RU2035335C1

RU2035335C1 - Device for connecting car body with carriage

Info

Publication number: RU2035335C1
Authority: RU
Inventors: Ю.Ф. Ващенко
Original assignee: Кубанский государственный аграрный университет
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1995-05-20

Abstract

FIELD: railway transport. SUBSTANCE: connecting pivot is mounted above the axle of the carriage wheel pair nearest to the car center. As a result, the force interaction of the back wheel pair with the rail in the lateral direction is absolutely excluded and force interaction of the front wheel pair with the rail decreases. EFFECT: enhanced reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. The invention relates to railway transport.

Известны устройства связи кузова вагона с тележкой, включающие их сопрягающиеся поверхности, соединительный шарнир которых расположен над геометрическим центром тележки. Known devices for communicating a wagon body with a trolley, including their mating surfaces, the connecting joint of which is located above the geometric center of the trolley.

Несмотря на непрерывные конструктивные усовершенствования, повышение надежности за счет ограничения амплитуд колебаний при боковой качке, улучшение мягкости хода, совершенствование пятниковых узлов, упрощение технологии изготовления и эксплуатации и многое другое, всем существующим устройствам связи кузова вагона с тележкой присущ серьезный недостаток расположение соединительного шарнира над геометрическим центром тележки. Именно при такой связи кузова с тележкой наблюдается недопустимый износ рельсового металла, выражающийся в тысяче тонн за год в условиях только Северо-Кавказской железной дороги. Если же учесть аналогичный недостаток, заложенный в вагонах трамвая, то потери металла будут во много раз больше. В целом же по стране с учетом метро эти потери составляют ежегодно 500 тыс.т. Despite continuous design improvements, increased reliability by limiting the oscillation amplitudes during lateral rolling, improving the softness of the ride, improving the Friday assemblies, simplifying manufacturing and operating techniques, and much more, all existing communication devices of the car body with the trolley have a serious drawback: the location of the connecting hinge above the geometric center of the trolley. It is with such a connection between the body and the trolley that unacceptable wear of the rail metal is observed, which is expressed in a thousand tons per year under the conditions of only the North Caucasus Railway. If we take into account a similar disadvantage inherent in tram cars, then metal losses will be many times greater. In the whole country, taking into account the metro, these losses amount to 500 thousand tons annually.

Направления совершенствования и модернизации зарубежной тележки аналогичны направлениям в России, а главный недостаток прежний расположение соединительного шарнира над геометрическим центром тележки. The directions of improvement and modernization of foreign carts are similar to those in Russia, and the main drawback is the previous location of the connecting joint above the geometric center of the cart.

Наиболее близким по технической сущности прототипом является пятниковый узел железнодорожного транспортного средства. Это устройство связи кузова вагона с тележкой, включающее их сопрягающиеся поверхности, соединительный шарнир которых расположен над геометрическим центром тележки, позволяет существенно снизить нагрузки на пятниковый узел в результате использования эффекта от соприкосновения двух поверхностей: плиты хребтовой балки и сопрягаемой поверхности тележки. Однако основной недостаток по-прежнему незыблем. The closest in technical essence to the prototype is a pyatnik node of a railway vehicle. This communication device of the car body with the trolley, including their mating surfaces, the connecting hinge of which is located above the geometric center of the trolley, can significantly reduce the load on the firing unit as a result of using the effect of the contact of two surfaces: the plate of the spine beam and the mating surface of the trolley. However, the main disadvantage is still unshakable.

На фиг.1 показана принципиальная схема износа наружного рельса прототипа. Figure 1 shows a schematic diagram of the wear of the outer rail of the prototype.

При движении тележки в указанном направлении, передняя колесная пара набегает на криволинейный участок рельса и отклоняется, поворачиваясь вокруг шарнира О. Этот поворот сопровождается выработкой рельса в точке А в связи с резким увеличением силы трения. Так как при повороте вокруг точки О тележка является двуплечим рычагом (коромыслом), то принудительный поворот точки А в указанном направлении сопровождается принудительным подпором задней колесной парой наружного рельса в точке Б. Таким образом, закругленный участок рельса вырабатывается двумя правыми колесами передней и задней колесных пар примерно с одинаковой интенсивностью. Если учесть, что центробежные силы вагона компенсируются поперечным наклоном колем (наружный рельс на повороте располагается выше внутреннего), то потери металла являются результатом принципиального несовершенства тележки. Немаловажное значение имеют энергозатраты для передвижения состава на поворотах и закруглениях железнодорожной колеи. Эти энергозатраты возрастают вследствие резкого увеличения сил трения при качении тележки на повороте. When the trolley moves in the indicated direction, the front wheelset runs onto a curved section of the rail and deviates, turning around the hinge O. This rotation is accompanied by the development of the rail at point A due to a sharp increase in the friction force. Since the trolley is a two-arm lever (rocker) when turning around point O, the forced rotation of point A in the indicated direction is accompanied by the forced back wheel pair of the outer rail at point B. Thus, the rounded section of the rail is generated by the two right wheels of the front and rear wheel pairs with about the same intensity. If we take into account that the centrifugal forces of the car are compensated by the transverse inclination of the stakes (the outer rail at a bend is higher than the inner), then the metal loss is the result of a fundamentally imperfect cart. Of no small importance are energy costs for moving the train on bends and rounding of the railway track. These energy costs increase due to a sharp increase in the frictional forces when the bogies roll on a bend.

Цель изобретения упрощение конструкции. The purpose of the invention is to simplify the design.

Цель достигается тем, что в устройстве, содержащем соединительный шарнир, одна часть которого связана с рамой тележки, другая с рамой вагона, а центр расположен в вертикальной плоскости симметрии кузова вагона, центр соединительного шарнира сопрягающихся поверхностей кузова вагона и тележки расположен над ближайшей к центру кузова осью колесной пары тележки. The goal is achieved in that in a device containing a connecting hinge, one part of which is connected with the frame of the carriage, the other with the frame of the carriage, and the center is located in the vertical plane of symmetry of the car body, the center of the connecting hinge of the mating surfaces of the car body and the trolley is located above the body center nearest to the center axle wheelset carts.

По данным научно-технической и патентной литературы предлагаемая совокупность признаков не выявлена с очевидностью из существующего уровня техники, что дает основание сделать вывод об изобретательском уровне. According to the scientific, technical and patent literature, the proposed combination of features is not revealed with obviousness from the existing level of technology, which gives reason to conclude about the inventive step.

На фиг.2 представлено устройство связи кузова вагона с тележкой. Figure 2 presents the communication device of the car body with the trolley.

Хребтовая балка 1 кузова опирается на тележку 2. Над ближайшей к центру вагона осью колесной пары 5 установлен соединительный шарнир 3 хребтовой балки 1 и тележки 2. The spinal beam 1 of the body rests on the carriage 2. Above the axis of the wheelset 5 closest to the center of the car, a connecting hinge 3 of the spinal beam 1 and the carriage 2 is installed.

Устройство связи работает следующим образом. При движении тележки 2 на повороте в направлении, обозначенном стрелкой, колесная пара 4 набегает на криволинейный участок рельса 6 и отклоняется, поворачиваясь вокруг шарнира 3. Однако в этом случае никакого подпора рельса 6 колесной парой 5 не происходит в связи с отсутствием плеча коромысла в отличие от прототипа (фиг.1). При любой крутизне поворота или закругления колесная пара 5 поперечного давления на рельсы не оказывает. Следовательно, увеличения силы трения, приводящей к интенсивному вырабатыванию рельса 6 колесной парой 5, не происходит. Что же касается силового взаимодействия колесной пары 4 и рельса 6, то оно будет значительно меньше, чем у прототипа, т.к. ОА меньше О₁А₁, а угол ОАБ больше угла О₁А₁Б₁. Таким образом, в сравнении с прототипом, снижение износа рельсов на 65-70% очевидно. Дополнительным эффектом является снижение энергозатрат для передвижения состава на поворотах и закруглениях в связи с резким уменьшением сил трения между колесами и рельсом. Немаловажное значение имеет и повышенная мягкость хода, т.к. при неизбежном отклонении рельса от прямолинейности принудительного поперечного перемещения задней колесной пары нет.The communication device operates as follows. When the trolley 2 moves in a turn in the direction indicated by the arrow, the wheel pair 4 runs onto a curved section of the rail 6 and deviates, turning around the hinge 3. However, in this case, no support of the rail 6 with the wheel pair 5 occurs due to the absence of the rocker arm, unlike from the prototype (figure 1). At any steepness of rotation or rounding, the wheelset 5 does not exert lateral pressure on the rails. Therefore, an increase in the friction force, leading to the intensive development of the rail 6 by the wheelset 5, does not occur. As for the force interaction of the wheelset 4 and rail 6, it will be significantly less than that of the prototype, because OA is less than O ₁ A ₁ , and the angle of OAB is greater than the angle O ₁ A ₁ B ₁ . Thus, in comparison with the prototype, a decrease in rail wear by 65-70% is obvious. An additional effect is the reduction of energy consumption for the movement of the composition on bends and curves due to a sharp decrease in the friction forces between the wheels and the rail. Equally important is the increased softness of the ride, as with the inevitable deviation of the rail from straightness, there is no forced transverse movement of the rear wheelset.

Claims

DEVICE FOR COMMUNICATION OF A WAGON BODY WITH A TROLLEY, containing a connecting hinge, one part of which is connected to the frame of the carriage, the other to the frame of the car body, and the center is located in the vertical plane of symmetry of the car, characterized in that the center of the connecting hinge is located above the axle of the wheel pair closest to the body center carts.