RU156680U1 - Боковая опора кузова на тележку - Google Patents

Abstract

Боковая опора кузова на тележку, содержащая установленный на раме тележки корпус, наполненный маслом, в котором размещены опорное гнездо, нижняя поверхность которого армирована сплавом, содержащим медь, и опорная плита, при этом опорная плита жестко связана с рамой тележки, а опорное гнездо - с кузовом железнодорожного экипажа, отличающаяся тем, что над опорным гнездом на кузове размещена катушка электромагнита, соединенная с источником тока, при этом величина силы трения между опорным гнездом и опорной плитой изменяется подчиненной системой регулирования, состоящей из регулятора тока, анализатора ускорений и датчика горизонтальных ускорений.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к конструкции сопряжения кузова железнодорожного экипажа с тележкой.

Известна боковая опора кузова на тележку, содержащая верхнюю и нижнюю опорные плиты, при этом нижняя плита жестко закреплена на раме тележки, а верхняя на кузове железнодорожного экипажа [Электровоз ВЛ8. Руководство по эксплуатации. М.: Транспорт, 1982 г., рис. 136, С. 160.].

Недостатком известной опоры кузова является то, что она не имеет защиты от внешней среды, что приводит к ее загрязнению, к нестабильному коэффициенту трения, а следовательно, и нестабильному моменту сопротивления поворота тележки относительно кузова.

В качестве прототипа заявленной полезной модели выбрана боковая опора кузова на тележку, содержащая установленный на раме тележки корпус, наполненный маслом, в котором размещены опорное гнездо, нижняя поверхность которого армирована сплавом, содержащим медь, и опорная плита, при этом опорная плита жестко связана с рамой тележки, а опорное гнездо - с кузовом железнодорожного экипажа [Справочник по электроподвижному составу, тепловозам и дизель-поездам. Под ред. А.И. Тищенко. Т. 1. М., «Транспорт», 1976 г., рис. III-74, С. 143.]. Данная опора кузова защищена от воздействий внешней среды тем, что поверхности трения находятся в слое масла, а также возможностью установки между корпусом и кузовом гибкого чехла, препятствующего попаданию пыли и влаги.

Недостатком известной опоры кузова на тележки является то, что у нее сила трения между верхней и нижней опорной плитой не зависит от движения железнодорожного экипажа в прямых или кривых участках пути. При движении в прямой, особенно при повышенных скоростях, могут возникать значительные колебания, влияющие на безопасность движения.

Известен способ уменьшения горизонтальных колебаний, заключающийся во введении момента сил трения в опорах кузова [Механическая часть тягового подвижного состава. Учебник для вузов ж.д. трансп./ И.В. Бирюков, А.Н. Савоськин, Г.П. Бурчак и др.; Под ред. В.П. Бирюкова. - М.: Транспорт, 1992 - 440 с., С. 119]. Недостатком этого способа является то, что при наличии момента сил трения увеличивается время контакта гребня бандажа колеса с рельсом и статическая составляющая направляющих сил при движении в кривых, что приводит к росту интенсивности подреза бандажа. [Механическая часть тягового подвижного состава. Учебник для вузов ж.д. трансп. / И.В. Бирюков, А.Н. Савоськин, Г.П. Бурчак и др.; Под ред. В.П. Бирюкова. - М.: Транспорт, 1992 - 440 с, С. 120-121].

Известно, что при входе экипажа в кривую и движении по кривой возникает так называемое непогашенное ускорение [Конструкция и динамика тепловозов. Изд. 2-е, доп.Под ред Иванова В.Н. М., «Транспорт», 336 с., С. 302.] [Механическая часть тягового подвижного состава. Учебник для вузов ж.д. трансп. / И.В. Бирюков, А.Н. Савоськин, Г.П. Бурчак и др.; Под ред. В.П. Бирюкова. - М.: Транспорт, 1992-440 с., С. 120-121.]

Известно [В.П. Тихомиров, В.И. Воробьев, Д.В. Воробьев, Г.В. Багров, М.И. Борзенков, И.А. Бутрин. Моделирование сцепления колеса с рельсом. Орел, ОрелГТУ, 2007, С. 95-101], что коэффициент трения в контакте «металл-металл», помимо физических свойств пары трения, зависит от действия магнитного поля. По данным исследований [Делюсто Л.Г. Основы прокатки металлов в постоянных магнитных полях. - М: Машиностроение, 2005, С. 136, таблица 5.1.], воздействие магнитного поля на пару трения «медь по стали» при величине индукции B=0,45 Тл., приводило при наличии машинного масла к росту коэффициента трения более чем вдвое - от 0,222 до 0,428.

Целью полезной модели является снижение износа колес, рельсов и затрат на ремонт пути и подвижного состава, а также увеличение запаса по всползанию бандажа на рельс и отжатию рельса, и тем самым повышение безопасности движения.

Указанная цель достигается боковой опорой кузова на тележку, содержащей установленный на раме тележки корпус, наполненный маслом, в котором размещены опорное гнездо, нижняя поверхность которого армирована сплавом, содержащим медь, и опорная плита, при этом опорная плита жестко связана с рамой тележки, а опорное гнездо - с кузовом железнодорожного экипажа.

Отличительной особенностью ее является то, что над опорным гнездом на кузове размещена катушка электромагнита, соединенная с источником тока, при этом величина силы трения между опорным гнездом и опорной плитой изменяется подчиненной системой регулирования, состоящей из регулятора тока, анализатора ускорений и датчика горизонтальных ускорений.

Боковая опора кузова на тележку (фиг.) содержит установленный на раме тележки корпус 1, наполненный маслом, в котором размещены опорное гнездо 2, нижняя поверхность которого армирована сплавом, содержащим медь, и опорная плита 3, при этом опорная плита 3 жестко связана с рамой тележки, а опорное гнездо 2-е кузовом железнодорожного экипажа через шаровую опору 4. Над опорным гнездом 2 расположена катушка электромагнита 5, связанная с кузовом железнодорожного экипажа, к которой подведено напряжение от источника тока 6. Подчиненная система регулирования состоит из регулятора тока 7 (РТ), анализатора ускорений 8 (АУ) и датчика горизонтальных ускорений 9 (ДУ).

Боковая опора кузова на тележку работает следующим образом.

При повороте тележки на неровностях пути опорное гнездо 2 перемещается по опорной плите 3, при этом трение в контакте между опорным гнездом 2 и опорной плитой 3 создает момент сопротивления повороту, а масло в корпусе 1 и армирование нижней поверхности опорного гнезда 2 сплавом, содержащим медь, исключает задиры контактирующих поверхностей опорного гнезда и опорной плиты.

На регулятор тока 7 (РТ) поступает сигнал от анализатора ускорений 8 (АУ), на который, в свою очередь, поступает сигнал от датчика горизонтальных ускорений кузова 9 (ДУ). При входе в кривые и движении экипажа в кривых появляется статическая составляющая (непогашенное ускорение). При появлении этой составляющей анализатор ускорений 8 (АУ) подает сигнал на регулятор тока 7 (РТ), который открывается и ток начинает проходить через катушку электромагнита 5. Создаваемое катушкой электромагнита 5 магнитное поле воздействует на контактирующие поверхности опорного гнезда 2 и опорной плиты 3. Поскольку нижняя поверхность опорного гнезда 2 армирована сплавом, содержащим медь, а воздействие магнитного поля на пару трения «медь по стали» приводит к росту коэффициента трения, в том числе при наличии смазки, то создаваемое катушкой электромагнита 5 магнитное поле приводит к увеличению коэффициента трения между контактирующими поверхностями опорного гнезда 2 и опорной плиты 3 и к росту момента сопротивления повороту тележки относительно кузова экипажа. Чем выше переменная составляющая в сигнале датчика горизонтальных ускорений кузова 9 (ДУ), тем больше величина управляющего сигнала, подаваемого с анализатора ускорений 8 (АУ) на регулятор тока 7 (РТ), тем больше ток, проходящий через катушку электромагнита 5 и создаваемое катушкой электромагнита 5 магнитное поле, тем больше коэффициент трения между контактирующими поверхностями опорного гнезда 2 и опорной плиты 3 и тем выше момент сопротивления повороту тележки относительно кузова экипажа, вследствие чего увеличивается энергия рассеяния поперечных колебаний за счет трения в опорах, за счет чего снижается амплитуда поперечных колебаний.

При входе в кривые и движении экипажа по кривой появляется постоянная составляющая ускорения в виде непогашенного ускорения, то есть, центростремительного ускорения. Постоянная составляющая ускорения приводит к появлению постоянной составляющей в сигнале датчика горизонтальных ускорений кузова 9 (ДУ). Наличие постоянной составляющей в сигнале датчика горизонтальных ускорений кузова 9 (ДУ) приводит к уменьшению управляющего сигнала, подаваемого с анализатора ускорений 8 (АУ) на регулятор тока 7 (РТ), уменьшению тока, проходящего через катушку электромагнита 5 и создаваемого катушкой электромагнита 5 магнитного поля, и снижению коэффициента трения между контактирующими поверхностями опорного гнезда 2 и опорной плиты 3 и, соответственно, момента сопротивления повороту тележки относительно кузова экипажа, вследствие чего улучшается установка тележки в кривой.

Технико-экономический эффект заявленной полезной модели заключается в снижении воздействия экипажа на путь в горизонтальном направлении при движении в кривых разного радиуса в зависимости от того, какие факторы преобладают при воздействии на путь (горизонтальные колебания или силы при установке тележки в кривой), что позволяет снизить износ колес и рельсов и затраты на ремонт пути и подвижного состава, а также увеличить запас по всползанию бандажа на рельс и отжатию рельса, и тем самым повысить безопасность движения.

Claims (1)

1. Боковая опора кузова на тележку, содержащая установленный на раме тележки корпус, наполненный маслом, в котором размещены опорное гнездо, нижняя поверхность которого армирована сплавом, содержащим медь, и опорная плита, при этом опорная плита жестко связана с рамой тележки, а опорное гнездо - с кузовом железнодорожного экипажа, отличающаяся тем, что над опорным гнездом на кузове размещена катушка электромагнита, соединенная с источником тока, при этом величина силы трения между опорным гнездом и опорной плитой изменяется подчиненной системой регулирования, состоящей из регулятора тока, анализатора ускорений и датчика горизонтальных ускорений.

   

Images