RU2427737C1

RU2427737C1 - Torsion spring

Info

Publication number: RU2427737C1
Application number: RU2010117496/11A
Authority: RU
Inventors: Евгений Васильевич Сливинский (RU); Евгений Васильевич Сливинский; Леонид Алексеевич Савин (RU); Леонид Алексеевич Савин; Дмитрий Николаевич Климов (RU); Дмитрий Николаевич Климов; Алексей Сергеевич Богданов (RU); Алексей Сергеевич Богданов
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2011-08-27

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: torsion spring comprises rod with lever articulated with body and two supports rigidly secured on chassis frame. One splined support interacts with rod splines another support being bearing. Bell crank is articulated by its one arm with the body and, by its other arm, it is coupled with rectangular section bar sliding in rod of similar section. Bell crank is arranged in vertical plane running along axis of symmetry of torsion rod.

EFFECT: higher damping efficiency.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях, например, локомотивов.The invention relates to the field of rail vehicles and can be used in structures, for example, locomotives.

Известна торсионная рессора, описанная в книге А.Ф.Крайнев. Словарь-справочник по механизмам. 2-е издание переработанное и дополненное. - М.: Машиностроение, 1987 г., на стр.469, схема «а» и «б». Такая рессора используется в конструкциях транспортных машин и состоит из двух валов (схема «а»), к одному из которых присоединен рычаг 4, нагружаемый сосредоточенной силой F. При закручивании вала 3 моментом Fa звено 2 получает угловой поворот и закручивает вал 1. Такое нагружение обеспечивает как чистое кручение валов торсиона, так и их изгиб. Существенным недостатком этой конструкции является то, что в процессе кручения валов 1 и 3 их крутильная жесткость остается постоянной, а так как нагрузка F имеет в динамике широкий спектр проявления, то ее демпфирование происходит недостаточно эффективно.Known torsion spring described in the book by A.F. Krainev. Dictionary-reference on the mechanisms. 2nd edition revised and supplemented. - M.: Mechanical Engineering, 1987, on page 469, scheme “a” and “b”. Such a spring is used in the construction of transport vehicles and consists of two shafts (scheme “a”), one of which is connected to a lever 4 loaded by a concentrated force F. When the shaft 3 is tightened by the torque Fa, link 2 receives an angular rotation and spins shaft 1. Such loading provides both pure torsion of torsion shafts and their bending. A significant drawback of this design is that in the process of torsion of shafts 1 and 3, their torsional rigidity remains constant, and since the load F has a wide range of dynamics in dynamics, its damping is not effective enough.

Известна также торсионная рессора (см. книгу Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учебник для студентов ВУЗов. А.А.Камаев и др. Под редакцией А.А.Камаева. - М.: Машиностроение, 1981 г.), представляющая собой стержень 2 (см. стр.88 рис.55 этой книги) круглого реже квадратного сечения, один конец которого закреплен во втулке 1, установленной на раме тележки, а другой жестко связан с рычагом 4, шарнирно присоединенным к кузову локомотива. Второй опорой стержня 2 служит подшипник 3. Недостатком такой торсионной рессоры является то, что в процессе закручивания стержня 2 его крутильная жесткость остается постоянной, и поэтому она, так же как и конструкция, описанная в аналоге, не отвечает требованиям, предъявляемым плавности хода локомотива за счет эффективного гашения колебаний его кузова.A torsion spring is also known (see the book Design, calculation and design of locomotives. A textbook for university students. A.A. Kamaev and others. Edited by A.A. Kamaev. - M.: Mechanical Engineering, 1981), which is a core 2 (see p. 88 Fig. 55 of this book) of a round less often square section, one end of which is fixed in a sleeve 1 mounted on the frame of the carriage, and the other is rigidly connected to a lever 4, pivotally attached to the body of the locomotive. The second support of the rod 2 is the bearing 3. The disadvantage of such a torsion spring is that in the process of twisting the rod 2, its torsional rigidity remains constant, and therefore, like the design described in the analogue, it does not meet the requirements for the locomotive to run smoothly due to the effective damping of vibrations of its body.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы торсионной рессоры за счет изменения ее крутильной жесткости при циклическом динамическом нагружении.Therefore, the aim of the invention is to increase the efficiency of the torsion spring by changing its torsional stiffness under cyclic dynamic loading.

Поставленная цель достигается тем, что с кузовом так же шарнирно своим плечом соединен другой, но двуплечий рычаг, второе плечо которого связано с брусом прямоугольного сечения, подвижно расположенным в подобного сечения канале стержня, причем двуплечий рычаг размещен в вертикальной плоскости, проходящей вдоль продольной оси симметрии упомянутого стержня торсиона.This goal is achieved by the fact that another, but two-armed lever is connected to the body with the same pivot, the second shoulder of which is connected to a beam of rectangular section, movably located in the channel of the rod movably in a similar section, the two-armed lever is placed in a vertical plane along the longitudinal axis of symmetry mentioned torsion bar.

На чертеже показан общий вид сбоку торсионной рессоры с частичным разрезом.The drawing shows a General side view of a torsion spring with a partial section.

Торсионная рессора состоит из стержня 1, в котором выполнен канал прямоугольного сечения 2. В канале прямоугольного сечения 2 подвижно в продольной его плоскости размещен брус прямоугольного сечения 3, который шарнирно с помощью пальца 4 соединен с одним из плеч 5 двуплечего рычага 6, шарнирно установленного с помощью пальца 7 на кронштейне 8, жестко присоединенном к кузову 9 локомотива. Другое плечо 10 двуплечего рычага 6 также шарнирно с помощью пальца 11 взаимосвязано с кронштейном 12, установленным на кузове 9. Стержень с одной стороны снабжен шлицами 13, которые сопряжены с ответными шлицами 14, выполненными в опоре 15, а с другой, с возможностью угловых поворотов, расположен в подвижной опоре 16 и снабжен рычагом 17, шарнирно связанным с кронштейном 18 кузова 9 локомотива. Опоры 15 и 16 жестко закреплены на тележке локомотива 19.The torsion spring consists of a rod 1, in which a channel of rectangular section 2 is made. 2. In a channel of rectangular section 2, a beam of rectangular section 3 is mounted movably in its longitudinal plane, which is articulated with the help of finger 4 to one of the shoulders 5 of the two-shouldered lever 6, articulated with using the finger 7 on the bracket 8, rigidly attached to the body 9 of the locomotive. The other shoulder 10 of the two shoulders of the lever 6 is also pivotally connected by a finger 11 to the bracket 12 mounted on the body 9. The rod is provided with slots 13 on one side, which are interfaced with mating slots 14 made in the support 15, and on the other, with the possibility of angular rotations , is located in the movable support 16 and is equipped with a lever 17 pivotally connected to the bracket 18 of the body 9 of the locomotive. The supports 15 and 16 are rigidly fixed to the trolley of the locomotive 19.

Работает торсионная рессора следующим образом. Когда локомотив находится в неподвижном состоянии элементная база торсионной рессоры находится в таком состоянии, как это показано на фиг.1. При этом такое состояние создано статической нагрузкой, которая приложена к стержню 1 торсиона, действующей по стрелке А. Причем такая нагрузка вызвала закрутку стержня 1 по стрелке В. Иными словами, кузов 9 локомотива получил перемещение в вертикальной плоскости (см. чертеж) в сторону его тележки 19 на некоторую величину, называемую статическим прогибом рессорного подвешивания. В случае движения локомотива под действием динамических составляющих сил, вызвавших колебания кузова 9 локомотива и его тележки 19, происходит не только угловое перемещение стержня 1, вызванное поворотом рычага 17, но и поступательное движение по стрелке С бруса прямоугольного сечения 3, который уменьшает рабочую длину l стержня 1 торсиона на какую-то величину Δl. В этом случае согласно известной зависимости

жесткость стержня 1 торсиона возрастет и демпфирующая способность колебаний торсионной рессоры увеличиться. При дальнейшем движении локомотива и различных по величине амплитудах колебаний конструкционных его элементов будет происходить автоматическая перестройка торсионной рессоры в зависимости от величины динамического воздействия на нее, зависящего от неровности пути. Такая адаптация торсионной рессоры позволит повысить плавность хода локомотива во всех режимах его движения. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.Works torsion spring as follows. When the locomotive is stationary, the element base of the torsion spring is in a state as shown in FIG. Moreover, this state was created by a static load, which is applied to the torsion bar 1, acting in the direction of arrow A. Moreover, this load caused the rod 1 to twist in the direction of arrow B. In other words, the body 9 of the locomotive was moved in the vertical plane (see drawing) towards it bogies 19 by a certain amount, called the static deflection of the spring suspension. In the case of movement of the locomotive under the action of dynamic components of the forces that caused the body 9 of the locomotive and its truck 19 to oscillate, not only the rod 1 is angularly moved due to the rotation of the lever 17, but also the forward movement along the arrow C of the rectangular beam 3, which reduces the working length l rod 1 of the torsion bar by some value Δl. In this case, according to the known dependence

the stiffness of the rod 1 of the torsion bar will increase and the damping ability of the oscillations of the torsion spring to increase. With the further movement of the locomotive and the amplitudes of oscillations of its structural elements of various magnitudes, the torsion spring will automatically rebuild depending on the magnitude of the dynamic effect on it, depending on the unevenness of the path. Such an adaptation of the torsion spring will increase the smoothness of the locomotive in all modes of its movement. Further, the processes described may be repeated repeatedly.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно позволяет в адаптивном режиме успешно демпфировать колебания подвижного состава не только железнодорожного, но и автомобильного.The technical and economic advantage of the proposed technical solution in comparison with the known ones is obvious, since it allows adaptive damping of fluctuations in the rolling stock of not only railway, but also automobile.

Claims

A torsion spring of a predominantly locomotive containing a rod with a lever pivotally interconnected with the body, and two supports rigidly mounted on the frame of the trolley, one of which is spline, interacting with its slots with mates made on the rod, and the other is bearing, characterized in that with the body is also pivotally connected to its shoulder by another, but two-shoulder lever, the second shoulder of which is connected to a square beam movably located in the channel of the rod movably in a similar section, and the two-shoulder lever is placed in tikalnoy plane extending along the longitudinal symmetry axis of said torsion rod.