RU213501U1

RU213501U1 - ARTICULATED WEDGE CART

Info

Publication number: RU213501U1
Application number: RU2022107696U
Authority: RU
Inventors: Анатолий Самуилович Бронштейн
Original assignee: Анатолий Самуилович Бронштейн
Filing date: 2022-03-22
Publication date: 2022-09-14

Abstract

Полезная модель относится к рельсовому транспорту, в частности к двухосным тележкам ходовой части грузового вагона.The utility model relates to rail transport, in particular to two-axle bogies undercarriage of a freight car.

С середины 50-х годов прошлого века и по настоящее время на железных дорогах колеи 1520 мм эксплуатируется в основном тележка модели18-100. Тележка состоит из двух колесных пар, четырех букс, двух литых боковых рам, двух комплектов центрального рессорного подвешивания, литой надрессорной балки и тормозной рычажной передачи. 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.From the mid-1950s to the present, the bogie model 18-100 has been mainly used on 1520 mm gauge railways. The bogie consists of two wheelsets, four axle boxes, two cast side frames, two sets of central spring suspension, a cast bolster and a brake linkage. The brake of the trolley is a shoe brake with one-sided pressing of the shoes. The connection of the frame with the axle boxes is a direct jaw, the support of the body on the bogie through the thrust bearing of the bolster, and when the body is tilted, additionally through the bearings.

Достоинствами тележки являются относительно неплохие показатели качества хода, отработанная с годами технология изготовления и обслуживания в эксплуатации и относительно небольшая цена.The advantages of the trolley are relatively good indicators of the quality of the ride, the technology of manufacture and maintenance in operation, which has been worked out over the years, and a relatively low price.

Тележки других моделей в той или иной мере являются разновидностями тележки модели 18-100 и для них по сути характерны недостатки имеющиеся у тележки модели 18-100. Это недостаточная поперечная жесткость упруго-фрикционной связи боковых рам относительно друг друга через надрессорную балку, ведущая к нарушению прямоугольной формы тележки в плане пути и интенсивному боковому износу головки рельсов и гребней колес, а также большие зазоры между направляющими буксовых узлов и челюстями боковых рам, которые при деформации пружин допускают продольное смещение рам вдоль своих осей в режиме маятниковых колебаний с ростом интенсивности виляния тележки, ухудшением динамики вагона, износа поверхностей корпусов букс и челюстей боковых рам, перекосов и нагрева подшипников и снижением надежности и срока службы буксовых узлов Поэтому тележка при относительно низкой цене требует больших затрат на обслуживание и ремонт в эксплуатации.Trolleys of other models are, to one degree or another, varieties of the 18-100 model trolley and, in fact, they are characterized by the shortcomings of the 18-100 model trolley. This is insufficient transverse rigidity of the elastic-frictional connection of the side frames relative to each other through the bolster, leading to a violation of the rectangular shape of the bogie in terms of the track and intensive lateral wear of the rail head and wheel flanges, as well as large gaps between the guides of the axlebox units and the jaws of the side frames, which when the springs are deformed, they allow the longitudinal displacement of the frames along their axes in the mode of pendulum oscillations with an increase in the intensity of the wobbling of the bogie, deterioration in the dynamics of the car, wear on the surfaces of the axle boxes and jaws of the side frames, distortions and heating of the bearings and a decrease in the reliability and service life of the axle boxes. Therefore, the bogie at a relatively low price requires high maintenance and repair costs in operation.

Сущность полезной модели заключается в повышении жесткости упруго-фрикционных связей боковых рам тележки с буксовыми узлами и надрессорной балкой путем устранения зазоров в их соединениях. Задачами полезной модели являются уменьшение бокового износа головки рельсов и гребней колес, уменьшение износов поверхностей корпусов букс и челюстей боковых рам, а также улучшение условий работы подшипников буксовых узлов.The essence of the utility model is to increase the rigidity of the elastic-frictional connections of the bogie side frames with the axleboxes and the bolster by eliminating gaps in their connections. The objectives of the utility model are to reduce the lateral wear of the rail head and wheel flanges, to reduce the wear on the surfaces of the axle box housings and jaws of the side frames, as well as to improve the operating conditions of the axle box bearings.

Для решения этих задач каждая из челюстей боковой рамы расположена горизонтально, а фиксируется и центрируется относительно корпуса буксового узла при помощи шарниров, образованных коническими поверхностями двух зеркально установленных износостойких резьбовых вставок и сферической поверхностью прочного износостойкого шара, расположенного между ними. Для уменьшения трения верхний шарнир включает установленную в корпус буксового узла резьбовую втулку, имеющую внутреннюю цилиндрическую проточку, на дно которой по периметру установлено несколько шаров. В верхнюю челюсть боковой рамы установлен резьбовой штифт, опирающийся своим коническим хвостовиком на шары, причем конус хвостовика выполнен под углом, исключающим возникновение в его соединении с шарами эффекта клина. При работе тележки под действием вертикальной нагрузки от массы вагона имеющие наклон в двух плоскостях поверхности надрессорной балки сопрягаются с аналогичными поверхностями клиньев, прижимают их к фрикционным планкам угловых колонок и жестко без зазоров фиксируют балку относительно боковых рам. Рамы, в свою очередь, через шарниры жестко без зазоров фиксируются относительно буксовых узлов колесных пар.To solve these problems, each of the jaws of the side frame is located horizontally, and is fixed and centered relative to the axle box body using hinges formed by the conical surfaces of two mirror-mounted wear-resistant threaded inserts and the spherical surface of a durable wear-resistant ball located between them. To reduce friction, the upper hinge includes a threaded bushing installed in the body of the axlebox assembly, having an internal cylindrical groove, on the bottom of which several balls are installed around the perimeter. A threaded pin is installed in the upper jaw of the side frame, resting with its conical shank on the balls, and the shank cone is made at an angle, excluding the appearance of a wedge effect in its connection with the balls. During operation of the bogie under the action of a vertical load from the mass of the car, the surfaces of the bolster having an inclination in two planes are mated with similar surfaces of the wedges, they are pressed against the friction bars of the corner columns and the beam is rigidly fixed without gaps relative to the side frames. The frames, in turn, are rigidly fixed without gaps through the hinges relative to the axle boxes of the wheel pairs.

Такая конструкция тележки препятствует возникновению колебаний боковых рам и надрессорной балки в горизонтальной плоскости и возникновению виляния тележки, что улучшает условия работы буксовых узлов и повышает срок их службы.This design of the bogie prevents the oscillation of the side frames and the bolster in the horizontal plane and the wobbling of the bogie, which improves the working conditions of the axle boxes and increases their service life.

При этом шарнирные связи боковых рам с буксовыми узлами допускают некоторую самоустановку колесных пар относительно рельсового пути за счет их небольших поворотов в горизонтальной плоскости в пределах зазоров между головками рельсов и ребордами колес.At the same time, the hinge connections of the side frames with the axleboxes allow some self-alignment of the wheel sets relative to the track due to their small turns in the horizontal plane within the gaps between the rail heads and the wheel flanges.

Таким образом, полезность модели заключается в уменьшении бокового износа головки рельсов и гребней колес, уменьшение износов поверхностей корпусов букс и челюстей боковых рам и повышение их ремонтопригодности, а также улучшение условий работы подшипников буксовых узлов с соответствующим уменьшением затрат на их эксплуатацию.

Thus, the usefulness of the model lies in reducing the lateral wear of the rail head and wheel flanges, reducing the wear on the surfaces of axle boxes and jaws of the side frames and increasing their maintainability, as well as improving the operating conditions of axle box bearings with a corresponding decrease in the cost of their operation.

Description

Полезная модель относится к рельсовому транспорту, в частности к двухосным тележкам ходовой части вагона.The utility model relates to rail transport, in particular to two-axle bogies of the running gear of a car.

В мире применяется широкий парк тележек (1) с разной конструкцией основных элементов, включающих колесные пары, буксы, рессорное подвешивание, возвращающие и стабилизирующие устройства, раму с деталями рессорного подвешивания и тормозного оборудования, а также надрессорные и иные балки с подпятниками и скользунами, несущими нагрузки от рамы кузова вагона (Вагоны / под ред. Л.Д. Кузьмича. М: Машиностроение. 1978. 376 с).A wide fleet of bogies (1) is used in the world with different designs of the main elements, including wheel sets, axle boxes, spring suspension, return and stabilizing devices, a frame with parts for spring suspension and braking equipment, as well as bolsters and other beams with bearings and side bearings, bearing loads from the frame of the car body (Cars / edited by L.D. Kuzmich. M: Mashinostroenie. 1978. 376 p.).

С середины 50-х годов прошлого века и по настоящее время на железных дорогах колеи 1520 мм в основном эксплуатируется тележка модели 18-100 (2). Тележка состоит из двух колесных пар, четырех букс, двух литых боковых рам, двух комплектов центрального рессорного подвешивания, литой надрессорной балки и тормозной рычажной передачи. 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 (Совершенствовать ходовую часть грузовых вагонов. Авторы И.А. Харыбин, А.М.Орлова, А.В. Додонов. Журнал "Вагоны и вагонное хозяйство" №1(17) 2009 г.)From the mid-1950s to the present, the bogie model 18-100 (2) has been mainly used on 1520 mm gauge railways. The bogie consists of two wheelsets, four axle boxes, two cast side frames, two sets of central spring suspension, a cast bolster and a brake linkage. The bogie brake is a shoe brake with one-sided pressing of the shoes. The connection of the frame with the axle boxes is direct jaw, the support of the body on the bogie through the thrust bearing of the bolster, and when the body is tilted, additionally through the bearings (Improve the running gear of freight cars. Authors I.A. Kharybin, A.M. Orlova, A.V. Dodonov . Journal "Wagons and carriage economy" No. 1 (17) 2009)

С момента ввода тележки модели 18-100 в эксплуатацию ее конструкция претерпела ряд изменений и модернизаций.Since the introduction of the model 18-100 trolley into operation, its design has undergone a number of changes and upgrades.

Так, известна тележка модели 18-100М (2), в буксовый проем боковой рамы которой устанавливается сменная прокладка толщиной 6 мм, типовые фрикционные планки узла гашения колебаний заменены составными, состоящими из двух элементов: неподвижной фрикционной планки (толщиной 10 мм), которая приклепывается к боковой раме, и контактной (подвижной) фрикционной планки (толщиной 6 мм), свободно размещенной между неподвижной планкой и вертикальной поверхностью фрикционного клина. Стальные фрикционные клинья тележки модели 18-100 заменены на чугунные. В подпятник надрессорной балки устанавливается износостойкий элемент из стали 30ХГСА в виде плоской прокладки (диска).Thus, a trolley model 18-100M (2) is known, in the axle box opening of the side frame of which a replaceable gasket 6 mm thick is installed, the typical friction strips of the vibration damping unit are replaced by composite ones, consisting of two elements: a fixed friction strip (10 mm thick), which is riveted to the side frame, and a contact (movable) friction bar (6 mm thick) freely placed between the fixed bar and the vertical surface of the friction wedge. The steel friction wedges of the model 18-100 bogie were replaced with cast iron ones. A wear-resistant element made of 30KhGSA steel in the form of a flat gasket (disk) is installed in the thrust bearing of the bolster.

Достоинства тележки - улучшение ее эксплуатационных качеств, скорости движения и межремонтных пробегов.The advantages of the trolley are the improvement of its operational qualities, speed of movement and overhaul runs.

Известна тележка модели 18-578 (2). В тележке используются съемные скользуны упруго-каткового типа, чугунные термоупрочненные фрикционные клинья с уретановыми накладками, износостойкая чаша в подпятнике надрессорной балки, колеса повышенной твердости, подшипники кассетного типа, рессорные пружины меньшей, чем у тележки 18-100, жесткостью. Достоинствами тележки являются увеличение межремонтного периода пробега грузовых вагонов и гарантийного срока эксплуатации.Known truck model 18-578 (2). The bogie uses removable bearings of an elastic-roller type, heat-strengthened cast iron friction wedges with urethane linings, a wear-resistant bowl in the bolster bearing, wheels of increased hardness, cassette-type bearings, spring springs with less rigidity than the bogie 18-100. The advantages of the bogie are an increase in the overhaul period of freight cars and the warranty period of operation.

Известна тележка модели 18-9810 (2) практически не имеющая неметаллических элементов. В узлах трения тележки применены износостойкие материалы, а в конструкции изнашиваемых материалов - визуальные индикаторы. Рессорное подвешивание в проемах боковых рам состоит из комплекта двухрядных цилиндрических пружин и подвешивает составные фрикционные чугунные клинья пространственного действия, состоящие из двух зеркальных частей. В кармане надрессорной балки приваривают сменную вставку пространственной конфигурации, изготовленную из мягкой стали, затрудняющую поворот надрессорной балки относительно боковой рамы, возникающий при взаимном забегании боковых рам. На надрессорной балке тележки выполнены площадки для боковых скользунов постоянного контакта, состоящих из комплекта цилиндрических пружин внутри корпуса, количество которых подбирается в зависимости от веса порожнего кузова вагона.Known trolley model 18-9810 (2) with virtually no non-metallic elements. Wear-resistant materials are used in the friction units of the bogie, and visual indicators are used in the design of wear materials. Spring suspension in the openings of the side frames consists of a set of double-row cylindrical springs and suspends composite friction cast-iron wedges of spatial action, consisting of two mirror parts. In the pocket of the bolster, a replaceable insert of a spatial configuration is welded, made of mild steel, which makes it difficult to rotate the bolster relative to the side frame, which occurs when the side frames overlap. On the bolster of the bogie there are platforms for side bearings of constant contact, consisting of a set of cylindrical springs inside the body, the number of which is selected depending on the weight of the empty car body.

Достоинствами тележки являются повышенное сопротивление забеганию в тележке под порожними вагонами, по отношению к тележке 18-100, что способствует поднятию безопасных скоростей их движения на один уровень с гружеными. Упругие скользуны снижают боковые силы, действующие на рельсы, и уменьшают нагрузки на подпятник.The advantages of the bogie are the increased resistance to running in the bogie under empty cars, in relation to the bogie 18-100, which helps to raise the safe speeds of their movement to the same level as the loaded ones. Elastic bearings reduce the lateral forces acting on the rails and reduce the load on the thrust bearing.

Известна тележка модели 18-115 (3), на верхнюю поверхность корпуса буксового узла которой установлена резиновая прокладка переменной толщины, более равномерно распределяющая нагрузки на ролики и повышающая надежности его работы. В буксовые проемы литой боковой рамы установлены съемные седла, которыми она опирается на резиновую прокладку корпуса буксы. В качестве гасителя колебаний в тележке используется усеченный фрикционный клин, наклонная площадка которого развернута под углом 60° к продольной оси тележки. Фрикционные клинья в гнездах надрессорной балки наклонными поверхностями взаимодействуют с наклонными поверхностями балки, а вертикальными поверхностями - с фрикционными планками, укрепленными на колонках боковой рамы. Надрессорная балка литой конструкции имеет на верхней плоскости два упругих фрикционных скользуна (https://www.pomogala.ru/konsrukt/konstrukt_24.html)Known trolley model 18-115 (3), on the upper surface of the axlebox housing which has a rubber gasket of variable thickness, more evenly distributes the load on the rollers and increases the reliability of its operation. Removable saddles are installed in the axle box openings of the cast side frame, with which it rests on the rubber gasket of the axle box body. A truncated friction wedge is used as a vibration damper in the bogie, the inclined platform of which is turned at an angle of 60° to the longitudinal axis of the bogie. Friction wedges in the nests of the bolster with inclined surfaces interact with the inclined surfaces of the beam, and with vertical surfaces - with friction bars mounted on the columns of the side frame. The bolster of a cast structure has two elastic friction side bearings on the upper plane (https://www.pomogala.ru/konsrukt/konstrukt_24.html)

Достоинствами тележки являются несколько лучшая, чем с клином тележки 18- 100, связь боковых рам тележки в плане, а применение упругих фрикционных скользунов обеспечивает более высокие ходовые качества вагона в результате гашения колебаний боковой качки кузова и виляния тележки.The advantages of the bogie are a slightly better connection of the side frames of the bogie in plan than with the wedge of the bogie 18-100, and the use of elastic friction bearings provides higher driving performance of the car as a result of damping the oscillations of the side roll of the body and wobbling of the bogie.

Недостатки тележки модели 18-100М - недостаточная поперечная жесткость упруго-фрикционной связи боковых рам относительно друг друга через надрессорную балку (2), большие зазоры между направляющими буксовых узлов и челюстями боковых рам (3), большие затраты на обслуживание и ремонт в эксплуатации.The disadvantages of the bogie model 18-100M are the insufficient transverse rigidity of the elastic-frictional connection of the side frames relative to each other through the bolster (2), large gaps between the guides of the axlebox units and the jaws of the side frames (3), high maintenance and repair costs in operation.

Недостатки тележки модели 18-578 (2) - недостаточное сопротивление забеганию боковых рам и чрезмерное виляние тележки при повышении скоростей порожних вагонов.The disadvantages of the bogie model 18-578 (2) are insufficient resistance to side frames running in and excessive wobbling of the bogie with an increase in the speed of empty cars.

Недостатки тележки 18-9810 (2) - недостаточные скорости движения грузового подвижного состава, особенно в порожнем состоянии.Disadvantages bogie 18-9810 (2) - insufficient speed of freight rolling stock, especially when empty.

Недостатком тележки 18-115 (3) является недостаточная поперечная жесткость вследствие смещения боковых рам в пределах поперечных зазоров в соединении боковых рам с корпусом буксовых узлов.The disadvantage of the truck 18-115 (3) is the lack of transverse rigidity due to the displacement of the side frames within the transverse gaps in the connection of the side frames with the housing of the axleboxes.

Все указанные варианты тележек, как и многие другие, являются разновидностями тележки модели 18-100 и помимо указанных недостатков для каждой из них в той или иной мере характерны недостатки имеющиеся у тележки модели 18-100. Поэтому эта тележка и выбрана в качестве тележки прототипа.All of these trolley options, like many others, are varieties of the 18-100 model trolley, and in addition to the indicated disadvantages, each of them is characterized to some extent by the disadvantages of the 18-100 model trolley. Therefore, this trolley was chosen as the prototype trolley.

К недостаткам тележки 18-100 относятся недостаточная поперечная жесткость упруго-фрикционной связи боковых рам относительно друг друга через надрессорную балку (4), ведущая к нарушению прямоугольной формы тележки в плане пути и интенсивному боковому износу головки рельсов и гребней колес (Бабий О.А. Снижение интенсивности накопления повреждений рельсов в кривых малого радиуса: дис. … канд. техн. наук: 05.22.06. М., 2002. 138 с. ), а также большие зазоры между направляющими буксовых узлов и челюстями боковых рам (5), которые при деформации пружин допускают продольное смещение рам вдоль своих осей в режиме маятниковых колебаний с ростом интенсивности виляния тележки, ухудшением динамики вагона, износа поверхностей корпусов букс и челюстей боковых рам, перекосов и нагрева подшипников и снижением надежности и срока службы буксовых узлов (Руководящий документ РД32 ЦВ 052-2005 Инструкция по ремонту тележек грузовых вагонов).The disadvantages of the bogie 18-100 include insufficient transverse rigidity of the elastic-frictional connection of the side frames relative to each other through the bolster (4), leading to a violation of the rectangular shape of the bogie in terms of the track and intense lateral wear of the rail head and wheel flanges (Babiy O.A. Reducing the intensity of accumulation of damage to rails in curves of small radius: thesis ... Candidate of Technical Sciences: 05.22.06. M., 2002. 138 pp.), as well as large gaps between the guides of the axlebox units and the jaws of the side frames (5), which when the springs are deformed, they allow the longitudinal displacement of the frames along their axes in the mode of pendulum oscillations with an increase in the intensity of the wobbling of the bogie, deterioration in the dynamics of the car, wear on the surfaces of the axle boxes and jaws of the side frames, distortions and heating of the bearings and a decrease in the reliability and service life of the axle boxes (Guiding document RD32 TsV 052-2005 Instructions for the repair of freight car bogies).

Поэтому тележка - прототип (6) при относительно низкой цене требует больших затрат на обслуживание и ремонт в эксплуатации (Новая тележка для грузовых вагонов / В.М. Бубнов [и др.] //Железные дороги).Therefore, the prototype bogie (6) at a relatively low price requires high maintenance and repair costs in operation (New bogie for freight cars / V.M. Bubnov [et al.] //Railways).

На фигурах 1-6 показаны схемы соединений элементов предлагаемой тележки. Figures 1-6 show the connection diagrams of the elements of the proposed trolley.

На фиг. 1 показано беззазорное шарнирное соединение боковой рамы с буксовым узлом, где 1 - боковая рама, 2 - резьбовая вставка с конической поверхностью внутри, 3 - шар, 4 - буксовый узел.In FIG. 1 shows a backlash-free swivel joint of the side frame with the axle box, where 1 is the side frame, 2 is a threaded insert with a conical surface inside, 3 is a ball, 4 is the axle box.

Каждая из челюстей боковой рамы 1 расположена горизонтально, а фиксируется и центрируется относительно корпуса буксового узла 4 при помощи шарниров образованных коническими поверхностями двух зеркально установленных износостойких резьбовых вставок и сферической поверхностью прочного износостойкого шара 3, расположенного между ними. Перед сборкой тележки резьбовые вставки 2 устанавливаются с двух противоположных сторон в корпус буксового узла 4. Далее челюсти боковой рамы 1 сопрягаются с корпусом буксового узла 4 колесной пары до предварительного совпадения вертикальных осей их отверстий. Затем устанавливаются верхний шар 3 и до упора в него резьбовая вставка 2 верхней челюсти. Далее нижний шар 3 устанавливается на резьбовую вставку 2 нижней челюсти, и она вкручивается в нижнюю челюсть до упора нижнего шара 3 в коническую поверхность нижней резьбовой вставки 2 буксового узла. В результате устраняются зазоры шарнирного соединения боковой рамы с буксовым узлом.Each of the jaws of the side frame 1 is located horizontally, and is fixed and centered relative to the body of the axle box assembly 4 with the help of hinges formed by the conical surfaces of two mirror-mounted wear-resistant threaded inserts and the spherical surface of a durable wear-resistant ball 3 located between them. Before assembling the bogie, threaded inserts 2 are installed from two opposite sides into the body of the pedestal assembly 4. Next, the jaws of the side frame 1 are mated with the body of the pedestal assembly 4 of the wheel pair until the vertical axes of their holes coincide. Then the upper ball 3 is installed and the threaded insert 2 of the upper jaw is fixed into it. Next, the lower ball 3 is installed on the threaded insert 2 of the lower jaw, and it is screwed into the lower jaw until the lower ball 3 stops against the conical surface of the lower threaded insert 2 of the axle box assembly. As a result, the gaps of the hinged connection of the side frame with the axle box are eliminated.

Вся вертикальная нагрузка от массы вагона передается на колесную пару через верхний шарнир.The entire vertical load from the mass of the car is transferred to the wheelset through the upper hinge.

Нижний шарнир служит для устранения зазора в соединении, центрирования буксового узла 4 относительно боковой рамы 1 и передачи через него, совместно с верхним шарниром, тягового усилия на колесную пару 9. Для уменьшения силы трения в шарнире полость в верхней резьбовой втулке 2 буксового узла 4 может быть заполнена смазкой, а на ее коническую поверхность может быть нанесена, например накаткой, сетка для удержания смазки в соединении.The lower hinge serves to eliminate the gap in the connection, center the axlebox assembly 4 relative to the side frame 1 and transmit through it, together with the upper hinge, the traction force on the wheel pair 9. To reduce the friction force in the hinge, the cavity in the upper threaded bushing 2 of the axlebox assembly 4 can be filled with grease, and on its conical surface, for example, a mesh can be applied to keep the grease in the joint.

Аналогично можно использовать смазку в нижнем шарнире для чего следует предварительно закрыть заглушкой (на схеме не показана) цилиндрическое отверстие в резьбовой вставке 2 нижней челюсти боковой рамы 1. Similarly, you can use grease in the lower hinge, for which you should first close the cylindrical hole in the threaded insert 2 of the lower jaw of the side frame 1 with a plug (not shown in the diagram).

На фиг 2 показано шарнирное соединение боковой рамы 1 с буксовым узлом 4, где для уменьшения трения верхний шарнир включает, установленную в корпус буксового узла 4 резьбовую втулку 5, имеющую внутреннюю цилиндрическую проточку, на дно которой по периметру установлено несколько шаров 6. В верхнюю челюсть боковой рамы 1 установлен резьбовой штифт 7, опирающийся своим коническим хвостовиком на шары 6, причем конус хвостовика выполнен под углом, исключающим возникновение в его соединении с шарами 6 эффекта клина.Figure 2 shows the hinged connection of the side frame 1 with the axle box assembly 4, where, to reduce friction, the upper hinge includes a threaded bushing 5 installed in the case of the axle box assembly 4, which has an internal cylindrical groove, on the bottom of which several balls 6 are installed around the perimeter. In the upper jaw the side frame 1 is equipped with a threaded pin 7, which rests with its conical shank on the balls 6, and the cone of the shank is made at an angle, excluding the occurrence of a wedge effect in its connection with the balls 6.

При этом в верхнем шарнире трение скольжения заменяется трением качения шаров 6 относительно резьбовой втулки 5, что уменьшит износ деталей соединения и усилие при ориентации и повороте колесной пары относительно боковых рам в пределах зазоров между ребордами колес тележки и рельсовым путем.At the same time, in the upper hinge, sliding friction is replaced by rolling friction of balls 6 relative to the threaded bushing 5, which will reduce the wear of the connection parts and the force when orienting and turning the wheel pair relative to the side frames within the gaps between the flanges of the bogie wheels and the rail track.

Перед сборкой тележки резьбовые вставки 2 и 5 устанавливаются с двух противоположных сторон в корпус буксового узла 4. Далее челюсти боковой рамы 1 сопрягаются с корпусом буксового узла 4 до предварительного совпадения вертикальных осей их отверстий. Затем по периметру цилиндрической проточки резьбовой втулки 5 устанавливаются шары 6, а в верхнюю челюсть боковой рамы 1 до упора в шары 6 вкручивается резьбовой штифт 7. Далее нижний шар 3 устанавливается на резьбовую вставку 2 нижней челюсти, и она вкручивается в нижнюю челюсть до упора шара 3 в коническую поверхность нижней резьбовой вставки 2 буксового узла 4. В результате устраняются зазоры шарнирного соединения боковой рамы с буксовым узлом.Before assembling the bogie, threaded inserts 2 and 5 are installed from two opposite sides into the body of the pedestal assembly 4. Next, the jaws of the side frame 1 are mated with the body of the pedestal assembly 4 until the vertical axes of their holes coincide. Then, balls 6 are installed along the perimeter of the cylindrical groove of the threaded sleeve 5, and the threaded pin 7 is screwed into the upper jaw of the side frame 1 until it stops into the balls 6. Next, the lower ball 3 is installed on the threaded insert 2 of the lower jaw, and it is screwed into the lower jaw until the ball stops 3 into the conical surface of the lower threaded insert 2 of the axle box assembly 4. As a result, the gaps of the hinged connection of the side frame with the axle box assembly are eliminated.

Нижний шарнир служит для устранения зазора в соединении и центрирования буксового узла 4 относительно боковой рамы 1 и передачи через него, совместно с верхним шарниром, тягового усилия на колесную пару 9. The lower hinge serves to eliminate the gap in the connection and center the axlebox assembly 4 relative to the side frame 1 and transmit through it, together with the upper hinge, the traction force to the wheel pair 9.

На фиг. 3 показана схема распределения сил действующих в шарнирном соединении при вертикальной нагрузке фиг. 1.In FIG. 3 shows a diagram of the distribution of forces acting in the swivel joint under the vertical load of FIG. one.

В каждой точке линии контакта шара 3 с конической поверхностью резьбовой втулки 2, вектор распределенной по этим точкам вертикальной силы тяжести вагона mg, раскладывается на два вектора - mg cos β и mg sin β, отклоняющихся от вертикали в зоне подшипников 8, установленных на оси колесной пары 9, соответственно на угол β и угол 90° - β. Величина сил, направленных вдоль каждого из этих векторов меньше величины силы направленной вдоль вектора mg. Поэтому величина деформации корпуса буксового узла в зоне подшипников уменьшится, а условия их работы - улучшатся.At each point of the line of contact of the ball 3 with the conical surface of the threaded sleeve 2, the vector of the vertical force of gravity of the car mg distributed over these points is decomposed into two vectors - mg cos β and mg sin β, deviating from the vertical in the area of the bearings 8 mounted on the wheel axle pairs 9, respectively, at an angle β and an angle of 90° - β. The magnitude of the forces directed along each of these vectors is less than the magnitude of the force directed along the vector mg. Therefore, the amount of deformation of the axle box housing in the area of the bearings will decrease, and their working conditions will improve.

На фиг. 4 - показана хвостовая часть надрессорной балки 10, где 11 - опорная поверхность балки, контактирующая с клином фрикционного гасителя колебаний и выполненная с наклоном вдоль двух координатных осей. In FIG. 4 shows the tail part of the bolster 10, where 11 is the support surface of the bolster in contact with the wedge of the friction damper and is made with an inclination along two coordinate axes.

На фиг. 5 показан клин 12 фрикционного гасителя колебаний с поверхностью выполненной с наклоном в вертикальной плоскости и контактирующей с ответной поверхностью надрессорной балки, гдеIn FIG. 5 shows the wedge 12 of the friction damper with a surface inclined in the vertical plane and in contact with the mating surface of the bolster, where

α - угол наклона в вертикальной плоскости поверхности клина, контактирующей с поверхностью надрессорной балкиα - angle of inclination in the vertical plane of the surface of the wedge in contact with the surface of the bolster

β - угол наклона в горизонтальной плоскости поверхности клина, контактирующей с поверхностью надрессорной балкиβ - angle of inclination in the horizontal plane of the wedge surface in contact with the surface of the bolster

На фиг. 6 показана схема предлагаемой тележки, где 1 - боковая рама, 4 - буксовый узел, 10 - надрессорная балка, 12 - клин с поверхностью, имеющей наклон в двух плоскостях, 13 - угловая колонка с фрикционными планками, закрепленная во внутреннем проеме боковой рамы и ограничивающая смещение клина в горизонтальной плоскости.In FIG. 6 shows a diagram of the proposed bogie, where 1 is a side frame, 4 is an axle box, 10 is a bolster, 12 is a wedge with a surface inclined in two planes, 13 is an angular column with friction bars fixed in the inner opening of the side frame and limiting displacement of the wedge in the horizontal plane.

Таким образом, при работе тележки под действием вертикальной нагрузки от массы вагона, имеющие наклон в двух плоскостях поверхности надрессорной балки 10 сопрягаются с аналогичными поверхностями клиньев 12, прижимают их к фрикционным планкам угловых колонок 13 и без зазоров фиксируют балку 10 относительно боковых рам 1 в горизонтальной плоскости. При этом рамы 1 через шарниры жестко без зазоров фиксируются относительно буксовых узлов колесных пар.Thus, when the bogie is under the action of a vertical load from the mass of the car, having an inclination in two planes, the surfaces of the bolster 10 are mated with similar surfaces of the wedges 12, press them against the friction bars of the corner columns 13 and without gaps fix the beam 10 relative to the side frames 1 in a horizontal planes. When this frame 1 through the hinges rigidly without gaps are fixed relative to the axle boxes of the wheelsets.

Такая конструкция тележки препятствует возникновению колебаний боковых рам и надрессорной балки в горизонтальной плоскости и вилянию тележки, что улучшает условия работы буксовых узлов и повышает срок их службы. При этом шарнирные связи боковых рам с буксовыми узлами допускают некоторую самоустановку колесных пар относительно рельсового пути за счет их поворотов в горизонтальной плоскости в пределах зазоров между головками рельсов и ребордами колес.This design of the bogie prevents vibrations of the side frames and the bolster in the horizontal plane and wobbling of the bogie, which improves the working conditions of the axle boxes and increases their service life. At the same time, the hinge connections of the side frames with the axlebox assemblies allow some self-alignment of the wheel sets relative to the track due to their rotations in the horizontal plane within the gaps between the rail heads and the wheel flanges.

Существенное отличие полезной модели от прототипа заключается в применении в конструкции тележки, исключающих зазоры шарнирных связей боковых рам с буксовыми узлами колесных пар, и в постоянной связи надрессорной балки с боковыми рамами в горизонтальной плоскости.The essential difference between the utility model and the prototype lies in the use in the design of the bogie, which eliminates the gaps of the hinged connections of the side frames with the axle boxes of the wheel sets, and in the constant connection of the bolster with the side frames in the horizontal plane.

В этом состоит новизна полезной модели.This is the novelty of the utility model.

Таким образом, полезность модели заключается в уменьшении бокового износа головки рельсов и гребней колес, уменьшение износов поверхностей корпусов букс и челюстей боковых рам и повышение их ремонтопригодности, а также улучшение условий работы подшипников буксовых узлов с соответствующим уменьшением затрат на их эксплуатацию.Thus, the usefulness of the model lies in reducing the lateral wear of the rail head and wheel flanges, reducing the wear on the surfaces of axle boxes and jaws of the side frames and increasing their maintainability, as well as improving the operating conditions of axle box bearings with a corresponding decrease in the cost of their operation.

Источники информацииSources of information

1. Вагоны / под ред. Л.Д. Кузьмича. М.: Машиностроение, 1978. 376 с. 1. Cars / ed. L.D. Kuzmich. M.: Mashinostroenie, 1978. 376 p.

2. (Совершенствовать ходовую часть грузовых вагонов. Авторы И.А. Харыбин, А.М.Орлова, А.В. Додонов. Журнал "Вагоны и вагонное хозяйство" №1(17) 2009 г.)2. (Improve the chassis of freight cars. Authors I.A. Kharybin, A.M. Orlova, A.V. Dodonov. Magazine "Wagons and Carriage Economy" No. 1 (17) 2009)

3. (https://www.pomogala.ru/konsrukt/konstrukt_24.html)3. (https://www.pomogala.ru/konsrukt/konstrukt_24.html)

4. Бабий О.А. Снижение интенсивности накопления повреждений рельсов в кривых малого радиуса: дис. … канд. техн. наук: 05.22.06. М., 2002. 138 с. 4. Babiy O.A. Reducing the intensity of accumulation of damage to rails in curves of small radius: Cand. … cand. tech. Sciences: 05.22.06. M., 2002. 138 p.

5. Руководящий документ РД32 ЦВ 052-2005 Инструкция по ремонту тележек грузовых вагонов.5. Guiding document RD32 TsV 052-2005 Instructions for the repair of freight car bogies.

6. Новая тележка для грузовых вагонов / В.М. Бубнов [и др.] // Железные дороги.6. New bogie for freight cars / V.M. Bubnov [and others] // Railways.

Claims

1. A freight car bogie including wheelsets, axle boxes, spring suspension, side frames on which parts of spring suspension and brake equipment are mounted, as well as a bolster with thrust bearings and side bearings that take loads from the car body frame, characterized in that to increase rigidity connections of the side frames with wheel pairs, they have axlebox openings limited by the upper and lower horizontal jaws, which are connected without gaps to the axlebox units by means of hinges, including, for example, two wear-resistant threaded inserts with mirror-like conical surfaces and a durable wear-resistant ball installed between them.

2. Freight car trolley according to claim 1, characterized in that, in order to reduce friction in the upper hinge, it includes, for example, a threaded bushing installed in the body of the axle box assembly, having an internal cylindrical groove, on the bottom of which several balls are installed around the perimeter, and in the upper jaw a lateral the frame has a threaded pin resting with its conical shank on the balls, and the cone of the shank is made at an angle, excluding the occurrence of a wedge effect in its connection with the balls.

3. Freight car bogie according to claim 1, the bolster of which has support surfaces made with an inclination in two planes, contacting with similar surfaces of the wedges of the friction dampers, characterized in that, to increase the rigidity of the connection of the side frames with the bolster, it is loaded through inclined surfaces, presses the wedges to two surfaces perpendicular to each other of the corner columns with friction strips installed in the openings of the side frames and fixes them without gaps relative to the frames in the horizontal plane.