RU2220863C2

RU2220863C2 - Rail vehicle bogie

Info

Publication number: RU2220863C2
Application number: RU2001133703/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Приходько (UA); Владимир Иванович Приходько; Виктор Петрович Воронович (UA); Виктор Петрович Воронович; ев Владимир Николаевич Шил (UA); Владимир Николаевич Шиляев; Виталий Викторович Ермаков (UA); Виталий Викторович Ермаков; Адольф Александрович Радзиховский (UA); Адольф Александрович Радзиховский; Валентин Изотович Чеботарев (UA); Валентин Изотович Чеботарев; Владимир Михайлович Прохоров (UA); Владимир Михайлович Прохоров; Игорь Викторович Никишин (UA); Игорь Викторович Никишин; Ирина Васильевна Шавлак (UA); Ирина Васильевна Шавлак; Олег Анатольевич Шкабров (UA); Олег Анатольевич Шкабров
Original assignee: Открытое акционерное общество "Крюковский вагоностроительный завод"
Priority date: 2001-12-17
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2004-01-10

Abstract

FIELD: railway transport. SUBSTANCE: invention can be used at designing of running gears of street cars and railway cars. Proposed bogie has two-stage springing system. In secondary springing system one torsion device is used whose torsion bar 15 is arranged along overspring beam 24 and is movably connected with longitudinal beams 22, 23 of bogie frame. Torsion bar is connected with overspring beam by means of two lever systems. With overspring beam tilting crosswise relative to direction of bogie resilient counteraction force arising in torsion bar tries to return overspring beam in initial position. In primary and secondary springing systems use is made of hydraulic vibration dampers and devices suppressing high- frequency component of vertical vibrations 9, 10, 11, 12, 13, 14. EFFECT: provision of effective damping of car angular vibrations in cross direction, provision of smooth vertical and horizontal interaction of car and bogie. 5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к рельсовому транспорту и может быть использовано при проектировании ходовых частей трамваев и железнодорожных подвижных составов. The invention relates to rail transport and can be used in the design of the running gear of trams and railway rolling stock.

В настоящее время повысились требования к подвижному составу в части комфортности во время поездки, что заставляет уменьшать жесткость первичного и вторичного подвешиваний тележки. Уменьшение жесткости амортизаторов вызывает увеличение амплитуды качания вагона как в вертикальном, так и в поперечном направлениях. Currently, the requirements for rolling stock have increased in terms of comfort during the trip, which makes it necessary to reduce the stiffness of the primary and secondary suspension of the trolley. A decrease in the stiffness of the shock absorbers causes an increase in the swing amplitude of the car both in the vertical and in the transverse directions.

Кроме того, конструкция тележки испытывает негативное влияние высокочастотных колебаний, вызванных неровностями пути в вертикальном и поперечном направлениях, внешними - снег, ветер и другими факторами. От этих колебаний в значительной мере зависят долговечность и надежность конструкции тележки. In addition, the design of the trolley is negatively affected by high-frequency oscillations caused by irregularities in the vertical and transverse directions, external ones - snow, wind and other factors. The durability and reliability of the trolley design depend to a large extent on these fluctuations.

В ныне существующих конструкциях для снятия высокочастотных колебаний и для гашения амплитуды перемещения вагона в вертикальном направлении в системе вторичного подвешивания устанавливают гидравлические амортизаторы, а для гашения амплитуды качания вагона в поперечном направлении перспективным является использование торсионных устройств. In existing constructions, hydraulic shock absorbers are installed in the secondary suspension system to remove high-frequency vibrations and to damp the amplitude of movement of the car in the vertical direction in the secondary suspension system, and torsion devices are promising for damping the swing amplitude of the car in the transverse direction.

Известно техническое решение тележки рельсового транспортного средства, содержащей раму и связанные с ней подвески для кузова, в которых имеются поперечно расположенные торсионы, соединенные с продольными рычагами с возможностью растягивания динамического воздействия тележки на вагон (DE 19819412 C1, В 61 F 5/00, 07.10.1999). A technical solution is known for a rail vehicle trolley containing a frame and associated body suspensions, in which there are transverse torsion bars connected to the longitudinal arms with the possibility of stretching the dynamic action of the trolley on the wagon (DE 19819412 C1, B 61 F 5/00, 07.10 .1999).

Известно техническое решение "Рельсовое транспортное средство" (RU 2038242 C1, В 61 F 5/00, 27.06.1995), содержащее кузов, опирающийся на тележку посредством по меньшей мере двух поперечных рычагов, установленных на кузове с возможностью поворота в поперечной плоскости, соединенных с продольно расположенными торсионами, упругие упоры, установленные между тележкой и поперечными рычагами, кронштейны, каждый из которых жестко прикреплен к соответствующему поперечному рычагу, и гасители колебаний, шарнирно закрепленные на тележке и соответствующем кронштейне. При этом торсионы располагаются на кузове. Недостатком указанной конструкции является невысокая надежность работы, обусловленная конструктивной сложностью сопряжения кузова с тележкой. Known technical solution "Rail vehicle" (RU 2038242 C1, B 61 F 5/00, 06/27/1995), comprising a body supported by a trolley by means of at least two wishbones mounted on the body with the possibility of rotation in the transverse plane, connected with longitudinally arranged torsions, elastic stops mounted between the trolley and wishbones, brackets, each of which is rigidly attached to the corresponding wishbone, and vibration dampers pivotally mounted on the trolley and the corresponding bracket eyne. In this case, the torsion bars are located on the body. The disadvantage of this design is the low reliability due to the structural complexity of pairing the body with the trolley.

В качестве прототипа принимается техническое решение "Тележка рельсового транспортного средства", защищенное патентом RU 2166449 C1, В 61 F 3/00, 5/00. As a prototype, the technical solution "Rail Vehicle Cart" is adopted, protected by patent RU 2166449 C1, 61 F 3/00, 5/00.

Тележка содержит раму, опирающуюся посредством рессор (первичное подрессоривание) на буксовые узлы колесных пар, и надрессорную балку, служащую для сопряжения с кузовом вагона и установленную на раме посредством системы вторичного подрессоривания. Система вторичного подрессоривания имеет две подвески, в каждую из которых входит торсионное устройство, включающее в себя два шарнирно соединенных рычага и торсион, ориентированный параллельно соответствующей продольной балке рамы тележки и закрепленный на ней посредством элемента заделки с возможностью закручивания вдоль своей продольной оси. Оба рычага размешены в перпендикулярной направлению движения вагона плоскости, при этом верхний рычаг соединен с помощью шарнира с концевым участком надрессорной балки, а нижний рычаг связан с торсионом. Одноименные рычаги подвесок ориентированы встречено друг другу. Таким образом, при изменении взаимного положения рычагов подвески, обусловленном вертикальным или угловым перемещением надрессорной балки, торсион создает упругий компенсирующий момент. The trolley contains a frame supported by springs (primary suspension) on axle boxes of wheel pairs, and a sprung beam used to interface with the wagon body and mounted on the frame by means of a secondary suspension system. The secondary suspension system has two suspensions, each of which includes a torsion device that includes two pivotally connected levers and a torsion bar oriented parallel to the corresponding longitudinal beam of the trolley frame and secured to it by means of a termination element with the possibility of twisting along its longitudinal axis. Both levers are placed in a plane perpendicular to the direction of movement of the carriage, while the upper lever is connected by a hinge to the end section of the nadressornoj beam, and the lower lever is connected with the torsion bar. Suspension arms of the same name are oriented towards each other. Thus, when the mutual position of the suspension arms is changed due to the vertical or angular movement of the overpressor beam, the torsion creates an elastic compensating moment.

Конструкцией прототипа предусматривается возможность установки между концевыми участниками надрессорной балки и рамой тележки гасителей колебаний. The design of the prototype provides for the possibility of installing between the end participants nadressornogo beams and the frame of the trolley of the vibration dampers.

Кроме того, тележка имеет орган упругой передачи продольных горизонтальных усилий от рамы тележки к надрессорной балке и обратно, выполненный в виде двух пар направляющих стоек, которые попарно одними концами закреплены на соответствующей продольной балке, а другими концами через упругие накладки связаны с противоположными поперечными сторонами надрессорной балки. In addition, the trolley has an organ of elastic transmission of longitudinal horizontal forces from the trolley frame to the nadressornoj beam and vice versa, made in the form of two pairs of guide racks, which are paired with one ends fixed on the corresponding longitudinal beam, and the other ends are connected through the elastic lining with the opposite transverse sides of the nadressorny beams.

В конструкции прототипа на торсионные устройства возложены функции амортизации вертикального перемещения надрессорной балки и противодействия ее угловому и поступательному перемещениям в поперечном направлении. Совмещение этих функций одним элементом указанной конструкции не позволяет качественно противодействовать угловым колебаниям вагона в поперечном направлении. In the design of the prototype, the torsion devices are assigned the functions of damping the vertical movement of the nadressornoj beam and counteracting its angular and translational movements in the transverse direction. The combination of these functions with one element of this design does not allow to counteract the angular vibrations of the car in the transverse direction.

Цель изобретения - обеспечить качественное противодействие угловым колебаниям вагона в поперечном направлении, усовершенствовав конструкцию системы вторичного подрессоривания. The purpose of the invention is to provide high-quality opposition to the angular vibrations of the car in the transverse direction, improving the design of the secondary suspension system.

Эта цель достигается тем, что обе подвески системы вторичного подрессоривания имеют общее торсионное устройство, выполняющее функцию противодействия угловым колебаниям вагона в поперечном направлении, а амортизацию вертикального перемещения надрессорной балки и передачу горизонтальных усилий взаимодействия надрессорной балки с рамой тележки осуществляют пружинные амортизаторы. This goal is achieved by the fact that both suspensions of the secondary suspension system have a common torsion device that performs the function of counteracting the angular vibrations of the car in the transverse direction, and the spring shock absorbers absorb the vertical forces of the interaction between the tension beam and the horizontal forces of interaction between the pressure beam and the trolley frame.

Суть изобретения состоит в том, что надрессорная балка опирается своими концевыми частями на продольные балки рамы тележки посредством двух пар цилиндрических пружин. Параллельно надрессорной балке, под ней и немного в стороне, связывая обе продольные балки рамы тележки, проходит торсион. С продольными балками рамы тележки торсион связывается подвижной связью. Для этого на продольных балках в соответствующем месте имеются подшипниковые гнезда. The essence of the invention lies in the fact that the nadressornoj beam rests with its end parts on the longitudinal beams of the frame of the trolley by means of two pairs of coil springs. A torsion bar runs parallel to the nadressor beam, under it and slightly to the side, linking both longitudinal beams of the trolley frame. The torsion bar is connected to the longitudinal beams of the trolley frame by a movable link. To do this, on the longitudinal beams in the appropriate place there are bearing seats.

Посредством двух, разнесенных на максимально возможное расстояние, рычажных систем торсион соединяется с надрессорной балкой. By means of two lever systems spaced as far as possible, the torsion bar is connected to the nadressornoj beam.

Каждая из рычажных систем состоит из двух элементов: рычага и тяги, соединенных между собой шарнирным соединением. Второй конец рычага жестко крепится к торсиону, а второй конец тяги шарнирно крепится к надрессорной балке. При наклоне надрессорной балки в поперечном (по отношению к направлению движения тележки) направлении одна из рычажных систем поворачивается относительно продольной оси торсиона за часовой стрелкой, а другая против. Это вызывает скручивание торсиона, и в нем возникает сила упругого противодействия, стремящаяся вернуть надрессорную балку в исходное положение. Each of the lever systems consists of two elements: a lever and a rod, interconnected by a swivel. The second end of the lever is rigidly attached to the torsion bar, and the second end of the link is pivotally attached to the nadressornoj beam. When tilting the nadressornoj beam in the transverse (relative to the direction of movement of the cart) one of the lever systems rotates relative to the longitudinal axis of the torsion clockwise and the other counterclockwise. This causes the torsion bar to twist, and an elastic reaction force arises in it, tending to return the nadressornoj beam to its original position.

С целью гашения амплитуды вертикальных колебаний, передаваемых от колесных пар на раму тележки, в систему первичного подрессоривания вводятся гидравлические гасители колебаний. In order to damp the amplitude of vertical vibrations transmitted from the wheelsets to the carriage frame, hydraulic vibration dampers are introduced into the primary suspension system.

В системах первичного и вторичного подрессоривания наряду с амортизаторами используются устройства подавления высокочастотной составляющей вертикальных колебаний. In primary and secondary suspension systems, along with shock absorbers, devices for suppressing the high-frequency component of vertical vibrations are used.

Технический результат, получаемый при использовании изобретения, состоит в том, что эффективно гасится амплитуда угловых колебаний вагона в поперечном направлении, а системы первичного и вторичного подрессоривания обеспечивают плавность вертикального и горизонтального взаимодействия вагона с тележкой. The technical result obtained by using the invention is that the amplitude of the angular oscillations of the car in the transverse direction is effectively damped, and the primary and secondary suspension systems ensure smooth vertical and horizontal interaction of the car with the carriage.

Суть изобретения поясняется чертежами, где изображены:
на Фиг.1 тележка рельсового транспортного средства. Схематическое изображение в 3/4;
на Фиг. 2 узел соединения торсиона с продольной балкой рамы тележки и присоединение рычажной системы к надрессорной балке;
на Фиг.3 рычажная система.The essence of the invention is illustrated by drawings, which depict:
1, a trolley of a rail vehicle. Schematic image in 3/4;
in FIG. 2 connection node of the torsion bar with the longitudinal beam of the trolley frame and the attachment of the linkage system to the nadressornoj beam;
figure 3 lever system.

Тележка рельсового транспортного средства состоит из колесных нар 1 и 2 (Фиг. 1, 2, 3), имеющих буксовые узлы 25, 26, 27, 28, на которые посредством амортизаторов 3, 4, 5, 6 системы первичного подрессоривания опирается своими продольными балками 22 и 23 рама тележки. На продольные балки 22 и 23 рамы тележки через подвески 7 и 8 системы вторичного подрессоривания опирается надрессорная балка 24. Вдоль надрессорной балки 24, под ней, проходит торсион 15, который своими концами посредством подшипниковых гнезд 20 и 21 соединяется с продольными балками 22 и 23 рамы тележки. К торсиону 15 жесткой связью, предпочтительно прессовой посадкой со шпонкой, крепятся две рычажные системы своими рычагами 16 и 17. Шарнирно прикрепленные к рычагам 16 и 17 тяги 18 и 19 рычажных систем шарнирным соединением связываются с надрессорной балкой 24. The cart of a rail vehicle consists of wheel bunks 1 and 2 (Figs. 1, 2, 3) having axle boxes 25, 26, 27, 28, on which, with the help of shock absorbers 3, 4, 5, 6, the primary suspension system is supported by its longitudinal beams 22 and 23 trolley frame. A suspension beam 24 is supported on the longitudinal beams 22 and 23 of the trolley frame through the suspensions 7 and 8 of the secondary suspension system. A torsion bar 15 passes along the nadressor beam 24, below it, which is connected with the longitudinal beams 20 and 21 to the longitudinal beams 22 and 23 of the frame carts. Two linkage systems are attached to the torsion 15 by a rigid connection, preferably by press fit with a key, by their levers 16 and 17. Pivotally attached to the linkage levers 16 and 17 of the linkage systems 18 and 19 of the linkage systems with a linkage beam 24.

В системах первичного и вторичного подрессоривания наряду с амортизаторами используются устройства 9, 10, 11, 12, 13, 14 подавления высокочастотной составляющей вертикальных колебаний. Эти устройства состоят из упругих неметаллических элементов, обладающих различным модулем упругости при статическом и динамическом нагружении. Толщина и количество неметаллических элементов зависит от конструкционной скорости и массы транспортного средства. In primary and secondary suspension systems, along with shock absorbers, devices 9, 10, 11, 12, 13, 14 for suppressing the high-frequency component of vertical vibrations are used. These devices consist of elastic non-metallic elements with different modulus of elasticity under static and dynamic loading. The thickness and number of non-metallic elements depends on the structural speed and mass of the vehicle.

Работа торсионного устройства происходит следующим образом. При наклоне вагона в поперечном направлении надрессорная балка 24, связанная с кузовом вагона, тоже осуществляет угловое перемещение. При наклоне надрессорной балки 24 в поперечном (по отношению к направлению движения тележки) направлении вместе с ней перемешаются тяги 18 и 19 рычажных систем, при этом один из концов надрессорной балки 24 вместе с соответствующей тягой опускается вниз, а другой - поднимается вверх. Тяги 18 и 19 увлекают за собой шарнирно присоединенные к ним рычаги соответственно 16 и 17. Поскольку вторые концы рычагов 16 и 17, жестко прикрепленные к торсиону 15, не имеют возможности вертикального перемещения, они становятся центрами вращения рычагов 16 и 17 относительно продольной оси торсиона 15. При этом один из рычагов вращается за часовой стрелкой, а другой - против. Торсион 15 скручивается, и в нем возникает сила упругого противодействия, стремящаяся вернуть всю систему в исходное положение. The operation of the torsion device is as follows. When the car is tilted in the transverse direction, the nadressornoj beam 24, connected with the car body, also carries out angular movement. When the nadressor beam 24 is tilted in the transverse (with respect to the direction of the trolley) direction, the linkage systems 18 and 19 of the lever systems are mixed with it, while one of the ends of the nadressor beam 24, together with the corresponding rod, goes down and the other goes up. The rods 18 and 19 carry the pivotally attached levers 16 and 17, respectively. Since the second ends of the levers 16 and 17, rigidly attached to the torsion bar 15, do not have the possibility of vertical movement, they become centers of rotation of the levers 16 and 17 relative to the longitudinal axis of the torsion bar 15 . In this case, one of the levers rotates clockwise, and the other counter-clockwise. The torsion bar 15 is twisted, and an elastic reaction force arises in it, tending to return the entire system to its original position.

Описанное изобретение включено в техническую документацию, разработанную ОАО "КВСЗ" для создания пассажирского вагона мод. 61-779, опытный образец которого уже изготовлен. The described invention is included in the technical documentation developed by JSC "KVSZ" to create a passenger car mod. 61-779, a prototype of which is already manufactured.

Claims

1. A rail vehicle trolley comprising a frame supported by a primary suspension system on axle boxes of wheel pairs and a spring beam used to interface with a wagon body and supported on a frame by means of a second suspension system of two suspensions using hydraulic vibration dampers, with In this case, the suspension includes a torsion device, including a torsion bar and a lever system, consisting of pivotally connected levers and rods, each of which is rigidly connected with its other end connected to the torsion bar and pivotally with the nadressornoj beam, characterized in that the torsion device is common to both suspensions, has one torsion bar located along the nadressornoj beam and connected to the longitudinal beams of the trolley frame with the torsion bar, when this includes shock absorbers in each of the suspensions.

2. The trolley according to claim 1, characterized in that the levers of the lever systems are connected to the torsion bar by means of a press fit and a key.

3. The trolley according to claim 1, characterized in that the hydraulic shock absorbers are included in the primary suspension system.

4. The trolley according to claim 1, characterized in that the primary and secondary suspension systems have devices for suppressing the high-frequency component of vertical vibrations.

5. The trolley according to claim 4, characterized in that the device for suppressing the high-frequency component of vertical vibrations consists of elastic non-metallic elements having different modulus of elasticity under static and dynamic loading, while their thickness and quantity depend on the design speed and mass of the vehicle.