RU223717U1 - THREE-AXLE FREIGHT CAR TROLLEY - Google Patents

THREE-AXLE FREIGHT CAR TROLLEY Download PDF

Info

Publication number
RU223717U1
RU223717U1 RU2023127998U RU2023127998U RU223717U1 RU 223717 U1 RU223717 U1 RU 223717U1 RU 2023127998 U RU2023127998 U RU 2023127998U RU 2023127998 U RU2023127998 U RU 2023127998U RU 223717 U1 RU223717 U1 RU 223717U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
springs
spring
range
axle
design
Prior art date
Application number
RU2023127998U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Михайлович Нечаев
Александр Васильевич Самсонов
Елена Станиславовна Васильева
Михаил Федорович Чуваков
Елена Владимировна Шихалева
Original Assignee
Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Уралвагонзавод" имени Ф.Э. Дзержинского"
Общество с ограниченной ответственностью "Уральское конструкторское бюро вагоностроения"
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Уралвагонзавод" имени Ф.Э. Дзержинского", Общество с ограниченной ответственностью "Уральское конструкторское бюро вагоностроения" filed Critical Акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Уралвагонзавод" имени Ф.Э. Дзержинского"
Application granted granted Critical
Publication of RU223717U1 publication Critical patent/RU223717U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции трехосной тележки грузового вагона и ее рессорного подвешивания в частности. Трехосная тележка грузового вагона с рессорным подвешиванием, состоящим из четырех рессорных комплектов (8). Каждый рессорный комплект (8) установлен в средней части одной из боковых рам (4) или (5) и расположен под одним из концов надрессорной балки (6). На надрессорные балки (6) установлена шкворневая балка (7). Каждый рессорный комплект (8) рессорного подвешивания включает три двухрядные пружины, состоящие из трех наружных пружин сжатия (9) и трех внутренних пружин сжатия (10), и фрикционный гаситель колебаний (11), расположенный внутри четвертой наружной пружины сжатия (9). Все пружины (9) и (10) рессорных комплектов (8) выполнены цилиндрическими винтовыми, имеют рабочие и опорные витки. Наружные пружины (9) имеют средний диаметр витка в интервале от 175 мм до 181 мм. Внутренние пружины (10) имеют средний диаметр витка в интервале от 107 мм до 113 мм. Сумма индексов наружной пружины (9) и внутренней пружины (10) находится в интервале от 11,757 до 12,383. Шаг навивки рабочих витков наружных пружин (9) находится в интервале от 56,10 мм до 59,00 мм. Шаг навивки рабочих витков внутренних пружин (10) находится в интервале от 52,13 мм до 56,89 мм. Высота наружных пружин (9) в свободном состоянии равна высоте внутренних пружин (10) в свободном состоянии и находится в интервале от 260 мм до 272 мм. Заявляемая полезная модель позволяет создать конструкцию трехосной тележки грузового вагона, обеспечивающей, при максимальной расчетной статической осевой нагрузке 22 тс и конструкционной скорости до 120 км/ч, безопасную эксплуатацию по железнодорожным путям общего пользования. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. The utility model relates to railway transport and concerns the design of a three-axle freight car bogie and its spring suspension in particular. Three-axle freight car bogie with spring suspension, consisting of four spring sets (8). Each spring set (8) is installed in the middle part of one of the side frames (4) or (5) and is located under one of the ends of the bolster (6). A pivot beam (7) is installed on the bolsters (6). Each spring set (8) of the spring suspension includes three double-row springs, consisting of three outer compression springs (9) and three inner compression springs (10), and a friction vibration damper (11) located inside the fourth outer compression spring (9). All springs (9) and (10) of the spring sets (8) are made of cylindrical screws and have working and support coils. The outer springs (9) have an average coil diameter ranging from 175 mm to 181 mm. The internal springs (10) have an average coil diameter ranging from 107 mm to 113 mm. The sum of the indices of the outer spring (9) and the inner spring (10) is in the range from 11.757 to 12.383. The winding pitch of the working coils of the outer springs (9) is in the range from 56.10 mm to 59.00 mm. The winding pitch of the working coils of the internal springs (10) is in the range from 52.13 mm to 56.89 mm. The height of the outer springs (9) in the free state is equal to the height of the inner springs (10) in the free state and ranges from 260 mm to 272 mm. The claimed utility model makes it possible to create a design for a three-axle freight car bogie that, with a maximum design static axle load of 22 tf and a design speed of up to 120 km/h, ensures safe operation on public railway tracks. 1 salary f-ly, 4 ill.

Description

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции трехосной тележки грузового вагона и ее рессорного подвешивания в частности.The utility model relates to railway transport and concerns the design of a three-axle freight car bogie and its spring suspension in particular.

Из уровня техники известна трехосная тележка [патент на полезную модель RU 176097, B61F 5/38, опубликован 28.12.2017 г.], содержащая рессорное подвешивание, состоящее из четырех нелинейных рессорных комплектов, каждый из которых состоит из восьми двухрядных пружин, две из которых расположены под фрикционными клиньями, а остальные шесть под надрессорной балкой. Высота наружных пружин ниже внутренних, разность высот наружной и внутренней пружин равна сумме прогибов внутренних пружин под весом минимальной тары вагона, максимальных прогибов внутренних пружин при колебаниях вагона и величин допусков на отклонения статическом прогибе внутренних пружин и отклонения в высоте наружных пружин. При статическом прогибе 18-30 мм под тарой, разность высот наружной и внутренней подклиновых пружин составляет не менее 5 и не более 51 мм, а разность высот наружной и внутренней пружин под надрессорной балкой составляет не менее 35 мм и не более 51 мм.A three-axle bogie is known from the prior art [utility model patent RU 176097, B61F 5/38, published on December 28, 2017], containing a spring suspension consisting of four non-linear spring sets, each of which consists of eight double-row springs, two of which located under the friction wedges, and the remaining six under the bolster. The height of the external springs is lower than the internal ones, the difference in the heights of the external and internal springs is equal to the sum of the deflections of the internal springs under the weight of the minimum container of the car, the maximum deflections of the internal springs when the car oscillates and the tolerance values for deviations in the static deflection of the internal springs and deviations in the height of the external springs. With a static deflection of 18-30 mm under the container, the difference in the heights of the outer and inner wedge springs is no less than 5 and no more than 51 mm, and the difference in the heights of the outer and inner springs under the bolster is no less than 35 mm and no more than 51 mm.

Существенными недостатком данной конструкции является наличие в пружинном комплекте четырех разных пружин, изменяющихся по высоте в свободном состоянии, диаметру прутков и среднему диаметру. Данное исполнение конструкции увеличивает номенклатуру деталей пружинного комплекта, что в свою очередь увеличивает себестоимость пружинного комплекта в новом изделии и ведет к увеличению стоимости ремонта узла в эксплуатации. Также четыре разных типоразмера пружин в пружинном комплекте увеличивают трудоемкость сборки трехосных тележек грузовых вагонов, прежде всего связанную с подбором пружин комплекта по высоте.A significant disadvantage of this design is the presence in the spring set of four different springs, varying in free height, rod diameter and average diameter. This design version increases the range of parts for the spring kit, which in turn increases the cost of the spring kit in a new product and leads to an increase in the cost of repairing the unit in operation. Also, four different standard sizes of springs in a spring set increase the complexity of assembling three-axle bogies of freight cars, primarily associated with the selection of springs in the set according to height.

Также известна конструкция трехосной тележки УВЗ-11А с нагрузкой от оси на рельсы до 25000 кгс [Логинов А.И., Афанаськин Н.Е. Вагоны-самосвалы - М.: Машиностроение, 1975, стр. 134-136], которой оборудованы шестиосные вагоны-самосвалы 2ВС-105 грузоподъемностью 105 т, содержащая три колесные пары, четыре боковые рамы (две правые и две левые), две надрессорные балки, шкворневую балку, два балансира букс средней оси, шесть букс, четыре рессорных комплекта (два правых и два левых) и рычажную передачу. Каждый рессорный комплект содержит три двухрядных пружины, состоящие из внутренней и наружной пружины, и четвертую наружную пружину, внутри которой расположен фрикционный амортизатор.The design of a three-axle bogie UVZ-11A with an axle load on the rails of up to 25,000 kgf is also known [Loginov A.I., Afanaskin N.E. Dump cars - M.: Mashinostroenie, 1975, pp. 134-136], which are equipped with six-axle dump cars 2ВС-105 with a lifting capacity of 105 tons, containing three wheel pairs, four side frames (two right and two left), two bolsters , a pivot beam, two middle axle axle balancers, six axle boxes, four spring sets (two right and two left) and a lever transmission. Each spring set contains three double-row springs, consisting of an inner and outer spring, and a fourth outer spring, inside of which a friction shock absorber is located.

Данная конструкция выбрана в качестве прототипа для заявляемой полезной модели.This design was chosen as a prototype for the proposed utility model.

Недостатком данной конструкции трехосной тележки является ограниченность ее использования, а именно, эксплуатация вагонов в груженом состоянии на указанных тележках возможна только при движении по путям необщего пользования (путям промышленных предприятий) со скоростью до 70 км/ч. Динамическая погонная нагрузка на железнодорожный путь от указанной тележки в вагоне с максимальной расчетной статической осевой нагрузкой при движении по путям общего пользования с конструкционной скоростью до 120 км/ч, установленной ГОСТ 34763.1-2021, превышает допускаемое значение динамической погонной нагрузки от тележки 168 кН/м согласно ГОСТ 34759-2021, что не позволяет эксплуатировать вагоны на данных тележках в груженом состоянии по железнодорожным путям общего пользования.The disadvantage of this design of a three-axle bogie is the limitation of its use, namely, the operation of loaded cars on these bogies is only possible when moving along non-public tracks (paths of industrial enterprises) at a speed of up to 70 km/h. The dynamic linear load on the railway track from the specified bogie in the car with the maximum calculated static axial load when moving along public tracks at a design speed of up to 120 km/h, established by GOST 34763.1-2021, exceeds the permissible value of the dynamic linear load from the bogie 168 kN/m in accordance with GOST 34759-2021, which does not allow the operation of cars on these bogies when loaded on public railways.

Снижение максимальной расчетной статической осевой нагрузки в указанной трехосной тележке до 22 тс также не позволит обеспечить необходимое значение динамической погонной нагрузки на железнодорожный путь от тележки при эксплуатации груженых вагонов на данных тележках с конструкционной скоростью до 120 км/ч по путям общего пользования в связи с недостаточным значением прогиба рессорного подвешивания.Reducing the maximum calculated static axial load in the specified three-axle bogie to 22 tf will also not provide the required value of the dynamic linear load on the railway track from the bogie when operating loaded cars on these bogies at a design speed of up to 120 km/h on public tracks due to insufficient the deflection value of the spring suspension.

Задача, на решение которой направлен заявляемая полезная модель, заключается в создании конструкции трехосной тележки грузового вагона в соответствии с требованиями ГОСТ 34763.1-2021 «Тележки трех- и четырехосные грузовых вагонов железных дорог. Общие технические требования», которая при движении груженого вагона по путям общего пользования с конструкционной скоростью до 120 км/ч и максимальной расчетной статической осевой нагрузкой 22 тс будет соответствовать нормам допустимого воздействия на железнодорожный путь по значению динамической погонной нагрузки от тележки, установленному в ГОСТ 34759-2021 «Железнодорожный подвижной состав. Нормы допустимого воздействия на железнодорожный путь и методы испытаний», обеспечивая безопасную эксплуатацию подвижного состава на данных трехосных тележках.The problem to be solved by the claimed utility model is to create a design for a three-axle freight car bogie in accordance with the requirements of GOST 34763.1-2021 “Three- and four-axle bogies for railway freight cars. General technical requirements", which, when a loaded car moves along public tracks with a design speed of up to 120 km/h and a maximum calculated static axial load of 22 tf, will comply with the standards for permissible impact on the railway track in terms of the value of the dynamic linear load from the bogie, established in GOST 34759 -2021 “Railway rolling stock. Standards of permissible impact on the railway track and test methods”, ensuring the safe operation of rolling stock on these three-axle bogies.

Поставленная задача решается за счет того, что конструкция трехосной тележки грузового вагона содержит четыре рессорных комплекта, в которых каждая из четырех наружных пружин сжатия цилиндрических винтовых имеет средний диаметр витка в интервале от 175 мм до 181 мм, каждая из трех внутренних пружин сжатия цилиндрических винтовых имеет средний диаметр витка в интервале от 107 мм до 113 мм, сумма индексов наружной и внутренней пружин, определяемая как сумма отношений среднего диаметра витка к диаметру прутка пружин, находится в интервале от 11,757 до 12,383, при этом шаг навивки рабочих витков наружных пружин находится в интервале от 56,10 мм до 59,00 мм, шаг навивки рабочих витков внутренних пружин находится в интервале от 52,13 мм до 56,89 мм, высота наружных пружин в свободном состоянии равна высоте внутренних пружин в свободном состоянии и находится в интервале от 260 мм до 272 мм.The problem is solved due to the fact that the design of a three-axle freight car bogie contains four spring sets, in which each of the four external cylindrical screw compression springs has an average coil diameter in the range from 175 mm to 181 mm, each of the three internal cylindrical screw compression springs has the average coil diameter is in the range from 107 mm to 113 mm, the sum of the indices of the outer and inner springs, defined as the sum of the ratios of the average coil diameter to the diameter of the spring rod, is in the range from 11.757 to 12.383, while the winding pitch of the working coils of the outer springs is in the range from 56.10 mm to 59.00 mm, the winding pitch of the working turns of the internal springs is in the range from 52.13 mm to 56.89 mm, the height of the external springs in the free state is equal to the height of the internal springs in the free state and is in the range from 260 mm to 272 mm.

Данные технические характеристики пружин рессорных комплектов предлагаемой трехосной тележки позволяют увеличить значение расчетного статического прогиба рессорного подвешивания тележки, способствующее достижению показателей динамической погонной нагрузки на железнодорожный путь от тележки, не превышающих допускаемое значение 168 кН/м, обеспечивая тем самым безопасную эксплуатацию грузового вагона на данных трехосных тележках по железнодорожным путям общего пользования. These technical characteristics of the spring sets of the proposed three-axle bogie make it possible to increase the value of the calculated static deflection of the spring suspension of the bogie, which contributes to the achievement of dynamic linear load on the railway track from the bogie, not exceeding the permissible value of 168 kN/m, thereby ensuring the safe operation of a freight car on these triaxial trolleys on public railway tracks.

Кроме того, увеличение значения расчетного статического прогиба рессорного подвешивания, позволяет получить улучшенные показатели максимального коэффициента динамической добавки обрессоренных частей вагона, свидетельствующие о снижении динамических нагрузок, возникающих в деталях и узлах тележки в процессе эксплуатации и, как следствие, позволяет снизить вероятность образования в деталях и узлах дефектов, способных привести к выходу трехосной тележки из строя и сходу подвижного состава с рельсов, повышая тем самым безопасность эксплуатации грузового вагона, установленного на трехосные тележки предлагаемой конструкции.In addition, an increase in the value of the calculated static deflection of the spring suspension makes it possible to obtain improved indicators of the maximum coefficient of dynamic addition of the sprung parts of the car, indicating a reduction in the dynamic loads arising in the parts and assemblies of the bogie during operation and, as a consequence, reduces the likelihood of the formation of nodes of defects that can lead to failure of the triaxial bogie and derailment of the rolling stock, thereby increasing the safety of operation of a freight car installed on triaxial bogies of the proposed design.

Выполнение пружин рессорных комплектов из стали с пределом текучести не менее 1325 МПа обеспечивает в них запас по напряжениям от эксплуатационных нагрузок до допускаемых значений напряжений в пределах от 12,2% до 34,2%, при этом снижается вероятность излома прутков пружин и выхода из строя рессорного подвешивания трехосной тележки, что также положительно сказывается на безопасности эксплуатации вагона на трехосных тележках предлагаемой конструкции.Making the springs of spring sets from steel with a yield strength of at least 1325 MPa ensures a margin of stress in them from operational loads to permissible stress values ranging from 12.2% to 34.2%, while reducing the likelihood of spring rods breaking and failure spring suspension of a three-axle bogie, which also has a positive effect on the safety of car operation on three-axle bogies of the proposed design.

Сущность заявляемой полезной модели, заключается в том, что трехосная тележка грузового вагона содержит две крайние колесные пары с буксовыми узлами, одну среднюю колесную пару с балансирами, две правые боковые рамы, две левые боковые рамы, две надрессорные балки, шкворневую балку и рессорное подвешивание, состоящее из четырех рессорных комплектов, каждый из которых установлен под одним из концов надрессорной балки и включает три двухрядные пружины, состоящие из трех наружных пружин и трех внутренних пружин сжатия, и фрикционный гаситель колебаний, который расположен внутри четвертой наружной пружины сжатия, каждая пружина выполнена цилиндрической винтовой, с рабочими и опорными витками, кроме того, каждая наружная пружина рессорных комплектов имеет средний диаметр витка в интервале от 175 мм до 181 мм, каждая внутренняя пружина имеет средний диаметр витка в интервале от 107 мм до 113 мм, сумма индексов наружной и внутренней пружин, определяемая как сумма отношений среднего диаметра витка к диаметру прутка пружин, находится в интервале от 11,757 до 12,383, шаг навивки рабочих витков наружных пружин находится в интервале от 56,10 мм до 59,00 мм, шаг навивки рабочих витков внутренних пружин находится в интервале от 52,13 мм до 56,89 мм, высота наружных пружин в свободном состоянии равна высоте внутренних пружин в свободном состоянии и находится в интервале от 260 мм до 272 мм.The essence of the claimed utility model is that the three-axle bogie of a freight car contains two outer wheel pairs with axlebox units, one middle wheel pair with balancers, two right side frames, two left side frames, two bolsters, a pivot beam and a spring suspension, consisting of four spring sets, each of which is installed under one of the ends of the bolster and includes three double-row springs, consisting of three outer springs and three inner compression springs, and a friction vibration damper, which is located inside the fourth outer compression spring, each spring is cylindrical screw, with working and support coils, in addition, each outer spring of the spring sets has an average coil diameter in the range from 175 mm to 181 mm, each internal spring has an average coil diameter in the range from 107 mm to 113 mm, the sum of the outer and inner indices springs, defined as the sum of the ratios of the average coil diameter to the diameter of the spring rod, is in the range from 11.757 to 12.383, the winding pitch of the working coils of the outer springs is in the range from 56.10 mm to 59.00 mm, the coiling pitch of the working coils of the internal springs is in range from 52.13 mm to 56.89 mm, the height of the outer springs in the free state is equal to the height of the inner springs in the free state and is in the range from 260 mm to 272 mm.

Пружины выполнены из стали с пределом текучести не менее 1325 МПа.The springs are made of steel with a yield strength of at least 1325 MPa.

Сущность заявляемой конструкции трехосной тележки грузового вагона поясняется чертежами:The essence of the proposed design of a three-axle freight car bogie is illustrated by drawings:

Фиг. 1 - трехосная тележка грузового вагона;Fig. 1 - three-axle bogie of a freight car;

Фиг. 2 - трехосная тележка грузового вагона вид сверху;Fig. 2 - three-axle bogie of a freight car, top view;

Фиг. 3 - рессорный комплект (вид А);Fig. 3 - spring kit (type A);

Фиг. 4 - рессорный комплект (сечение B-B).Fig. 4 - spring set (section B-B).

Трехосная тележка грузового вагона, представленная на фигурах 1-4, включает в себя две крайние колесные пары 1 и 2 с буксовыми узлами, среднюю колесную пару 3 с балансирами, две правые боковые рамы 4 и две левые боковые рамы 5. Рамы 4 и 5 одним концом с челюстью установлены на буксовый узел одной из крайних колесных пар 1 или 2, а вторым концом установлены на балансир средней колесной пары 3. Тележка также включает рессорное подвешивание, состоящее из четырех рессорных комплектов 8. Каждый рессорный комплект 8 установлен в средней части одной из боковых рам 4 или 5 и расположен под одним из концов надрессорной балки 6. На надрессорные балки 6 установлена шкворневая балка 7, предназначенная для взаимодействия с кузовом грузового вагона. Каждый рессорный комплект 8 рессорного подвешивания включает три двухрядные пружины, состоящие из трех наружных пружин сжатия 9 и трех внутренних пружин сжатия 10, и фрикционный гаситель колебаний 11, расположенный внутри четвертой наружной пружины сжатия 9. Все пружины сжатия 9 и 10 рессорных комплектов 8 выполнены цилиндрическими винтовыми, каждая из которых представляет собой брус, ось которого параллельна винтовой линии образующей цилиндра и имеет рабочие и опорные витки. Наружные пружины 9 имеют средний диаметр витка Dн=175 мм. Внутренние пружины 10 имеют средний диаметр витка Dв=113 мм. Сумма индексов наружной пружины 9 и внутренней пружины 10 составляет Σc=12,063. Шаг навивки рабочих витков наружных пружин 9 равен tн=58,97 мм. Шаг навивки рабочих витков внутренних пружин 10 равен tв=52,98 мм. Высота наружных пружин 9 и внутренних пружин 10 в свободном состоянии равна ℓ=265 мм.The three-axle bogie of a freight car, shown in figures 1-4, includes two outer wheel pairs 1 and 2 with axlebox units, a middle wheel pair 3 with balancers, two right side frames 4 and two left side frames 5. Frames 4 and 5 in one the end with the jaw is installed on the axle box assembly of one of the outer wheel pairs 1 or 2, and the other end is installed on the balancer of the middle wheel pair 3. The bogie also includes a spring suspension consisting of four spring sets 8. Each spring set 8 is installed in the middle part of one of side frames 4 or 5 and is located under one of the ends of the bolster 6. A pivot beam 7 is installed on the bolsters 6, designed to interact with the body of the freight car. Each spring set 8 of the spring suspension includes three double-row springs, consisting of three outer compression springs 9 and three internal compression springs 10, and a friction vibration damper 11 located inside the fourth outer compression spring 9. All compression springs 9 and 10 of the spring sets 8 are cylindrical screw, each of which is a beam, the axis of which is parallel to the helical line of the cylinder generatrix and has working and support turns. The outer springs 9 have an average coil diameter D n =175 mm. Internal springs 10 have an average coil diameter D = 113 mm. The sum of the indices of the outer spring 9 and the inner spring 10 is Σc=12.063. The winding pitch of the working turns of the outer springs 9 is t n =58.97 mm. The winding pitch of the working turns of the internal springs 10 is equal to t = 52.98 mm. The height of the outer springs 9 and the inner springs 10 in the free state is ℓ=265 mm.

Технический результат заключается в создании конструкции трехосной тележки грузового железнодорожного вагона с максимальной расчетной статической осевой нагрузкой 22 тс и конструкционной скоростью до 120 км/ч, обеспечивающей безопасную эксплуатацию по железнодорожным путям общего пользования и соответствующей требованиям действующей нормативной документации.The technical result consists in creating a design for a three-axle bogie of a freight railway car with a maximum design static axle load of 22 tf and a design speed of up to 120 km/h, ensuring safe operation on public railway tracks and meeting the requirements of current regulatory documentation.

В подтверждение вышесказанного, в таблице 1 приведены значения параметров, полученные по результатам расчетов нескольких возможных примеров реализации рессорных комплектов заявляемой конструкции трехосной тележки (варианты 3-12), а также приведены расчеты для рессорного комплекта трехосной тележки, указанной в качестве прототипа (варианты 1-2).In confirmation of the above, Table 1 shows the parameter values obtained from the calculations of several possible examples of the implementation of spring sets of the proposed design of a three-axle bogie (options 3-12), and also shows calculations for a spring set of a three-axle bogie specified as a prototype (options 1- 2).

Таблица 1 - Результаты расчетовTable 1 - Calculation results Геометрические параметры пружин и предел текучести материала пружинGeometric parameters of springs and yield strength of spring material Динамическая погонная нагрузка на железнодорожный путь от тележки, максимальный коэффициент динамической добавки обрессоренных частейDynamic linear load on the railway track from the bogie, maximum coefficient of dynamic addition of sprung parts Напряжения в пружинах в режиме I τ, МПаStress in springs in mode I τ, MPa Запас по напряжениям до допускаемых значений Δ, %Voltage margin up to permissible values Δ, % Наружная пружинаOuter spring Внутренняя пружинаInner spring Расчетное значениеEstimated value Допускаемое значениеAllowed value Наружная пружинаOuter spring Внутренняя пружинаInner spring Наружная пружинаOuter spring Внутренняя пружинаInner spring Максимальная расчетная статическая осевая нагрузка PMaximum design static axial load P оO =25 тс,=25 tf,
минимальная расчетная масса 50⋅10minimum design weight 50⋅10 33 кг, конструкционная скорость 120 км/ч kg, design speed 120 km/h
Вариант 1Option 1 Dн=180 мм,
tн=60,16 мм,
н=265 мм,
D n =180 mm,
t n =60.16 mm,
n =265 mm,
Dв=100 мм,
tв=31,35 мм,
в=265 мм,
D in =100 mm,
t in =31.35 mm,
in =265 mm,
qдин=188,7 кН/м,
Kд=0,436
q dyn = 188.7 kN/m,
K d =0.436
[qдин]=168 кН/м,
[Kд]=0,65
[q dyn ]=168 kN/m,
[K d ]=0.65
593,8593.8 509,9509.9 20,820.8 32,032.0
Σc=9,045,
Rв=1175 МПа
Σc=9.045,
R in =1175 MPa
Максимальная расчетная статическая осевая нагрузка PMaximum design static axial load P оO =22 тс/ось,=22 tf/axle,
минимальная расчетная масса 40⋅10minimum design weight 40⋅10 33 кг, конструкционная скорость 120 км/ч kg, design speed 120 km/h
Вариант 2Option 2 Dн=180 мм,
tн=60,16 мм,
н=265 мм,
D n =180 mm,
t n =60.16 mm,
n =265 mm,
Dв=100 мм,
tв=31,35 мм,
в=265 мм,
D in =100 mm,
t in =31.35 mm,
in =265 mm,
qдин=172,0 кН/м,
Kд=0,488
q dyn = 172.0 kN/m,
K d =0.488
[qдин]=168 кН/м,
[Kд]=0,65
[q dyn ]=168 kN/m,
[K d ]=0.65
515,0515.0 442,3442.3 31,331.3 41,041.0
Σc=9,045,
Rв=1175 МПа
Σc=9.045,
R in =1175 MPa
Вариант 3Option 3 Dн=178 мм,
tн=56,97 мм,
н=265 мм,
D n =178 mm,
t n =56.97 mm,
n =265 mm,
Dв=110 мм,
tв=52,98 мм,
в=265 мм,
D in =110 mm,
t in =52.98 mm,
in =265 mm,
qдин=153,1 кН/м,
Kд=0,324
q dyn =153.1 kN/m,
K d =0.324
[qдин]=168 кН/м,
[Kд]=0,65
[q dyn ]=168 kN/m,
[K d ]=0.65
737,6737.6 675,1675.1 1,71.7 10,010.0
Σc=11,819,
Rв=1175 МПа
Σc=11.819,
R in =1175 MPa
Вариант 4Option 4 Dн=178 мм,
tн=56,97 мм,
н=265 мм,
D n =178 mm,
t n =56.97 mm,
n =265 mm,
Dв=110 мм,
tв=52,98 мм,
в=265 мм,
D in =110 mm,
t in =52.98 mm,
in =265 mm,
qдин=153,1 кН/м,
Kд=0,324
q dyn =153.1 kN/m,
K d =0.324
[qдин]=168 кН/м,
[Kд]=0,65
[q dyn ]=168 kN/m,
[K d ]=0.65
737,6737.6 675,1675.1 18,018.0 25,025.0
Σc=11,819,
Rв=1325 МПа
Σc=11.819,
R in =1325 MPa
Вариант 5Option 5 Dн=175 мм,
tн=58,97 мм,
н=265 мм,
D n =175 mm,
t n =58.97 mm,
n =265 mm,
Dв=113 мм,
tв=52,98 мм,
в=265 мм,
D in =113 mm,
t in =52.98 mm,
in =265 mm,
qдин=152,2 кН/м,
Kд=0,316
q dyn =152.2 kN/m,
K d =0.316
[qдин]=168 кН/м,
[Kд]=0,65
[q dyn ]=168 kN/m,
[K d ]=0.65
790,3790.3 661,4661.4 12,212.2 26,526.5
Σc=12,063,
Rв=1325 МПа
Σc=12.063,
R in =1325 MPa
Вариант 6Option 6 Dн=181 мм,
tн=59,00 мм,
н=272 мм,
D n =181 mm,
t n =59.00 mm,
n =272 mm,
Dв=112 мм,
tв=56,89 мм,
в=272 мм,
D in =112 mm,
t in =56.89 mm,
in =272 mm,
qдин=151,9 кН/м,
Kд=0,314
q dyn =151.9 kN/m,
K d =0.314
[qдин]=168 кН/м,
[Kд]=0,65
[q dyn ]=168 kN/m,
[K d ]=0.65
744,6744.6 705,5705.5 17,317.3 21,621.6
Σc=12,028,
Rв=1325 МПа
Σc=12.028,
R in =1325 MPa
Вариант 7Option 7 Dн=175 мм,
tн=57,07 мм,
н=270 мм,
D n =175 mm,
t n =57.07 mm,
n =270 mm,
Dв=107 мм,
tв=53,13 мм,
в=270 мм,
D in =107 mm,
t in =53.13 mm,
in =270 mm,
qдин=153,3 кН/м,
Kд=0,326
q dyn =153.3 kN/m,
K d =0.326
[qдин]=168 кН/м,
[Kд]=0,65
[q dyn ]=168 kN/m,
[K d ]=0.65
742,7742.7 642,4642.4 17,517.5 28,628.6
Σc=11,994,
Rв=1325 МПа
Σc=11.994,
R in =1325 MPa
Продолжение таблицы 1Continuation of Table 1 Геометрические параметры пружин и предел текучести материала пружинGeometric parameters of springs and yield strength of spring material Динамическая погонная нагрузка на железнодорожный путь от тележки, максимальный коэффициент динамической добавки обрессоренных частейDynamic linear load on the railway track from the bogie, maximum coefficient of dynamic addition of sprung parts Напряжения в пружинах в режиме I τ, МПаStress in springs in mode I τ, MPa Запас по напряжениям до допускаемых значений Δ, %Voltage margin up to permissible values Δ, % Наружная пружинаOuter spring Внутренняя пружинаInner spring Расчетное значениеEstimated value Допускаемое значениеAllowed value Наружная пружинаOuter spring Внутренняя пружинаInner spring Наружная пружинаOuter spring Внутренняя пружинаInner spring Вариант 8Option 8 Dн=178 мм,
tн=57,44 мм,
н=260 мм,
D n =178 mm,
t n =57.44 mm,
n =260 mm,
Dв=110 мм,
tв=52,13 мм,
в=260 мм,
D in =110 mm,
t in =52.13 mm,
in =260 mm,
qдин=153,2 кН/м,
Kд=0,325
q dyn =153.2 kN/m,
K d =0.325
[qдин]=168 кН/м,
[Kд]=0,65
[q dyn ]=168 kN/m,
[K d ]=0.65
755,5755.5 622,4622.4 16,116.1 30,830.8
Σc=12,278,
Rв=1325 МПа
Σc=12.278,
R in =1325 MPa
Вариант 9Option 9 Dн=177 мм,
tн=57,75 мм,
н=267 мм,
D n =177 mm,
t n =57.75 mm,
n =267 mm,
Dв=112 мм,
tв=53,40 мм,
в=267 мм,
D in =112 mm,
t in =53.40 mm,
in =267 mm,
qдин=153,4 кН/м,
Kд=0,327
q dyn =153.4 kN/m,
K d =0.327
[qдин]=168 кН/м,
[Kд]=0,65
[q dyn ]=168 kN/m,
[K d ]=0.65
739,5739.5 640,0640.0 17,817.8 28,928.9
Σc=11,917,
Rв=1325 МПа
Σc=11.917,
R in =1325 MPa
Вариант 10Option 10 Dн=177 мм,
tн=58,21 мм,
н=263 мм,
D n =177 mm,
t n =58.21 mm,
n =263 mm,
Dв=112 мм,
tв=52,77 мм,
в=263 мм,
D in =112 mm,
t in =52.77 mm,
in =263 mm,
qдин=153,5 кН/м,
Kд=0,328
q dyn =153.5 kN/m,
K d =0.328
[qдин]=168 кН/м,
[Kд]=0,65
[q dyn ]=168 kN/m,
[K d ]=0.65
756,0756.0 591,8591.8 16,016.0 34,234.2
Σc=12,383,
Rв=1325 МПа
Σc=12.383,
R in =1325 MPa
Вариант 11Option 11 Dн=178 мм,
tн=57,25 мм,
н=265 мм,
D n =178 mm,
t n =57.25 mm,
n =265 mm,
Dв=109 мм,
tв=52,98 мм,
в=265 мм,
D in =109 mm,
t in =52.98 mm,
in =265 mm,
qдин=153,2 кН/м,
Kд=0,325
q dyn =153.2 kN/m,
K d =0.325
[qдин]=168 кН/м,
[Kд]=0,65
[q dyn ]=168 kN/m,
[K d ]=0.65
736,0736.0 683,6683.6 18,218.2 24,024.0
Σc=11,757,
Rв=1325 МПа
Σc=11.757,
R in =1325 MPa
Вариант 12Option 12 Dн=175 мм,
tн=56,10 мм,
н=266 мм,
D n =175 mm,
t n =56.10 mm,
n =266 mm,
Dв=107 мм,
tв=55,78 мм,
в=266 мм,
D in =107 mm,
t in =55.78 mm,
in =266 mm,
qдин=153,5 кН/м,
Kд=0,328
q dyn =153.5 kN/m,
K d =0.328
[qдин]=168 кН/м,
[Kд]=0,65
[q dyn ]=168 kN/m,
[K d ]=0.65
739,0739.0 680,0680.0 17,917.9 24,424.4
Σc=11,994,
Rв=1325 МПа
Σc=11.994,
R in =1325 MPa
D - средний диаметр витка пружины;
t - шаг навивки рабочих витков пружины;
ℓ - высота пружины в свободном состоянии;
Σc - сумма индексов наружной и внутренней пружин;
Rв - предел текучести стали, из которой изготовлены пружины;
qдин - динамическая погонная нагрузка на железнодорожный путь от тележки;
Kд - максимальный коэффициент динамической добавки обрессоренных частей.
D is the average diameter of the spring coil;
t is the winding pitch of the working coils of the spring;
ℓ - height of the spring in the free state;
Σc is the sum of the indices of the outer and inner springs;
R in - yield strength of the steel from which the springs are made;
q din - dynamic linear load on the railway track from the bogie;
K d - maximum coefficient of dynamic addition of sprung parts.

Из полученных по результатам расчета значений, представленных в таблице 1, видно, что динамическая погонная нагрузка на железнодорожный путь от тележки для конструкции трехосной тележки, использованной в качестве прототипа, превышает допускаемое значение 168 кН/м как при максимальной расчетной статической осевой нагрузке в 25 тс/ось (qдин=188,7 кН/м), так и при 22 тс/ось (qдин=172,0 кН/м), что не позволяет эксплуатировать ее на путях общего пользования в груженом состоянии при конструкционной скорости до 120 км/ч. From the values obtained from the calculation results presented in Table 1, it is clear that the dynamic linear load on the railway track from the bogie for the design of the three-axle bogie used as a prototype exceeds the permissible value of 168 kN/m as with a maximum calculated static axial load of 25 tf /axle (q dyn =188.7 kN/m), and at 22 tf/axle (q dyn =172.0 kN/m), which does not allow its operation on public roads in a loaded state at a design speed of up to 120 km/h

Также виден кратный прирост запаса по напряжениям до допускаемых значений в пружинах предлагаемой конструкции при использовании стали с пределом текучести 1325 МПа в сравнении со сталью с пределом текучести 1175 МПа.One can also see a multiple increase in the stress margin up to the permissible values in the springs of the proposed design when using steel with a yield strength of 1325 MPa in comparison with steel with a yield strength of 1175 MPa.

В настоящее время на заявляемую полезную модель разработана конструкторская документация и проведены всесторонние испытания опытных образцов.Currently, design documentation has been developed for the proposed utility model and comprehensive tests of prototypes have been carried out.

Claims (2)

1. Трехосная тележка грузового вагона, содержащая две крайние колесные пары с буксовыми узлами, одну среднюю колесную пару с балансирами, две правые боковые рамы, две левые боковые рамы, две надрессорные балки, шкворневую балку и рессорное подвешивание, состоящее из четырех рессорных комплектов, каждый из которых установлен под одним из концов надрессорной балки и включает три двухрядные пружины, состоящие из трех наружных пружин и трех внутренних пружин сжатия, и фрикционный гаситель колебаний, расположенный внутри четвертой наружной пружины сжатия, кроме того, каждая пружина выполнена цилиндрической винтовой, с рабочими и опорными витками, отличающаяся тем, что каждая наружная пружина рессорных комплектов имеет средний диаметр витка в интервале от 175 мм до 181 мм, каждая внутренняя пружина имеет средний диаметр витка в интервале от 107 мм до 113 мм, сумма индексов наружной и внутренней пружин, определяемая как сумма отношений среднего диаметра витка к диаметру прутка пружин, находится в интервале от 11,757 до 12,383, шаг навивки рабочих витков наружных пружин рессорного подвешивания находится в интервале от 56,10 мм до 59,00 мм, шаг навивки рабочих витков внутренних пружин находится в интервале от 52,13 мм до 56,89 мм, при этом высота наружных пружин в свободном состоянии равна высоте внутренних пружин в свободном состоянии и находится в интервале от 260 мм до 272 мм.1. A three-axle bogie of a freight car, containing two outer wheel pairs with axlebox units, one middle wheel pair with balancers, two right side frames, two left side frames, two bolsters, a pivot beam and a spring suspension consisting of four spring sets, each of which is installed under one of the ends of the bolster and includes three double-row springs, consisting of three external springs and three internal compression springs, and a friction vibration damper located inside the fourth external compression spring, in addition, each spring is made of a cylindrical screw, with working and support coils, characterized in that each outer spring of the spring sets has an average coil diameter in the range from 175 mm to 181 mm, each internal spring has an average coil diameter in the range from 107 mm to 113 mm, the sum of the indices of the outer and inner springs, defined as the sum of the ratios of the average diameter of the coil to the diameter of the spring rod is in the range from 11.757 to 12.383, the winding pitch of the working coils of the outer springs of the spring suspension is in the range from 56.10 mm to 59.00 mm, the coiling pitch of the working coils of the internal springs is in the range from 52.13 mm to 56.89 mm, while the height of the outer springs in the free state is equal to the height of the inner springs in the free state and ranges from 260 mm to 272 mm. 2. Трехосная тележка грузового железнодорожного вагона по п. 1, отличающаяся тем, что наружные пружины и внутренние пружины рессорного подвешивания изготовлены из стали с пределом текучести не менее 1325 МПа.2. The three-axle bogie of a freight railway car according to claim 1, characterized in that the outer springs and inner springs of the spring suspension are made of steel with a yield strength of at least 1325 MPa.
RU2023127998U 2023-10-31 THREE-AXLE FREIGHT CAR TROLLEY RU223717U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU223717U1 true RU223717U1 (en) 2024-02-29

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU153745U1 (en) * 2014-07-30 2015-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Уральское конструкторское бюро вагоностроения" SPRINGS AND SPRING SUSPENSION OF A TWO-AXLE TRUCK CAR
RU176097U1 (en) * 2017-05-22 2017-12-28 Акционерное общество "Научно-внедренческий центр "Вагоны" (АО "НВЦ "Вагоны") Three-axle trolley with non-linear spring kit
KR101845334B1 (en) * 2016-08-30 2018-04-06 한국철도기술연구원 3 axles bogie for freight car
RU220080U1 (en) * 2023-07-05 2023-08-24 Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш") SPRING SUSPENSION OF A THREE-AXLE BOOT OF A FREIGHT CAR

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU153745U1 (en) * 2014-07-30 2015-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Уральское конструкторское бюро вагоностроения" SPRINGS AND SPRING SUSPENSION OF A TWO-AXLE TRUCK CAR
KR101845334B1 (en) * 2016-08-30 2018-04-06 한국철도기술연구원 3 axles bogie for freight car
RU176097U1 (en) * 2017-05-22 2017-12-28 Акционерное общество "Научно-внедренческий центр "Вагоны" (АО "НВЦ "Вагоны") Three-axle trolley with non-linear spring kit
RU220080U1 (en) * 2023-07-05 2023-08-24 Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш") SPRING SUSPENSION OF A THREE-AXLE BOOT OF A FREIGHT CAR
RU220285U1 (en) * 2023-07-05 2023-09-05 Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш") INNER SPRING FOR SPRING SUSPENSION
RU220570U1 (en) * 2023-07-05 2023-09-22 Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш") OUTER SPRING FOR SPRING SUSPENSION OF A THREE-AXLE TROLLEY OF A RAILWAY CAR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU192706U1 (en) Spring suspension of a biaxial truck of a freight car
US7174837B2 (en) Three-piece motion control truck system
CN111301471A (en) Railway vehicle bogie
RU2608205C2 (en) Three-link biaxial railway bogie and method of constructing standard series of bogies
CN112622971B (en) Framework, bogie and rail vehicle
MXPA04005994A (en) Railway truck suspension design.
RU2376181C2 (en) Passenger car bogie
RU223717U1 (en) THREE-AXLE FREIGHT CAR TROLLEY
RU162774U1 (en) SPRING FOR SPRING SUSPENSION
CN106740963A (en) Railway red ball bogie framework
RU188249U1 (en) SPRING SUSPENSION OF A TWO-AXLE TRUCK OF A CAR
RU167062U1 (en) SPRING SUSPENSION OF A TWO-AXLE TRUCK OF A CAR
RU222508U1 (en) EXTERNAL COMPRESSION SPRING FOR SPRING SUSPENSION OF A THREE-AXLE BOARD OF A FREIGHT CAR
RU222531U1 (en) INTERNAL COMPRESSION SPRING FOR SPRING SUSPENSION OF A THREE-AXLE BOARD OF A FREIGHT CAR
CN211943326U (en) Railway vehicle bogie
RU188187U1 (en) COMPRESSION SPRING FOR SPRING SUSPENSION
RU176097U1 (en) Three-axle trolley with non-linear spring kit
RU188510U1 (en) COMPRESSION SPRING FOR CAMSHAFT
US3461816A (en) Elastomeric railway freight car truck bolster spring
RU152365U1 (en) EXTERNAL WEDGING SPRING OF THE TRUCK OF A CAR
RU220327U1 (en) INNER SPRING FOR SPRING SUSPENSION OF A THREE-AXLE TROLLEY OF A RAILWAY CAR
RU225826U1 (en) SPRING SUSPENSION OF A FREIGHT CAR TROLLEY
RU220570U1 (en) OUTER SPRING FOR SPRING SUSPENSION OF A THREE-AXLE TROLLEY OF A RAILWAY CAR
RU220291U1 (en) OUTSIDE SPRING FOR SPRING SUSPENSION
RU220291U9 (en) OUTSIDE SPRING FOR SPRING SUSPENSION