RU2090404C1

RU2090404C1 - Freight car bogie

Info

Publication number: RU2090404C1
Application number: RU94044539A
Authority: RU
Inventors: Орест Макарович Савчук; Юрий Васильевич Демин; Виктор Тихонович Вислогузов; Юрий Михайлович Федюшин; Анатолий Дмитриевич Лашко; Владимир Иванович Приходько; Иван Иванович Плютин; Валентин Михайлович Барбашов; Геннадий Тимофеевич Паршинов; Николай Александрович Бондарь
Original assignee: Днепропетровский государственный технический университет железнодорожного транспорта
Priority date: 1994-12-14
Filing date: 1994-12-14
Publication date: 1997-09-20
Also published as: RU94044539A

Abstract

FIELD: railway transport. SUBSTANCE: bogie has side frames, wheels with axle boxes overspring beam connected with side frames by means of friction plates rigidly secured to side frame columns and made dihedrally convex in plan. Friction plates interact with plates of friction shoes-side bearers. The latter are arranged in pairs across overspring beam and in V-shaped manner in plan and are installed with resting on resilient members in guides secured on side of overspring beam ends. Axes on friction shoes-side bearers of each pair are arranged at angle of 15-30 degrees relative to each other in plan. Faces of friction plates are arranged square to axes of friction shoes-side bearers interacting with plates. EFFECT: enhanced reliability of operation. 12 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкций тележек подвижного состава, в частности узлов горизонтальных связей надрессорной балки с боковыми рамами. The invention relates to railway transport and relates to the construction of carts of rolling stock, in particular the nodes of the horizontal ties of the nadressornoy beam with side frames.

Известна тележка грузового вагона, содержащая надрессорную балку, опирающуюся на рессорные комплекты, включающие в себя упругие элементы и фрикционные гасители колебаний, Расположенные в проемах боковых рам, горизонтальные связи надрессорной балки с боковыми рамами и колесные пары с буксами (SU, авторское свидетельство N 724379, кл. В 61 F 3/02, 1980). A wagon of a freight wagon is known, comprising a pressurized beam resting on spring sets, including elastic elements and friction dampers, located in the openings of the side frames, horizontal connections of the pressurized beam with the side frames and wheel pairs with axle boxes (SU, copyright certificate N 724379, C. B 61 F 3/02, 1980).

Для улучшения ходовых качеств горизонтальные связи выполнены в виде упругих стержней, каждый из которых соединен с боковой рамой одним концом жестко, а другим концом посредством шарнира, ось которого параллельная оси колесной пары. Места шарнирного закрепления упругих стержней в плане расположены диагонально. Для гашения горизонтальных перемещений надрессорной балки в ее концевых частях установлены фрикционные гасители колебаний постоянного трения. To improve driving performance, horizontal ties are made in the form of elastic rods, each of which is rigidly connected to the side frame by one end and the other end by a hinge, the axis of which is parallel to the axis of the wheelset. Places for hinging the elastic rods in the plan are located diagonally. For damping horizontal movements of the nadressornoj beam in its end parts installed friction dampers of oscillations of constant friction.

Однако горизонтальные связи надрессорной балки с боковыми рамами, выполненные в виде упругих стержней, не в полной мере выполнят свои функции, так как не оказывают достаточного упругого сопротивления продольным и поперечным динамическим перемещениям надрессорной балки и не обеспечивают возврат ее и боковых рам в исходное положение при перекосах, вызванных забеганием одной боковой рамы относительно другой, при движении. However, the horizontal ties of the nadressor beam with the side frames, made in the form of elastic rods, will not fully fulfill their functions, as they do not provide sufficient elastic resistance to the longitudinal and transverse dynamic movements of the nadressor beam and do not provide a return of it and the side frames to their original position when the skews caused by running one side frame relative to another when moving.

Фрикционные гасители колебаний постоянного трения, установленные в концевых частях надрессорной балки, не обеспечивают также достаточных сил сопротивления горизонтальным перемещениям надрессорной балки, что приводит к ударам ее об ограничители на боковых рамах при скорости движения груженого вагона более 90 км/ч. Friction dampers of oscillations of constant friction, installed in the end parts of the nadressore beam, also do not provide sufficient resistance to horizontal movements of the nadressore beam, which leads to its impact on the limiters on the side frames at a speed of movement of the loaded wagon more than 90 km / h.

Кроме того, известное выполнение горизонтальных связей имеет повышенную металлоемкость консольных устройств для установки упругих стержней, что усложняет конструкцию тележки. In addition, the known implementation of horizontal ties has an increased metal consumption of cantilever devices for installing elastic rods, which complicates the design of the cart.

Техническим результатом изобретения является усовершенствование горизонтальных связей надрессорной балки с боковыми рамами тележек так, чтобы повысить упругое сопротивление поперечным и продольным динамическим перемещениям надрессорной балки и обеспечить возврат ее и боковых рам в исходное положение при перекосах, вызванных забеганием одной боковой рамы относительно другой при движении. The technical result of the invention is to improve the horizontal ties of the nadressor beam with the side frames of the trolleys so as to increase the elastic resistance to the transverse and longitudinal dynamic movements of the nadressor beam and to ensure that it and the side frames return to their original position when the skews are caused by running one side frame relative to another during movement.

Этот технический результат достигается тем, что в тележке грузового вагона, содержащей надрессорную балку, опирающуюся на рессорные комплекты, включающие в себя упругие элементы и фрикционные гасители колебаний, расположенные в проемах боковых рам, горизонтальные связи надрессорной балки с боковыми рамами и колесные пары с буксами, надрессорная балка соединена с боковыми рамами при помощи жестко прикрепленных к колонкам боковых рам фрикционных планок, которые выполнены в плане двугранно выпуклыми, и взаимодействующих с этими планками пар фрикционных башмаков-скользунов, которые расположены поперек надрессорной балки V-образно в плане и установлены с опиранием на упругие элементы в направляющих, закрепленных на боковых сторонах концов надрессорной балки, причем оси фрикционных башмаков-скользунов каждой пары расположены в плане под углом α=15-30^° друг к другу, а грани фрикционных планок расположены перпендикулярно осям взаимодействующих с ними фрикционных башмаков-скользунов.This technical result is achieved by the fact that in the truck of a freight car containing a sprung beam resting on spring sets, including elastic elements and friction dampers located in the openings of the side frames, horizontal connections of the sprung beam with side frames and wheel pairs with axle boxes, the nadressornoj beam is connected to the side frames with the help of rigidly attached to the columns of the side frames of the friction plates, which are made dihedrally convex in plan, and interacting with these plates pairs of friction shoe-siders, which are located across the nadressornoj beam V-shaped in plan and mounted with the support of the elastic elements in the guides mounted on the sides of the ends of the nadressornoj beam, and the axis of the friction shoe sideways of each pair are located in plan at an angle α = 15 -30 ^{° to} each other, and the faces of the friction strips are perpendicular to the axes of the friction shoe-siders interacting with them.

На фиг. 1 изображена тележка грузового вагона, общий вид; на фиг. 2 вид А на фиг. 1; на фиг. 3 фрикционный гаситель колебаний, общий вид; на фиг. 4 вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 разрез В-В на фиг. 3 на фиг. 6 шарнирная опора рессорного комплекта, вид сверху; на фиг. 7 то же, вид сбоку; на фиг 8 скользун, общий вид; на фиг. 9 схема взаимодействия фрикционных планок и фрикционных башмаков-скользунов, при продольном перемещении надрессорной балки; на фиг. 10 то же, при поперечном перемещении надрессорной балки; на фиг. 11 схема перекоса надрессорной балки при забегании одной боковой рамы относительно другой; на фиг. 12 схема взаимодействия фрикционных планок и фрикционных башмаков-скользунов при перекосе надрессорной балки. In FIG. 1 shows a truck of a freight car, general view; in FIG. 2, view A in FIG. one; in FIG. 3 friction damper, general view; in FIG. 4 view B in FIG. 3; in FIG. 5 is a section BB of FIG. 3 in FIG. 6 articulated support spring kit, top view; in FIG. 7 same side view; Fig. 8 slider, general view; in FIG. 9 is a diagram of the interaction of friction plates and friction shoes-side bearings, with the longitudinal movement of the nadressornoj beam; in FIG. 10 the same, with the lateral movement of the nadressore beam; in FIG. 11 diagram of the skew of the nadressornoj beam when running one side frame relative to another; in FIG. 12 is a diagram of the interaction of the friction plates and the friction shoes-sideways when the overpressor beam is skewed.

Тележка грузового вагона содержит (фиг. 1) надрессорную балку 1, опирающуюся на рессорные комплекты 2, включающие в себя шесть упругих элементов 3 в виде пружин и один фрикционный гаситель колебаний 4, расположенные в проемах 5 боковых рам 6, горизонтальные связи 7 (фиг. 2) надрессорной балки с боковыми рамами 6 и колесные пары 8 (фиг. 1) с буксами 9. Горизонтальные связи 7 (фиг. 2) надрессорной балки 1 с боковыми рамами 6 выполнены в плане в виде выпуклых двугранных фрикционных планок 10, жестко прикрепленных к колонкам 11 боковых рам 6 и взаимодействующих с ними пар фрикционных башмаков-скользунов 12, установленных в плане V-образно в направляющих 13. Фрикционные башмаки-скользуны 12 опираются на упругие элементы 14. Оси фрикционных башмаков-скользунов 12 каждой пары расположены в плане под углом α=15-30^° друг к другу, вершина которого направлена в сторону расположения фрикционных планок 10. Грани фрикционных планок 10 расположены перпендикулярно осям контактирующих с ними фрикционных башмаков-скользунов 12. Угол расположения осей фрикционных башмаков-скользунов 12 друг к другу каждой пары в плане α=15-30^° является оптимальным и выбран опытным путем.The freight car truck contains (Fig. 1) a sprung beam 1, supported by spring sets 2, including six elastic elements 3 in the form of springs and one friction vibration damper 4 located in the openings 5 of the side frames 6, horizontal connections 7 (Fig. 1). 2) a nadressornoj beam with side frames 6 and a pair of wheels 8 (Fig. 1) with axle boxes 9. Horizontal ties 7 (Fig. 2) of the nadressorno beam 1 with side frames 6 are made in plan in the form of convex dihedral friction plates 10, rigidly attached to columns 11 of side frames 6 and interacting two pairs of friction shoes 12 Slides-established in terms of a V-shaped guide-shoes 13. Friction Slides 12 rest on the resilient elements 14. The axes of the friction-shoe Slides 12 of each pair are arranged in a plane at an angle α = 15-30 ^° to each to a friend whose apex is directed towards the location of the friction plates 10. The faces of the friction plates 10 are perpendicular to the axes of the friction shoes-side bearings contacting them 12. The angle of the axes of the friction shoes-side bearings 12 to each other of each pair in the plan α = 15-30 ^° is optimal and is chosen empirically.

При угле α<15^° значительно снижается упругое сопротивление поперечному динамическому перемещению надрессорной балки 1. При угле α>30^° возникают большие силы трения между трущимися поверхностями башмаков-скользунов 12 и планками 10, приводящие к снижению подвижности надрессорной балки 1 и ее запиранию.At an angle α <15 ^{°, the} elastic resistance to the transverse dynamic movement of the nadressor beam 1 is significantly reduced. At an angle α> 30 ^° , large frictional forces arise between the rubbing surfaces of the side shoes 12 and the strips 10, leading to a decrease in the mobility of the nadressor beam 1 and its locking.

Для снижения горизонтальной жесткости рессорного комплекта 2 надрессорная балка 1 опирается на упругие элементы 3 и фрикционные гасители колебаний 4 через шарнирные ножевые опоры 15 (фиг. 1, 6, 7), выполненные с цилиндрическими выступами 16, расположенными вдоль оси боковой рамы 6. Надрессорная балка 1 расположена относительно проемов 5 боковых рам 6 с зазором в продольном направлении. To reduce the horizontal stiffness of the spring set 2, the spring beam 1 is supported by elastic elements 3 and friction vibration dampers 4 through articulated knife supports 15 (Figs. 1, 6, 7) made with cylindrical protrusions 16 located along the axis of the side frame 6. The spring beam 1 is located relative to the openings 5 of the side frames 6 with a gap in the longitudinal direction.

Фрикционный гаситель колебаний 4 (фиг. 3) содержит установленные между надрессорной балкой 1 и боковой рамой 6 винт 17 и гайку 18. В верхней части винта 17 закреплен подвижный фрикционный диск 19, расположенный между верхним 20 и нижним 21 неподвижными фрикционными дисками, соединенными между собой от проворота замковым соединением. Гайка 18 установлена в нижней опоре 22 шарнирно посредством цапф 23, расположенных вдоль боковых рам 6 для обеспечения качания фрикционного гасителя колебаний и относительно осей цапф 23 при поперечных перемещениях надрессорной балки 6. Между нижней опорой 22 и нижним неподвижным фрикционным диском 21 установлен упругий элемент 24, аналогичный упругому элементу 3 рессорного комплекта 2. The friction vibration damper 4 (Fig. 3) contains a screw 17 and a nut 18 installed between the pressurized beam 1 and the side frame 6. A movable friction disk 19 is mounted in the upper part of the screw 17, located between the upper 20 and lower 21 stationary friction disks interconnected from turning by a lock connection. The nut 18 is mounted in the lower support 22 pivotally by pins 23 located along the side frames 6 to ensure the friction damper oscillation and relative to the axes of the pins 23 during lateral movements of the pressure beam 6. An elastic element 24 is installed between the lower support 22 and the lower stationary friction disk 21, similar to the elastic element 3 of the spring kit 2.

Верхний неподвижный фрикционный диск 20 имеет цилиндрический выступ 25, аналогичный цилиндрическому выступу 16 шарнирной ножевой опоры 15, расположенный также вдоль боковых рам 6. В надрессорной балке 1 выполнены впадины (не показаны) для цилиндрических выступов 16, 25. The upper stationary friction disk 20 has a cylindrical protrusion 25, similar to the cylindrical protrusion 16 of the articulated knife support 15, also located along the side frames 6. In the nadressornoj beam 1 made hollows (not shown) for the cylindrical protrusions 16, 25.

Для гашения колебаний виляния тележки относительно установленного на нее кузова грузового вагона сверху надрессорной балки 1 между и вблизи боковых рам 6 установлены упругие скользуны 26 (фиг. 2, 8), на которые частично опирается кузов. To dampen fluctuations in the wagging of the truck relative to the body of the freight car mounted on top of the overpressor beam 1 between and near the side frames 6 are installed elastic side bearings 26 (Fig. 2, 8), on which the body partially rests.

Тележка работает следующим образом. The trolley operates as follows.

В процессе движения экипажа вертикальные динамические колебаний кузова вагона и соответственно надрессорной балки 1 воспринимаются рессорными комплектами 2. При этом надрессорная балка 1 перемещается вверх-вниз на величину прогиба упругих элементов 3 и хода фрикционного гасителя колебаний 4. During the movement of the crew, the vertical dynamic vibrations of the wagon body and, accordingly, of the nadresornoy beam 1 are perceived by spring sets 2. At the same time, the nadressornoy 1 moves up and down by the amount of deflection of the elastic elements 3 and the course of the friction damper 4.

В процессе движения экипажа по извилистым участкам пути возникают также горизонтальные перемещения надрессорной балки 1, которые могут быть из-за влияния тележки по ходу движения продольными и поперечными. При забегании одной боковой рамы 6 относительно другой происходит перекос надрессорной балки 1. In the process of movement of the crew along winding sections of the track, horizontal movements of the nadressornoj beam 1 also occur, which may be longitudinal and transverse due to the influence of the trolley in the direction of travel. When running one side frame 6 relative to another, the skew of the nadressorno beam 1.

При вертикальных колебаниях кузова, а вместе с ним надрессорной балки 1 основную часть энергии носят рессорные комплекты 2, содержащие фрикционные гасители колебаний 4. Часть энергии гасится в результате трения между фрикционными башмаками-скользунами 12 и фрикционными планками 10 (фиг. 1, 2). With vertical vibrations of the body, and with it the overpressure beam 1, the main part of the energy is carried out by spring sets 2 containing friction vibration dampers 4. Part of the energy is extinguished as a result of friction between the friction shoe 12 and the friction plates 10 (Fig. 1, 2).

При продольном смещении надрессорной балки 1 (фиг. 9) происходит ее смещение в сторону одной из колонок 11 боковых рам 6, при этом с этой стороны упругие элементы 14 дополнительно сжимаются, а с другой ослабляются, создавая усилия Р_1-1 + Р_4-1 > Р_2-1 + Р_3-1 на фрикционных планках 10. Реакции этих усилий создают возвращающее усилие, которое возвращает надрессорную балку 1 в исходное среднее положение.With the longitudinal displacement of the nadressornoj beam 1 (Fig. 9), it is displaced towards one of the columns 11 of the side frames 6, while on this side the elastic elements 14 are additionally compressed, and on the other weaken, creating forces P _1-1 + P _{4- 1} > P _2-1 + P _3-1 on the friction plates 10. The reactions of these forces create a restoring force, which returns the sprung beam 1 to its initial mid-position.

При поперечном перемещении надрессорной балки 1 (фиг. 10) происходит ее смещение поперек двугранных фрикционных планок 10, в результате чего часть упругих элементов 14 дополнительно сжимается, а другая их часть ослабляется за счет скольжения башмаков-скользунов 12 по наклонным граням двугранных фрикционных планок 10. При таком асимметричном распределении нагрузок Р_1-1 + Р_2-2 < Р_3-2 + Р_4-2 возвращающая сила будет равна алгебраической сумме поперечных составляющих, упомянутых нагрузок, то есть F (F_3-2 + F_4-2) (F_1-2 + F_2-2), которая и возвращает надрессорную балку 1 в исходное положение. В результате скольжения фрикционных башмаков-скользунов 12 по двугранным фрикционным планкам 10 происходит основное гашение колебаний. Частично поперечные колебания также гасятся шарнирными можевыми опорами 15 и верхними неподвижными фрикционными дисками 20 в местах трения их цилиндрических выступов 16 и 25 с впадинами надрессорной балки 1.When the nadressornoj beam 1 is transversely moved (Fig. 10), it is displaced across the dihedral friction plates 10, as a result of which part of the elastic elements 14 is additionally compressed, and the other part is weakened by sliding of the side shoes 12 along the inclined faces of the dihedral friction plates 10. With such an asymmetric load distribution, P _1-1 + P _2-2 <P _3-2 + P _{4-2, the} restoring force will be equal to the algebraic sum of the transverse components of the mentioned loads, i.e. F (F _3-2 + F _4-2 ) (F _1-2 + F _2-2 ), which returns the thrust b Alku 1 in the starting position. As a result of the sliding of the friction shoe-side bearings 12 along the dihedral friction plates 10, the main damping of vibrations occurs. Partially transverse vibrations are also damped by pivoting support legs 15 and upper stationary friction discs 20 in the places of friction of their cylindrical protrusions 16 and 25 with the troughs of the pressure beam 1.

При перекосе надрессорной балки 1 относительно боковых рам 6, вызванных забеганием одних боковых рам 6 относительно других на угол β=1-2^° (фиг. 11, 12) происходит диагональное асимметричное перераспределение нагрузки между фрикционными башмаками-скользунами 12 и фрикционными двугранными планками 10.When the overpressor beam 1 is skewed relative to the side frames 6 caused by running of one side frames 6 relative to the others by an angle β = 1-2 ^° (Figs. 11, 12), a diagonal asymmetric load redistribution occurs between the friction shoe-side members 12 and the friction dihedral bars 10.

Каждая диагональная пара сил создает момент относительно точки поворота "О". Each diagonal pair of forces creates a moment relative to the pivot point "O".

На плече а/2
М_1-3 (Р_1-3 + Р_3-3) а/2
М_2-4 (Р_2-3 + Р_4-3)а/2
М_1-3 > М_2-4.On shoulder a / 2
M _1-3 (P _1-3 + P _3-3 ) a / 2
M _2-4 (P _2-3 + P _4-3 ) a / 2
M _1-3 > M _2-4 .

При этомвозвращающий момент будет равен
ΔM=M_1-3-M_2-4.In this case, the return moment will be equal to
ΔM = M _1-3 -M _2-4 .

Claims

A freight wagon truck containing a pressurized beam resting on spring sets, including elastic elements and friction dampers located in the openings of the side frames, horizontal connections of the pressurized beam with the side frames and wheel pairs with axle boxes, characterized in that the pressurized beam is connected to side frames with the help of rigidly attached to the columns of the side frames of the friction plates, which are made dihedrally convex in plan, and pairs of fractional shoes-sk interacting with these plates rails, which are located across the nadressornoj beam V-shaped in plan and mounted with the support on the elastic elements in the guides mounted on the sides of the ends of the nadrasornoj beam, and the axis of the friction shoes, side-bearings of each pair are located in the plan at an angle λ = 15 - 30 ^° one to the other, and the faces of the friction slats are perpendicular to the axes of the friction shoe-siders interacting with them.