RU213327U1 - ТЕЛЕЖКА ДВУХОСНАЯ С ОСЕВОЙ НАГРУЗКОЙ 24 ТС И МАКСИМАЛЬНОЙ СКОРОСТЬЮ ДО 120 КМ/Ч ДЛЯ ГРУЗОВЫХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ КОЛЕИ 1520 мм - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а в частности к тележкам с допускаемой осевой нагрузкой 24 тс и максимальной скоростью до 120 км/ч для грузовых железнодорожных вагонов колеи 1520 мм. Тележка двухосная с осевой нагрузкой 24 тс и максимальной скоростью до 120 км/ч для грузовых железнодорожных вагонов колеи 1520 мм содержит надрессорную балку коробчатого сечения, в которой боковые стенки выполнены с технологическими окнами. Сама надрессорная балка содержит два упругих скользуна постоянного контакта и подпятник с диаметром посадочного места 300 мм. Тележка содержит две боковые рамы, выполненные с рессорным и буксовыми проемами и расположенные с противоположных сторон надрессорной балки, два комплекта центрального рессорного подвешивания, четыре буксовых узла, тормозную рычажную передачу и опорную балку устройства авторежима с контактной планкой. Толщина боковых стенок надрессорной балки в зоне подпятника составляет (20±2) мм, зона подпятника простирается на длину 2L, где L составляет от 100 мм до 200 мм измеренных вдоль надрессорной балки от ее центральной поперечной оси в каждую сторону. Переход толщины боковых стенок надрессорной балки в зоне подпятника к толщине остальных частей боковых стенок выполнен плавно. Усиление (упрочнение) надрессорной балки в зоне подпятника приведет к увеличению осевой нагрузки тележки тип 2 по ГОСТ 9246-2013 до 24 тс с сохранением максимально допустимой скорости в 120 км/ч. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а в частности к тележкам с допускаемой осевой нагрузкой 24 тс и максимальной скоростью до 120 км/ч для грузовых железнодорожных вагонов колеи 1520 мм.

Из уровня техники известны различные конструкции тележек для грузовых железнодорожных вагонов.

Так, например, известны различные модели грузовых двухосных тележек с осевой нагрузкой 25 тс, тип 3 ГОСТ 9246-2013 при скорости движения 120 км/ч.

Например из: 1. https://tt-center.ru/about-company/about-company/sector-news/oczenka-vozmozhnosti-i-effektivnosti-povyisheniya-osevyix-nagruzok-gruzovyix-vagonov.html

2. https://pomogala.ru/konsrukt/konstrukt_28.html

Все они содержат две боковые рамы, кронштейны боковой рамы, литую надрессорную балку, два комплекта центрального рессорного взвешивания, буксовый узел с роликовыми подшипниками, две колесные пары, тормозную рычажную передачу, контактную балку устройства авторежима, скользуны постоянного контакта.

Недостатком подобных тележек является отсутствие возможности поставок вагонов, оборудованных данным типом тележек, в ряд стран СНГ, имеющих колею 1520 мм, например, из-за устаревшего железнодорожного полотна, не позволяющего эксплуатировать тележки с нагрузкой 25 тс, в связи с чем, в данных странах имеется запрет на использование тележек с осевой нагрузкой 25 тс.

Помимо этого, данный тип тележек имеет усиленную ось колесной пары и другие элементы, приводящие к увеличению массы тележки и ее стоимости.

Также, известна тележка двухосная модели 18-100, тип 2 ГОСТ 9246-2013 для грузовых железнодорожных вагонов, содержащая две колесные пары, четыре буксовых узла, две литые боковые рамы, два комплекта центрального рессорного подвешивания, литую надрессорную балку с боковыми опорами (скользунами), и тормозную рычажную передачу. Тормоз тележки - колодочный с односторонним нажатием колодок. Связь рамы с буксами - непосредственная челюстная, опора кузова на тележку через подпятник надрессорной балки, а при наклоне кузова - дополнительно через скользуны. Тележка допускает осевую нагрузку до 230,5 кН (23,5 тс) при скорости движения 120 км/ч и 235 кН (24 тс) при скорости движения 100 км/ч (см. RU 176432 U1, B61F 3/00, опубл. 18.01.2018). Данная конструкция выбрана за прототип.

При этом тележки с осевой нагрузкой 23,5 тс являются наиболее широко используемыми на сегодняшний день на сети железных дорог РФ и стран СНГ, в связи с чем, их основные технические характеристики и конструкционные особенности известны и описаны в различных источниках, включая нормативную и справочную литературу.

Так, например, из таблицы 1 в ГОСТ 9246-2013 известно, что тележка, грузоподъемностью 23,5 тс соответствует типу 2 с допустимой скоростью 120 км/ч, а из таблицы 2 известно, что тележки по типу 2 имеют диаметр подпятника равный 300 мм. В то же время из альбома-справочника «Чертежи запасных деталей вагонов железных дорог» М., «Транспорт», 1970 известны иные конструктивные параметры тележек по типу 2, например, надрессорных балок, в частности толщина боковых стенок в районе подпятника: на одной из моделей она составляет 13 мм (черт. 11584-Н на стр. 179-181), а на другой модели толщина стенок надрессорной балки в районе подпятника составляет 16 мм (черт. 11589-Н на стр. 184-186).

Недостатком данной конструкции тележки является недостаточная осевая нагрузка, не позволяющая использовать максимальную загрузку вагонов и не отвечающая требованиям современного рынка, а при увеличении осевой нагрузки наложенное ограничение скоростных характеристик до 100 км/ч, что так же не отвечает требованиям современного рынка.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является усиление (упрочнение) надрессорной балки в зоне подпятника, что приведет к возможности увеличения осевой нагрузки тележки тип 2 по ГОСТ 9246-2013 до 24 тс с сохранением максимально допустимой скорости в 120 км/ч.

Технический результат достигается тем, что тележка двухосная с осевой нагрузкой 24 тс и максимальной скоростью до 120 км/ч для грузовых железнодорожных вагонов колеи 1520 мм содержит надрессорную балку коробчатого сечения, в которой боковые стенки выполнены с технологическими окнами, а сама надрессорная балка содержит два упругих скользуна постоянного контакта и подпятник с диаметром посадочного места 300 мм, помимо этого, тележка содержит две боковые рамы, выполненные с рессорным и буксовыми проемами и расположенные с противоположных сторон надрессорной балки, два комплекта центрального рессорного подвешивания, четыре буксовых узла, тормозную рычажную передачу и опорную балку устройства авторежима с контактной планкой, при этом толщина боковых стенок надрессорной балки в зоне подпятника составляет (20±2) мм, зона подпятника простирается на длину 2L, где L составляет от 100 мм до 200 мм измеренных вдоль надрессорной балки от ее центральной поперечной оси в каждую сторону, а переход толщины боковых стенок надрессорной балки в зоне подпятника к толщине остальных частей боковых стенок выполнен плавно.

Сущность полезной модели более подробно поясняется чертежами:

на фиг. 1 - вид тележки сбоку;

на фиг. 2 - вид тележки сверху;

на фиг. 3 - вид надрессорной балки сверху с местным разрезом;

на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3

Предложенная в настоящем описании полезной модели двухосная тележка предназначена для всех грузовых четырехосных магистральных вагонов, кроме изотермических, с допускаемыми осевыми нагрузками до 24 тс и скоростями движения до 120 км/ч.

Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, предложенная тележка для грузовых железнодорожных вагонов состоит из двух колесных пар 1; двух комплектов центрального рессорного подвешивания 2, четырех буксовых узлов 3, которые приводят в движение колесные пары; надрессорной балки 4, двух упругих скользунов постоянного контакта 5 надрессорной балки 4; двух боковых рам 6, расположенных с противоположных сторон надрессорной балки 4; тормозной рычажной передачи 7; опорной балки 8 устройства авторежима (не показано) с контактной планкой 9.

Надрессорная балка 4 (фиг. 3 и фиг. 4) имеет коробчатую конструкцию, содержащую верхний пояс 10, нижний пояс 11 и боковые стенки 12. На верхнем поясе 10 расположены опорные площадки 13 под скользуны 5, и подпятник 14, предназначенный для опоры кузова грузового вагона на тележку.

Боковые стенки 12 выполнены с технологическими окнами 15.

Связь боковых рам 6 с буксовыми узлами 3 - непосредственная челюстная, со свободным опиранием рамы на буксы и ограничением перемещений букс относительно рамы за счет направляющих челюстей, опора кузова железнодорожного вагона на тележку происходит через подпятник 14 надрессорной балки 4, а при наклоне кузова железнодорожного вагона при прохождении тележкой криволинейных участков пути дополнительно осуществляется через скользуны 5 надрессорной балки 4.

В предпочтительном варианте реализации настоящей полезной модели, в соответствии с ГОСТ 9246-2013 боковые рамы 6 тележки и надрессорная балка 4 могут быть отлиты из низколегированной стали 20ГЛ, 20Г1ФЛ или 20ФТЛ.

Так же, в предпочтительном варианте реализации настоящей полезной модели, в соответствии с ГОСТ 9246-2013 тормозная рычажная передача содержит чугунные тормозные колодки.

Подпятник 14 надрессорной балки 4 имеет посадочный диаметр в соответствии с ГОСТ 9246-2013 для тележек типа 2, который составляет 300 мм с допуском от +0,5 мм до +2,2 мм.

В предпочтительном варианте реализации настоящей полезной модели толщина стенок 12 надрессорной балки 4 составляет 20 мм с допуском на изготовление±2 мм.

Указанный выше диапазон от 18 мм до 22 мм обусловлен допуском на изготовление, т.к. в современном массовом производстве крупного литья невозможно получить стабильное конкретное число в 100% случаев. Для этого предусмотрен допуск на изготовление, т.е. при планировании отливки закладывается определенная толщина стенки, однако из-за технологии литья она может отклоняться в большую или меньшую сторону. В обоих случаях это отклонение будет в пределах, необходимых и достаточных для достижения технического результата.

Уменьшение толщины стенок надрессорной балки в зоне подпятника меньше 18 мм не обеспечит достаточной прочности надрессорной балки для скоростей от 100 км/ч до 120 км/ч при загрузки тележки на свой максимум, т.е. 24 тс. Это может привести к преждевременному старению надрессорной балки, появлению микротрещин и излому.

Увеличение толщины стенок надрессорной балки в зоне подпятника больше 22 мм приведет к значительному и необоснованному увеличению массы надрессорной балки, металлоемкости и стоимости тележки в целом.

Зоной подпятника в настоящем техническом решении является участок боковых стенок 12 надрессорной балки 4 непосредственно под подпятником 14 и дальше, на длину L от центральной поперечной осевой линии надрессорной балки в каждую сторону, т.е. общая длина зоны подпятника составляет 2L (фиг. 3). Величина L может составлять от 100 мм до 200 мм включительно, соответственно 2L составит от 200 мм до 400 мм. Уменьшение величины L меньше 100 мм не обеспечит требуемой прочности надрессорной балки для заявленной тележки, а увеличение длины L более 200 мм приведет к значительному увеличению массы надрессорной балки, что нивелирует увеличение грузоподъемности тележки.

При этом переход толщины стенки 20±2 в подпятниковой зоне в толщину остальных частей боковых стенок надрессорной балки выполнен плавным, т.е. с постепенно уменьшающейся толщиной для исключения зоны концентраторов напряжений.

В процессе эксплуатации на грузовую тележку действуют самые разнообразные нагрузки и усилия. Это и нагрузка от перевозимого груза, передаваемая через подпятник надрессорной балки, это и боковые усилия на колесные пары при прохождении кривых или стрелочных переводов, это и ударные усилия на колесные пары от прохождения стыков рельсового полотна и др.

Государственный стандарт четко разграничивает тележки с разными допускаемыми осевыми нагрузками: 23,5 тс - это 2 тип, а 25 тс - это 3 тип. При этом чтобы добиться увеличения нагрузки до 25 тс с сохранением максимальной скорости 120 км/ч, многие элементы тележки претерпевают различные изменения в виде упрочнения, усиления и пр. Это приводит к утяжелению тележки, ее удорожанию, а так же к увеличению номенклатуры деталей. Помимо этого в некоторых странах СНГ с шириной колеи 1520 мм еще не модернизировано железнодорожное полотно, что приводит к невозможности (запрету) эксплуатации тележек с осевой нагрузкой 25 тс в этих странах.

С другой стороны тележка типа 2 по ГОСТ 9246-2013 с осевой нагрузкой 23,5 тс уже не отвечает требованиям современного рынка. Увеличение осевой нагрузки в этих тележках до 24 тс позволит увеличить грузоподъемность вагона на две тонны, однако накладывает существенные ограничения в виде уменьшения максимальной скорости до 100 км/ч, что так же снижает эффективность применения таких тележек.

Заявляемая конструкция тележки с осевой нагрузкой 24 тс за счет упрочнения (утолщения толщины стенок) небольшого участка в надрессорной балке позволит проводить эксплуатацию без снижения скорости (т.е. до 120 км/ч). При этом сохраняется вся номенклатура деталей, используемых в тележке 23,5 тс, т.е. обеспечивается полная взаимозаменяемость с действующими тележками, что обеспечивает максимальную ремонтопригодность. Кроме этого данные тележки беспрепятственно смогут эксплуатироваться на территории всех стран, имеющих ширину колеи 1520 мм.

Настоящая полезная модель не ограничена конкретными примерами, раскрытыми в описании в иллюстративных целях, и охватывает все возможные модификации и альтернативы, входящие в объем настоящей полезной модели, определенный формулой полезной модели.

Claims (3)

1. Тележка двухосная с осевой нагрузкой 24 тс и максимальной скоростью до 120 км/ч для грузовых железнодорожных вагонов колеи 1520 мм, содержащая надрессорную балку коробчатого сечения, в которой боковые стенки выполнены с технологическими окнами, а сама надрессорная балка содержит два упругих скользуна постоянного контакта и подпятник с диаметром посадочного места 300 мм, помимо этого, тележка содержит две боковые рамы, выполненные с рессорным и буксовыми проемами и расположенные с противоположных сторон надрессорной балки, два комплекта центрального рессорного подвешивания, четыре буксовых узла, тормозную рычажную передачу и опорную балку устройства авторежима с контактной планкой, отличающаяся тем, что толщина боковых стенок надрессорной балки в зоне подпятника составляет 20±2 мм.

2. Тележка по п. 1, отличающаяся тем, что зона подпятника простирается на длину 2L, где L составляет от 100 до 200 мм измеренных вдоль надрессорной балки от ее центральной поперечной оси в каждую сторону.

3. Тележка по п. 1, отличающаяся тем, что переход толщины боковых стенок надрессорной балки в зоне подпятника к толщине остальных частей боковых стенок выполнен плавно.

Images