RU2294854C1

RU2294854C1 - Rail vehicle spring suspension (versions)

Info

Publication number: RU2294854C1
Application number: RU2005133024/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Иванович Никифоров (RU); Николай Иванович Никифоров; Сергей Николаевич Никифоров (RU); Сергей Николаевич Никифоров
Original assignee: Николай Иванович Никифоров
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2007-03-10

Abstract

FIELD: railway transport.

SUBSTANCE: invention relates to rail vehicles, particularly, to bogie axle-box spring suspension. Springs 15 of axle-box spring suspension are made with support coil in form of extreme working coils. Support devices are made over complete circumference of spring coils in form of grooves or semigrooves, with stepless increasing clearances determined at nonleaded state of spring between support surfaces of said supports and support coils of spring to values equal to △=(0.5-0.8)*t_c.st where t_c.st is sag of one working coil of spring under static load. According to second designed version, support devices 16 are made either partially or completely from elastic material with modulus of elasticity from 5 to 100 mPa.

EFFECT: reduced overall dimensions of springs, their metal usage, provision of uniform distribution of loads in springs and wheels, improved reliability and increased service life of spring suspension.

4 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности, к грузовым, пассажирским и маневровым электровозам и тепловозам, а так же к вагонам, и касается конструкции их рессорного подвешивания.The invention relates to railway transport, in particular, to freight, passenger and shunting electric and diesel locomotives, as well as to wagons, and relates to the design of their spring suspension.

Известно рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства, содержащее колесные пары с буксами, на кронштейны которых, расположенные слева и справа от колесной пары, установлены комплекты пружин, состоящие из наружных пружин правой навивки и внутренних пружин левой навивки, на которые опирается рама тележки или кузов железнодорожного транспортного средства (Конструкция и динамика тепловозов. Под редакцией Иванова В.Н., "Транспорт", 1974, 336 с.).It is known spring suspension of a railway vehicle containing wheel pairs with axle boxes, on the brackets of which are located to the left and right of the wheelset, sets of springs are installed, consisting of external springs of the right winding and internal springs of the left winding, on which the frame of the trolley or the body of the railway transport rests means (Design and dynamics of diesel locomotives. Edited by Ivanov VN, "Transport", 1974, 336 p.).

Известно также рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства, содержащее колесные пары, буксы, снабженные левыми и правыми кронштейнами, пружины рессорного подвешивания, в котором пружины рессорного подвешивания, устанавливаемые на левые кронштейны букс, выполнены с правой навивкой, а устанавливаемые на правые кронштейны букс выполнены с левой навивкой, или пружины рессорного подвешивания, устанавливаемые на левые кронштейны букс, выполнены с левой навивкой, а устанавливаемые на правые кронштейны букс, выполнены с правой навивкой (Патент РФ №2192977, С2, 7 В 61 F 5/00, 5/38).It is also known spring suspension of a railway vehicle containing wheelsets, axle boxes equipped with left and right brackets, spring suspension springs, in which spring suspension springs mounted on the left axle box brackets are made with right-hand winding, and axle mounted on the right bracket brackets are made with the left by winding, or spring suspension springs installed on the left axle boxes brackets are made with left winding, and installed on the right axle boxes brackets are made with Ava winding (RF Patent №2192977, C2 7 61 F 5/00, 5/38).

Недостатками таких конструкций являются большая высота пружин, вызванная наличием неработающих (поджатых) опорных витков, большая металлоемкость, вызванная не только наличием неработающих опорных витков, но и увеличенным диаметром прутка из-за выполнения опорных поверхностей пружин не по полной окружности витка и неравномерного восприятия нагрузок этими поверхностями, низкая точность изготовления пружин, вызванная тем, что погрешности изготовления рабочей части пружин складываются с погрешностями изготовления их опорных витков, большая неравномерность распределения нагрузок по колесам железнодорожного транспортного средства, вызванная указанной выше неравномерностью распределения нагрузок по опорным поверхностям пружин, что снижает тяговые и динамические качества железнодорожного транспортного средства и может потребовать дополнительного регулирования осевых нагрузок и, как следствие, низкая надежность и долговечность центрального рессорного подвешивания.The disadvantages of such designs are the high height of the springs caused by the presence of idle (tightened) support coils, the large metal consumption caused not only by the presence of idle support coils, but also by the increased diameter of the rod due to the implementation of the supporting surfaces of the springs not along the full circumference of the coil and the uneven perception of the loads by these surfaces, low precision manufacturing of springs, due to the fact that the manufacturing errors of the working part of the springs add up to the manufacturing errors of their support coils, more shaya uneven load distribution on the wheels of a railway vehicle, caused by the aforementioned uneven load distribution on the bearing surfaces of the springs, which reduces thrust and dynamic properties of a railway vehicle and may require additional control of the axial loads and as a result, low reliability and durability of the central spring suspension.

Техническим результатом изобретения является уменьшение габаритов пружин рессорного подвешивания, снижение их металлоемкости, повышение точности изготовления, равномерное распределение нагрузок по виткам и опорным поверхностям пружин, снижение неравномерности распределения нагрузок по колесам железнодорожного транспортного средства, повышение надежности и долговечности рессорного подвешивания, улучшение условий его эксплуатации и ремонта.The technical result of the invention is to reduce the dimensions of the spring suspension springs, reduce their metal consumption, increase manufacturing accuracy, evenly distribute the loads on the coils and the supporting surfaces of the springs, reduce the uneven distribution of loads on the wheels of a railway vehicle, increase the reliability and durability of spring suspension, improve its operating conditions and repair.

Технический результат достигается тем, что в рессорном подвешивании железнодорожного транспортного средства, содержащем кузов или раму железнодорожного транспортного средства, пружины или комплекты пружин рессорного подвешивания, опорные устройства рессорного подвешивания, тележки с рамами или безрамные, с колесными парами, с буксами, опорные витки пружин рессорного подвешивания не шлифованные или частично сошлифованные выполнены в виде их крайних рабочих витков, на которые своими опорными устройствами опираются рамы тележек или рама или кузов железнодорожного транспортного средства и, которые с другой стороны опираются на опорные устройств букс колесных пар тележек, при этом опорные устройства рам тележек или рамы или кузова железнодорожного транспортного средства и букс колесных пар тележек выполнены по полной окружности витков в виде ручьев или полуручьев с плавно увеличивающимися зазорами, определяемыми в ненагруженном состоянии пружин, между опорными поверхностями этих опор и опорными витками пружин до величин, равных Δ=(0,5÷0,8)*f_в.ст, где f_в.ст - прогиб одного рабочего витка пружины под статической нагрузкой, кроме того, его пружины выполнены из трубы или из пустотелого фасонного профиля.The technical result is achieved by the fact that in the spring suspension of a railway vehicle containing the body or frame of a railway vehicle, springs or spring suspension sets, spring suspension support devices, trolleys with frames or frameless, with wheel pairs, with axle boxes, spring spring support turns suspensions not polished or partially polished are made in the form of their extreme working turns, on which frames of carts or p ma or the body of the railway vehicle and which, on the other hand, rely on the supporting devices of the axle boxes of the wheel pairs of bogies, while the supporting devices of the frames of the bogies or the frame or the body of the railway vehicle and the axles of the wheels of the bogies are made in the full circle of turns in the form of streams or semi-arms with smoothly increasing gaps, determined in the unloaded state of the springs, between the supporting surfaces of these supports and the supporting turns of the springs to values equal to Δ = (0.5 ÷ 0.8) * f _century , where f _century is the deflection of one about the working coil of the spring under static load, in addition, its springs are made of pipe or from a hollow shaped profile.

Такой же технический результат достигается тем, что в рессорном подвешивании железнодорожного транспортного средства, содержащем раму или кузов железнодорожного транспортного средства, пружины или комплекты пружин рессорного подвешивания, опорные устройства рессорного подвешивания, тележки с рамами или безрамные, с колесными парами, с буксами, опорные витки пружин рессорного подвешивания не шлифованные или частично сошлифованные выполнены в виде их крайних рабочих витков, на которые своими опорными устройствами опираются рамы тележек или рама или кузов железнодорожного транспортного средства и, которые с другой стороны опираются на опорные устройства букс колесных пар тележек, при этом опорные устройства рам тележек или рамы или кузова железнодорожного транспортного средства и букс колесных пар тележек выполнены по полной окружности витков в виде ручьев или полуручьев переменной высоты частично или полностью из упругого материала с модулем упругости от пяти до ста мПа, кроме того, его пружины выполнены из трубы или из пустотелого фасонного профиля.The same technical result is achieved in that in the spring suspension of a railway vehicle containing a frame or a body of a railway vehicle, springs or spring suspension sets, spring suspension support devices, trolleys with frames or frameless, with wheel pairs, with axle boxes, support turns spring suspension springs, not polished or partially polished, are made in the form of their extreme working turns, on which the body frames are supported by their supporting devices a cage or a frame or a body of a railway vehicle and which, on the other hand, are supported by supporting devices of axleboxes of wheel sets of trolleys, while the supporting devices of trolley frames or a frame or body of a railway vehicle and axle boxes of wheel sets of trolleys are made in the full circle of turns in the form of streams or half-arms of variable height partially or completely from an elastic material with an elastic modulus of five to one hundred MPa, in addition, its springs are made of a pipe or of a hollow shaped profile.

Предлагаемое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства представлено на чертежах, где:The proposed spring suspension of a railway vehicle is shown in the drawings, where:

на фиг.1 изображено рессорное подвешивание в составе железнодорожного транспортного средства, общий вид;figure 1 shows the spring suspension as part of a railway vehicle, a General view;

на фиг.2 изображено рессорное подвешивание в составе трехосной тележки, общий вид;figure 2 shows spring suspension as part of a triaxial trolley, General view;

на фиг.3 изображен вид 1 на фиг.2;figure 3 shows a view 1 of figure 2;

на фиг.4 изображено сечение А-А на фиг.3;figure 4 shows a section aa in figure 3;

на фиг.5 изображен вид 1 на фиг.2 с пружинами из пустотелого фасонного профиля с полуручьевой упругой обрезиненной беззазорной опорой;in Fig.5 shows a view 1 in Fig.2 with springs from a hollow shaped profile with a half-banded elastic rubberized backlash-free support;

на фиг.6 изображено сечение Б-Б на фиг.5;figure 6 shows a section bB in figure 5;

на фиг.7 изображено сечение В-В на фиг.3 (пружины условно не показаны).Fig.7 shows a section bb in Fig.3 (springs are not shown conventionally).

Рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства (фиг.1-фиг.7) состоит из кузова или рамы 1, тележек 2, с рамами 3 с продольными лонжеронами 4 с колесными парами 5 с колесами 6, с буксами 7, безрамных тележек 8, прокладок 9 пружин или комплектов пружин рессорного подвешивания с правой навивкой 10, пружин или комплектов пружин рессорного подвешивания с левой навивкой 11, ручьевых опорных устройств 12, полуручьевых опорных устройств 13, пружин рессорного подвешивания с сошлифованными на одну четвертую часть опорными витками 14, пружин рессорного подвешивания из пустотелого фасонного профиля 15, упругих беззазорных опорных устройств 16, пружин или комплектов пружин центрального рессорного подвешивания 17, опорных устройств 18.Spring suspension of a railway vehicle (Fig. 1-Fig. 7) consists of a body or frame 1, trolleys 2, with frames 3 with longitudinal spars 4 with wheel pairs 5 with wheels 6, with axle boxes 7, frameless trolleys 8, gaskets 9 springs or sets of spring suspension springs with right-hand winding 10, springs or sets of spring springs with left-hand winding 11, spring support devices 12, semi-spring support devices 13, spring suspension springs with support coils 14 polished for one fourth, spring res ornogo suspension of hollow profile bar 15, the elastic support devices 16 gapless, springs or sets of springs of the central spring suspension 17, the supporting device 18.

Рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства работает следующим образом: вес железнодорожного транспортного средства с его кузова или рамы 1 через пружины или комплекты пружин центрального рессорного подвешивания 17 или опорные устройства 18 передается на продольные лонжероны 4 рам 3 тележек 2, с которых через прокладки 9 ручьевыми опорными устройствами 12 или полуручьевыми опорными устройствами 13, или упругими беззазорными опорными устройствами 16 передается на опорные витки пружин или комплектов пружин рессорного подвешивания с правой навивкой 10 или с левой навивкой 11, или с левой и правой навивкой, или комплектов пружин с сошлифованными опорными витками 14, или пружин из пустотелого фасонного профиля 15, и через рабочие витки их вторыми опорными витками он передается на ручьевые опорные устройства 12 или полуручьевые опорные устройства 13, или на упругие беззазорные опорные устройства 16, а с них - на буксы 7 тележек 2, или непосредственно опорными устройствами кузова или рамы 1 на буксы 7 безрамных тележек 8. Далее буксами 7 вес передается на оси колесных пар 5 тележек 2 или 8, с которых колесами 6 он и передается на рельсы.The spring suspension of a railway vehicle works as follows: the weight of a railway vehicle from its body or frame 1 through the springs or sets of springs of the central spring suspension 17 or support devices 18 is transmitted to the longitudinal side members 4 of the frames 3 of the trolleys 2, from which through the gaskets 9 the handle support devices 12 or semi-spring support devices 13, or elastic clearance-free support devices 16 is transmitted to the support coils of springs or spring sets under spring sewing with right-hand winding 10 or with left-hand winding 11, or with left and right-hand winding, or sets of springs with ground supporting coils 14, or springs from hollow shaped profile 15, and through working coils by their second supporting coils it is transmitted to the brook supporting devices 12 or semi-arm support devices 13, or to elastic clearance-free support devices 16, and from them to the axle boxes 7 of the carts 2, or directly by the supporting devices of the body or frame 1 to the axle boxes of the 7 frameless carts 8. Further, by the axle boxes 7 the weight is transferred to the axle of the wheelset 5 t trees 2 or 8, with which wheels 6 it is transmitted to the rails.

При этом выполнение опорных витков пружин 10, 11, 14, 15 в виде их крайних рабочих витков, воспринимающих и передающих нагрузку через опорные устройства 12 и 13, выполненные по полной окружности витка с плавно увеличивающимся зазором между ними и опорными витками или упругие беззазорные опорные устройства 16, выполненные из упругого материала с модулем упругости от пяти до ста мПа, например из резины, обеспечивает равномерное распределение нагрузок по опорным виткам пружин, передачу веса практически по геометрическим осям пружин, включение опорных витков пружин в работу по созданию прогиба пружин под нагрузкой (снижение жесткости пружин), равномерное распределение нагрузки по рабочим виткам.In this case, the implementation of the support turns of the springs 10, 11, 14, 15 in the form of their extreme working turns, which receive and transmit the load through the support devices 12 and 13, made around the full circumference of the coil with a gradually increasing gap between them and the support turns or elastic gapless support devices 16, made of an elastic material with an elastic modulus of five to one hundred mPa, for example, rubber, provides a uniform distribution of loads along the support coils of the springs, transferring the weight along the geometrical axes of the springs, turning on the supports s coils springs into operation to establish deflection of the springs under load (lowering of the rigidity of the springs), even distribution of the load on the working coils.

Выполнение пружин центрального рессорного подвешивания из трубы или пустотелого фасонного профиля 15 обеспечивает дополнительное снижение массы пружин и их жесткости.The implementation of the springs of the Central spring suspension from a pipe or hollow shaped profile 15 provides an additional reduction in the mass of the springs and their stiffness.

Компьютерное моделирование пружин центрального рессорного подвешивания как твердотельных объектов показывает, что предлагаемое рессорное подвешивание железнодорожного транспортного средства обеспечивает передачу нагрузок практически по геометрическим осям пружин, снижение полного количества рабочих витков до 10%, снижение напряженного состояния пружин до 10%, снижение массы пружин до 30%.Computer simulation of the central spring suspension springs as solid objects shows that the proposed spring suspension of a railway vehicle provides the transfer of loads along the geometrical axes of the springs, reducing the total number of working turns to 10%, reducing the stress state of the springs to 10%, reducing the weight of the springs to 30% .

Все это и приводит к уменьшению габаритов пружин рессорного подвешивания, снижению их металлоемкости, повышению точности изготовления, равномерному распределению нагрузок по виткам и опорным поверхностям пружин, снижение неравномерности распределения нагрузок по колесам железнодорожного транспортного средства, повышение надежности и долговечности рессорного подвешивания, улучшение условий его эксплуатации и ремонта.All this leads to a decrease in the dimensions of the spring suspension springs, a decrease in their metal consumption, an increase in the manufacturing accuracy, an even distribution of loads on the coils and bearing surfaces of the springs, a decrease in the uneven distribution of loads on the wheels of a railway vehicle, an increase in the reliability and durability of the spring suspension, and an improvement in the conditions of its operation and repair.

Claims

1. Spring suspension of a railway vehicle, comprising a body or a frame of a railway vehicle, springs or spring suspension springs, spring suspension support devices, trolleys with frames or frameless with wheel pairs, with axleboxes, characterized in that the support coils of spring suspension springs are unpolished or partially polished are made in the form of their extreme working turns, on which the frames of the carts or the frame or the body of the rail vehicles, and which, on the other hand, rely on supporting devices of axleboxes of wheel pairs of trolleys, while the supporting devices of axles of trolleys or of the frame or body of a railway vehicle and axleboxes of wheelset of trolleys are made in the full circle of turns in the form of streams or semi-arms with gradually increasing gaps , determined in the unloaded state of the springs, between the supporting surfaces of these supports and the supporting turns of the springs to values equal to Δ = (0.5 ÷ 0.8) · f _century , where f _century - deflection of one working coil spring Ina under static load.

2. Spring suspension of a railway vehicle according to claim 1, characterized in that its springs are made of pipe or from a hollow shaped profile.

3. Spring suspension of a railway vehicle, comprising a body or frame of a railway vehicle, springs or spring suspension spring sets, spring suspension support devices, trolleys with frames or frameless with wheel pairs, with axleboxes, characterized in that the spring support springs of the spring suspension are unpolished or partially polished are made in the form of their extreme working turns, on which the frames of the carts or the frame or the body of the rail vehicles, and which, on the other hand, rely on supporting devices of axleboxes of wheel pairs of trolleys, while the supporting devices of axles of trolleys or of the frame or body of a railway vehicle and axleboxes of wheelset of trolleys are made in full circumference in the form of streams or semi-arms of variable height partially or completely from an elastic material with an elastic modulus of 5 ÷ 100 MPa.

4. Spring suspension of a railway vehicle according to claim 3, characterized in that its springs are made of pipe or from a hollow shaped profile.