспечат автоматическую установку колесных пар в положение близкое к оптимальному. Данное положение характеризуется тем, что между колесом и рельсом происходит минимальное скольжение или даже отсутствует скольжение.
С ослабленной колесной парой в настоящее время известна, например, тележка Y25 Lsod, которая является единственной из стандартизованных тележек UIC. Такое конструкционное решение имеет тенденцию ухудшить устойчивость хода подвижного состава и без дополнительных мер ведет к снижению скорости, при которой проявится потеря устойчивости. Это явление нежелательное, даже опасное, поэтому дополнительные меры по обеспечению устойчивости хода железнодорожного подвижного состава при скорости безопасно превышающей конструкционную скорость подвижного состава, являются необходимыми.
Данная тележка не оснащена никаким устройством для улучшения устойчивости. (фиг.1)
Известно решение для улучшения управления в кривой и устойчивости двухосной тележки, основой которого является соединение колес двухосной тележки по диагонали упругими связями - так называемый крестовой якорь.
Известны, например, следующие случаи применения соединения колес двухосной тележки по диагонали связями.
1. Так называемая тележка Шеффеля (рис.2), названная по имени своего изобретателя Герберта Шеффеля, защищаемая USP 4067261, WO2000/030914.
У этого типа тележки обе колесные пары соединяются так, что радиальное положение предыдущей колесной пары передается на последующую колесную пару. Это достигается взаимным соединением колесных пар крестовым якорем, который посредством упругих связей соединяет по диагонали колеса двухосной тележки, чем достигается эффект автоматического управления и устойчивости хода. Сам железнодорожный подвижной состав состоит из двух тележек и надстройки, поворотно крепящейся на двух тележках.
Такая тележка обычно имеет 2 вспомогательные рамы в виде буквы U, обозначенные на рисунке цифрами 5 и 6, которые присоединяются к осевым опорам 7 колесных пар тележки. Вспомогательные рамы соединяются между собой крестовым якорем 9, который по сути лежит на диагоналях тележки. Крестовые якори 9 присоединяются к вспомогательным рамам в виде U 5 и 6 в точках крепления 10, которые по сути располагаются в плоскости оси колесных пар 3а и 3b. Приблизительно в той же самой плоскости лежат и крестовые якори 9.
2. Иную компоновку имеет USP 6910426. Согласно этому решению, изображенному на фиг.3, тележка имеет 2 пары управляющих рычагов в виде буквы С, обозначенных на фигуре цифрами 5 и 6. Две пары управляющих рычагов в виде буквы С соединяются между собой по диагонали крестовым якорем 9. Крестовой якорь присоединяется к управляющим рычагам 5 и 6 посредством пальцев в точках крепления 10.
3. Известно также предложение по использованию диагональных связей между колесными парами посредством крестового якоря в конструкции тележки LEILA. В данном случае речь идет о экспериментальной тележке - опытном образце, который еще не нашел серийного применения (фиг.4). В отличие от предыдущих решений, осевая опора установлена с внутренней стороны колес.
Сущность полезной модели
Как указано выше, улучшить управление и устойчивость тележки можно за счет так называемого крестового соединения. При попытке встроить известное крестовое соединение в тележку Y25 авторы столкнулись с множеством трудностей, приводящих к значительному усложнению конструкции. Наиболее простым и эффективным решением оказалось применение фасонного адаптера в виде буквы L по настоящей полезной модели.
Сущностью предлагаемого технического решения двухосной тележки для несамоходного железнодорожного подвижного состава с радиально устанавливаемыми колесными парами с крестовым якорем, состоящим из 2 перекрещенных связей и соединяющим по диагонали обе колесные пары одной тележки, является то, что концы связей оснащены фасонными адаптерами в виде буквы L, соединяющимися с осевой опорой посредством держателя осевой опоры, причем фасонный адаптер в виде буквы L реализован в правом и левом варианте исполнения, на конце свободного плеча имеет проушину, в которую пальцем крепятся связи, а его второе плечо присоединяется к держателю осевой опоры болтовым соединением, на сварке или имеется в исполнении как одна интегральная часть, содержащая осевую опору, держатель осевой опоры и фасонный адаптер в виде буквы L. Две перекрещенные связи одинаковы, но на одной из них посередине имеется прямоугольное отверстие, размеры которого превышают размеры связи.
Сущностью технического решения является также держатель осевой опоры, который является интегральной составной частью осевой опоры или на сварке, или болтовым соединением, или изготовлен с осевой опорой как одна деталь.
Сущностью технического решения далее является тот факт, что фасонный адаптер в виде буквы L одним плечом неподвижно крепится к держателю осевой опоры, на котором образовано для соединения с фасонным адаптером одна или несколько взаимосвязанных поверхностей, причем каждый фасонный адаптер в виде буквы L обходит колесо с внутренней стороны так, чтобы не задевал тормозные колодки. Плечи фасонного адаптера в виде буквы L располагаются не в одной плоскости, поэтому фасонный адаптер в виде буквы L имеет не менее одного следующего изгиба, с помощью которого точки его присоединения к держателю осевой опоры и перекрещенным связям займут требуемое положение.
Фасонный адаптер в виде буквы L изготавливается сваркой, ковкой, гибкой или отливкой, или их комбинацией.
Крестовой якорь, согласно данному решению, лежит под плоскостью, образованной осями колесных пар тележки, и таким образом обходит несущую структуру рамы тележки.
Преимущества заявленного технического решения по настоящей полезной модели следующие.
- Более низкая неподвешенная масса тележки по сравнению с решением перекрестного соединения с так называемой рамой с U-образной поперечиной описанной ниже тележки LHB, при сравнимом действии при переходе через кривую и сравнимой стабильности, т.е. устойчивости тележки, и являющиеся результатом этого низкие вертикальные динамические воздействия колеса на рельс.
- Более низкая общая масса тележки с L-адаптером по сравнению с тележкой с рамой с U-образной поперечиной.
- Меньшие габаритные размеры и более низкая масса L-адаптера по сравнению с адаптером с рамой с U-образной поперечиной представляют другие полезные преимущества:
- Меньшие пространственные требования и, следовательно, более простая установка на тележку.
- Возможность интегрировать L-адаптер непосредственно в буксу.
- Более простое производство, позволяющее независимое изготовление двух более простых элементов (подшипниковой коробки и L-адаптера), которые затем соединяют с помощью одного из общих соединительных средств (болтовые соединения, заклепки и т.п.).
- Возможность введения L-адаптера в существующие буксы и, следовательно, оснащения тележек существующих вагонов перекрестным соединением в процессе реконструкции вагонов.
Описание чертежей
На фигурах изображены известные решения тележек с применением или без применения крестового якоря и решение по настоящей полезной модели. На фиг.1 изображена тележка Y25 Lsod, которая является одной из стандартизированных тележек UIC и не оснащена никаким устройством для улучшения устойчивости. На фиг.2 - так называемая тележка Шеффеля с крестовым якорем, при котором радиальное положение предыдущей колесной пары передается на последующую колесную пару. На фиг.3 изображен другой тип крестового якоря, а именно тележка LHB, сконструированная для условий северной Европы. На фиг.4 изображена диагональная связь между колесными парами в конструкции тележки LEILA (экспериментальная тележка, опытный образец). Техническое решение данной полезной модели на тележке модели Y25 выполнено в двух вариантах, изображенных на фиг.5 и 6. На фиг.7 изображен пример фасонного адаптера в виде буквы L.
Примеры осуществления
Пример 1
Предлагаемое техническое решение было применено на тележке модели Y25 (фиг.5). Фасонный адаптер 3 имеет вид буквы L, свободное плечо которого имеет проушину 5, к которой крепится связь 4, а второе плечо крепится к держателю 2 осевой опоры. Держатель 2 осевой опоры является интегральной частью осевой опоры 1. Держатель 2 осевой опоры крепится к осевой опоре 1 привариванием. Альтернативно он может крепиться болтовым соединением или держатель 2 может быть составной частью осевой опоры 1 как одна деталь - отливка. Основание фасонного адаптера 3 неподвижно крепится с держателем 2 осевой опоры болтовым соединением. Альтернативно соединение может быть реализовано пальцем или как отливка, причем в этом случае осевая опора 1 как одно целое будет содержать и держатель 2 осевой опоры, и фасонный адаптер 3. Фасонный адаптер 3 должен реализоваться в варианте правая и левая деталь. Альтернативно осевая опора 1 как одна деталь в правом и левом исполнении. Фасонный адаптер 3 в данном примере имеет на свободном плече проушину 5, в которую пальцем крепится связь 4 и 7. Проушина 5 фасонного адаптера 3 лежит в плоскости, находящейся под опорной поверхностью пружины 6 осевой опоры 1. Связь 7 имеет исполнение с прямоугольным отверстием, а связь 4 без отверстия, как это видно на чертеже. Прямоугольное отверстие связи 7 обеспечивает перекрещивание обеих связей без взаимной интерференции. На обоих концах связей 4 и 7 находятся шаровые шарниры, обеспечивающие поворотное соединение с фасонным адаптером 3 или как вариант с осевой опорой 1 как единым целым. Альтернативно вместо шарового шарнира могут применяться резинометаллические цапфы или втулки, которые обеспечат необходимую свободу движения в совокупности с фасонным адаптером 3 или с осевой опорой 1 как единым целым.
Пример 2
Предлагаемое техническое решение было применено подобно тому, как показано в примере 1, на тележке модели Y25 (фиг.6).
Фасонный адаптер 3 в виде буквы L крепится на держатель 2 осевой опоры, причем более короткое плечо, основание фасонного адаптера, которое вместе с его более длинным свободным плечом образует вид буквы L, образует конструкция проушины 5, к которой присоединяется связь 4. Держатель 2 является интегральной частью осевой опоры 1. Крепление держателя 2 осевой опоры к осевой опоре 1 реализуется привариванием. Альтернативно оно может быть реализовано болтовым соединением или держатель 2 осевой опоры может быть составной частью осевой опоры 1 как одна деталь - отливка. Плечо фасонного адаптера 3 неподвижно соединено с держателем 2 осевой опоры болтовым соединением. Альтернативно соединение может быть реализовано пальцем или как отливка, где осевая опора 1 как единое целое будет включать в себя и держатель 2 осевой опоры, и фасонный адаптер 3. Исполнение фасонного адаптера 3 в виде буквы L должно быть реализовано в варианте правая и левая деталь. Альтернативно осевая опора 1 как единое целое в исполнении правая и левая. Фасонный адаптер 3 имеет проушину 5, в которую пальцем крепится связь 4 и 7. Проушина 5 фасонного адаптера 3 лежит в плоскости, находящейся под опорной поверхностью пружины 6 осевой опоры 1. Связь 7 имеет исполнение с прямоугольным отверстием, а связь 4 без отверстия, как это видно на чертеже. Прямоугольное отверстие связи 7 обеспечивает перекрещивание обеих связей без взаимной интерференции. На обоих концах связей 4 и 7 находятся шаровые шарниры, обеспечивающие поворотное соединение с фасонным адаптером 3 или как вариант с осевой опорой 1 как единым целым. Альтернативно вместо шарового шарнира могут применяться резинометаллические цапфы или втулки, которые обеспечат необходимую свободу движения в совокупности с фасонным адаптером 3 или с осевой опорой 1 как единым целым.
1. Двухосная тележка для несамоходного железнодорожного подвижного состава с радиально устанавливаемыми колесными парами с крестовым якорем, состоящим из двух перекрещенных связей, который диагонально соединяет обе колесные пары одной тележки, отличающаяся тем, что концы перекрещенных связей (4) и (7) оснащены фасонными адаптерами (3) в виде буквы L, крепящимися к осевой опоре (1) посредством держателя (2) осевой опоры.
2. Двухосная тележка по п.1, отличающаяся тем, что фасонный адаптер (3) в виде буквы L выполнен в варианте правый и левый, на конце свободного плеча содержит проушину (5), через которую с помощью пальца крепится связь (4) и/или (7), а второе его плечо закреплено на держателе (2) осевой опоры болтовым соединением, сваркой или выполнено как единая интегральная часть, содержащая осевую опору (1), держатель (2) осевой опоры и фасонный адаптер (3).
3. Двухосная тележка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что 2 перекрещенные связи (4) и (7) выполнены одинаковыми, при этом связь (7) имеет в середине прямоугольное отверстие (8), превышающее своими размерами размеры связи.
4. Двухосная тележка по п.1, отличающаяся тем, что держатель (2) осевой опоры является интегральной составной частью осевой опоры (1), и соединен с ней сваркой или болтовым соединением, или изготовлен с осевой опорой как одна деталь.
5. Двухосная тележка по п.1, отличающаяся тем, что фасонный адаптер (3) в виде буквы L одним плечом неподвижно прикреплен к держателю (2) осевой опоры, на котором для соединения с фасонным адаптером (3) образована одна или несколько взаимосвязанных поверхностей, причем каждый фасонный адаптер (3) в виде буквы L огибает колесо с внутренней стороны так, чтобы не задевал тормозные колодки.
6. Двухосная тележка по п.5, отличающаяся тем, что плечи фасонного адаптера (3) в виде буквы L расположены в разных плоскостях, причем фасонный адаптер (3) в виде буквы L имеет не менее одного следующего изгиба, с помощью которого точки его присоединения к держателю (2) осевой опоры и связям (4) и/или (7) занимают требуемое положение.
7. Двухосная тележка по п.1, отличающаяся тем, что фасонный адаптер (3) в виде буквы L выполнен с помощью сварки, ковки, гибки или отливки, или их комбинаций.
