RU2467901C2 - Axlebox guide - Google Patents

Axlebox guide Download PDF

Info

Publication number
RU2467901C2
RU2467901C2 RU2010137448/11A RU2010137448A RU2467901C2 RU 2467901 C2 RU2467901 C2 RU 2467901C2 RU 2010137448/11 A RU2010137448/11 A RU 2010137448/11A RU 2010137448 A RU2010137448 A RU 2010137448A RU 2467901 C2 RU2467901 C2 RU 2467901C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
axle box
rod
radius
axlebox
concave
Prior art date
Application number
RU2010137448/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010137448A (en
Inventor
Владимир Тимофеевич Аксютенков
Александр Константинович Тимаков
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная сельскохозяйственная академия"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная сельскохозяйственная академия" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная сельскохозяйственная академия"
Priority to RU2010137448/11A priority Critical patent/RU2467901C2/en
Publication of RU2010137448A publication Critical patent/RU2010137448A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2467901C2 publication Critical patent/RU2467901C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: transport.
SUBSTANCE: invention relates to railway rolling stock. Proposed axlebox guide comprises bearing devices. Bearing device consists of thrusts with concaved surfaces fitted on bogie frame and axlebox and rod arranged there between and having bulged surfaces on ends. Radius of curvature of the latter is one and a half to three times smaller than that of concaved surfaces. Rated length of the rod along the axis of symmetry should equal the quotient of the division of double product of radii of both surfaces by their difference.
EFFECT: simplified design.
10 dwg, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к подвижному составу железнодорожного транспорта и предназначено для использования в буксовых направляющих локомотивов и вагонов, а также может быть применено в автомобилях, качающихся конвейерах и других машинах.The present invention relates to rolling stock of railway transport and is intended for use in axle boxes of locomotives and wagons, and can also be used in cars, swinging conveyors and other machines.

Известны различные конструкции буксовых направляющих: челюстные, цилиндрические, с резинометаллическими шарнирами и др. Каждая конструкция имеет положительные качества и недостатки.There are various designs of axle boxes: jaw, cylindrical, with rubber-metal hinges, etc. Each design has positive qualities and disadvantages.

К недостаткам челюстных и цилиндрических направляющих относятся абразивный износ резинометаллических шарниров, существенное увеличение жесткости рессорного подвешивания.The disadvantages of the jaw and cylindrical guides include abrasive wear of rubber joints, a significant increase in the stiffness of spring suspension.

Наиболее близкой к заявляемому предлагаемому изобретению является конструкция реактивной тяги по [1].Closest to the claimed proposed invention is the design of jet thrust according to [1].

В конструкции такой реактивной тяги использованы перемычки и сухари с вогнутыми поверхностями, перекатывающимися по выпуклым поверхностям опор и замыкателя, так как радиусы вогнутых поверхностей в полтора-три раза больше радиусов выпуклых, благодаря чему вместо скольжения происходит перекатывание, что существенно уменьшает износ поверхностей по сравнению с шарнирами скольжения. Тяга работает на растяжение и на сжатие.In the design of such reactive thrust, we used jumpers and crackers with concave surfaces rolling over the convex surfaces of the supports and contactor, since the radii of concave surfaces are one and a half to three times larger than the convex radii, due to which rolling occurs instead of sliding, which significantly reduces wear of surfaces compared to hinges of sliding. The thrust works in tension and compression.

Существенным недостатком такой конструкции при использовании в буксовом узле является ее сложность, так как в ней применено семнадцать деталей и шесть высших кинематических пар качения.A significant drawback of this design when used in the axle box assembly is its complexity, since seventeen parts and six higher kinematic rolling pairs are used in it.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение конструкции буксового узла.The technical result of the invention is to simplify the design of the axle box assembly.

Технический результат достигается тем, что вместо сложных конструкций в горизонтальной плоскости буксу и кронштейны боковины связывают упрощенные несущие устройства, каждое из которых состоит из двух упоров с вогнутыми поверхностями, жестко связанных с буксой и рамой тележки, и установленного между ними стержня с выпуклыми поверхностями на торцах, при этом радиус вогнутых поверхностей в полтора-три раза больше радиуса выпуклых поверхностей. Количество деталей сократилось до трех, а высших кинематических пар качения - до двух. Для обеспечения прямолинейного движения буксы длина штанги по оси симметрии должна иметь зависимость от радиусов поверхностей и находиться в пределах, определяемых формулойThe technical result is achieved by the fact that instead of complex structures in the horizontal plane, the axle box and sidewall brackets are connected by simplified supporting devices, each of which consists of two stops with concave surfaces rigidly connected to the axle box and the frame of the cart, and a rod installed between them with convex surfaces at the ends while the radius of the concave surfaces is one and a half to three times the radius of the convex surfaces. The number of parts was reduced to three, and the highest kinematic rolling pairs - to two. To ensure rectilinear movement of the axle box, the length of the rod along the axis of symmetry should be dependent on the radii of the surfaces and be within the limits defined by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где L - длина стержня;where L is the length of the rod;

R - радиус вогнутых поверхностей;R is the radius of concave surfaces;

r - радиус выпуклых поверхностей.r is the radius of convex surfaces.

На фигуре 1 изображен буксовый узел с двумя несущими устройствами 1, расположенными по обе стороны буксы, а на фигуре 2 и 3 конструкция устройства в увеличенном масштабе в двух проекциях.The figure 1 shows the axle box with two load-bearing devices 1 located on both sides of the axle box, and in figures 2 and 3 the design of the device on an enlarged scale in two projections.

Каждое устройство состоит из стержня 2 с выпуклыми поверхностями радиуса r на торцах и двух упоров с вогнутыми цилиндрическими поверхностями радиуса R: упора 3, установленного на буксе, и упора 4, жестко укрепленного на кронштейне рамы тележки. Длина стержня по точкам, лежащим на пересечении выпуклых поверхностей с осью симметрии, обозначена буквой L.Each device consists of a rod 2 with convex surfaces of radius r at the ends and two stops with concave cylindrical surfaces of radius R: an emphasis 3 mounted on the axle box, and an emphasis 4 rigidly mounted on the bracket of the trolley frame. The length of the rod at the points lying at the intersection of convex surfaces with the axis of symmetry is indicated by the letter L.

Кроме общего вида изображены детальные чертежи в двух проекциях: на фигурах 4 и 5 чертеж стержня, на фигурах 6 и 7 чертеж упора, установленного на буксе, а на фигурах 8 и 9 чертеж упора на раме тележки.In addition to the general view, detailed drawings are shown in two projections: in Figures 4 and 5, a rod drawing, in Figures 6 and 7 a drawing of an emphasis mounted on an axle box, and in Figures 8 and 9 a drawing of an emphasis on the frame of the cart.

Для передачи силы тяжести штанги и касательных сил предусмотрены цилиндрические поверхности 5 радиуса ρ с центрами в точках 6 и 7 на стержне. Эти поверхности контактируют с поверхностями пазов 8 и 9 на упорах 3 и 4.To transfer the gravity of the rod and the tangential forces, cylindrical surfaces 5 of radius ρ are provided with centers at points 6 and 7 on the rod. These surfaces are in contact with the surfaces of the grooves 8 and 9 on the stops 3 and 4.

Рамные силы от рамы тележки к стержням и от стержней к буксе передаются через поверхности 10 на стержнях и поверхности 11 и 12 на упорах.Frame forces from the trolley frame to the rods and from the rods to the axle box are transmitted through surfaces 10 on the rods and surfaces 11 and 12 on the stops.

Буксовая направляющая работает следующим образом.Box guide works as follows.

При вертикальных колебаниях рамы тележки выпуклые поверхности стержня 2 перекатываются по вогнутым поверхностям упоров 3 и 4. Боковые колебания рамы тележки относительно продольной горизонтальной оси обеспечиваются возможностью поворота упоров 3 относительно буксы за счет шипа 13 на упоре и гнезда в буксе.With vertical vibrations of the trolley frame, the convex surfaces of the rod 2 roll over the concave surfaces of the stops 3 and 4. Lateral vibrations of the trolley frame relative to the longitudinal horizontal axis are provided with the ability to rotate the stops 3 relative to the axle box due to the spike 13 on the emphasis and jacks in the axle box.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

На подвижном составе железных дорог букса совершает колебания вместе с верхним строением пути, а рама тележки относительно буксы. На фигуре 10 приведена расчетная схема, в которой рама тележки неподвижна, а букса совершает колебания относительно рамы тележки. Связь в горизонтальном направлении между буксой и буксовым проемом рамы тележки осуществляется двумя стержнями 1, на торцах каждого из которых выполнены выпуклые поверхности радиуса r. Каждый стержень опирается на вогнутые поверхности радиуса R упора 2, установленного на буксе, и упора 3 - на раме тележки. Длина штанги равна L.On the rolling stock of railways, the axle box oscillates with the upper structure of the track, and the frame of the trolley is relative to the axle box. The figure 10 shows the design scheme in which the frame of the trolley is stationary, and the axle box vibrates relative to the frame of the trolley. The horizontal connection between the axle box and axle box opening of the trolley frame is carried out by two rods 1, on the ends of each of which convex surfaces of radius r are made. Each rod rests on concave surfaces of radius R of the stop 2 mounted on the axle box and the stop 3 on the frame of the trolley. The bar length is L.

Предполагаем, что букса не поворачивается относительно своей оси. Это можно обеспечить установкой пружин одинаковой жесткости, а также установкой трех или четырех несущих устройств.We assume that the axle box does not rotate about its axis. This can be achieved by installing springs of equal stiffness, as well as installing three or four load-bearing devices.

Рассмотрим только левый поводок. Введем неподвижную систему координат zox: ось х направлена горизонтально, z - вертикально. За независимую переменную принимаем угол φ. Выделим на оси симметрии поверхности R на буксе точку S и две точки контакта: К с упором 3 и K' с упором 2.Consider only the left leash. We introduce a fixed coordinate system zox: the x axis is directed horizontally, z is vertically. For an independent variable, we take the angle φ. On the axle of symmetry of the surface R on the axle box, we select a point S and two contact points: K with a stop 3 and K 'with a stop 2.

При перемещении буксы (точки S) вверх на величину Z штанга повернется на угол φ. Длина дуги, проходимой точкой контакта по выпуклой поверхности от среднего положения, равна rα, а по вогнутой R(α-φ). Если перекатывание происходит без скольжения, то эти дуги равны, т.е.When moving the axle box (point S) upward by the value Z, the bar will rotate through an angle φ. The length of the arc traversed by the contact point along the convex surface from the middle position is rα, and along the concave R (α-φ). If rolling occurs without sliding, then these arcs are equal, i.e.

Figure 00000002
Figure 00000002

Из этого равенства выразим кинематическую связь между угламиFrom this equality we express the kinematic relationship between the angles

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Запишем параметрические уравнения движения точек S и K в зависимости от углов φ и α, при этом координаты точки S записываем без индексов, а точки K с индексом k.We write the parametric equations of motion of the points S and K depending on the angles φ and α, while the coordinates of the point S are written without indices, and the points K with the index k .

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

После подстановки вместо α-φ из (3) получим:After substituting instead of α-φ from (3) we get:

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

Горизонтальные силы от буксы на раму тележки и наоборот передаются по линии K'K, соединяющей точки контакта K' на буксе и K на раме тележки. Тангенс угла Θ наклона линии K'K к горизонтальной оси определяется отношением разности вертикальных координат этих точек к разности горизонтальных.The horizontal forces from the axle box to the carriage frame and vice versa are transmitted along the line K'K connecting the contact points K 'on the axle box and K on the carriage frame. The tangent of the angle Θ of the slope of the line K'K to the horizontal axis is determined by the ratio of the difference in the vertical coordinates of these points to the difference in horizontal.

Figure 00000013
Figure 00000013

После подставки (8)…(11) и преобразованийAfter the stand (8) ... (11) and transformations

Figure 00000014
Figure 00000014

Анализ, проведенный нами показал, что допускаемая угловая амплитуда колебаний стержня должна быть ограничена 30°. Чтобы горизонтальные силы стержней не оказывали влияния на вертикальные колебания tgΘ должен стремиться к нулю. Знаменатель в формуле (13) всегда положителен, так как косинус угла при положительном и отрицательном φ положителен, следовательно, чтобы tgΘ был равен нулю, числитель должен быть равен нулю.Our analysis showed that the allowable angular amplitude of the rod oscillations should be limited to 30 °. So that the horizontal forces of the rods do not affect the vertical vibrations, tgΘ must tend to zero. The denominator in formula (13) is always positive, since the cosine of the angle with positive and negative φ is positive, therefore, so that tgΘ is equal to zero, the numerator must be equal to zero.

Из выражения числителя, приравненного к нулю, выразим длину стержня LFrom the expression of the numerator equal to zero, we express the length of the rod L

Figure 00000015
Figure 00000015

В среднем положении (φ=0) имеет место неопределенности %. После раскрытия ее по правилу Лопиталя полученоIn the middle position (φ = 0) there is a% uncertainty. After disclosing it according to the rule of Lital,

Figure 00000016
Figure 00000016

Если φ≠0, но R=2r, то длина стержня L не зависит от угла φ и равнаIf φ ≠ 0, but R = 2r, then the length of the rod L does not depend on the angle φ and is equal to

Figure 00000017
Figure 00000017

Если же φ≠0 и R≠2r, то, чтобы траектория точки K' представляла прямую линию, длина стержня L должна быть переменной и зависимой от изменения угла φ. Конструктивно это выполнить невозможно.If φ ≠ 0 and R ≠ 2r, then, so that the trajectory of the point K 'represents a straight line, the length of the rod L must be variable and dependent on the change in the angle φ. Structurally, this is not possible.

Поэтому принимаем величину L постоянной, определяемой по формуле (15). В частных случаях: при R=1,5r, L=6r, при R=3r, L=3r.Therefore, we take the value of L constant determined by the formula (15). In special cases: with R = 1,5r, L = 6r, with R = 3r, L = 3r.

По формулам (15), (8) и (9), подставляя значения L,

Figure 00000018
и φ, проведены расчеты кинематических характеристик буксового узла.By formulas (15), (8) and (9), substituting the values of L,
Figure 00000018
and φ, the kinematic characteristics of the axle box assembly were calculated.

Результаты приведены в таблице, где Δx=f(0)-f(φ).The results are shown in the table, where Δx = f (0) -f (φ).

Figure 00000019
Figure 00000019

Для определения характеристик zS, xS и Δx данные из таблицы необходимо умножить на радиус r.To determine the characteristics z S , x S and Δx, the data from the table must be multiplied by the radius r.

Выводы из анализа таблицы.Conclusions from the analysis of the table.

1. Оптимальным является первый вариант

Figure 00000020
.1. The first option is optimal
Figure 00000020
.

2. Во втором варианте максимальную угловую амплитуду стержня следует ограничить 20°.2. In the second embodiment, the maximum angular amplitude of the rod should be limited to 20 °.

3. В третьем варианте

Figure 00000021
с увеличением угла φ параметр xS(φ), хотя и незначительно, возрастает. Поэтому, чтобы избежать заклинивания буксы, необходимо обеспечить начальный зазор при установке буксы.3. In the third embodiment
Figure 00000021
with an increase in the angle φ, the parameter x S (φ), although slightly, increases. Therefore, in order to avoid jamming of the axle box, it is necessary to provide an initial clearance when installing the axle box.

4. Допускается примерять любые значения отношения радиусов

Figure 00000018
в диапазоне от 1,5 до 3. По мере приближения отношения
Figure 00000018
к двум как с одной, так и с другой стороны, все характеристики будут приближаться к варианту 1.4. It is allowed to try on any values of the ratio of radii
Figure 00000018
in the range of 1.5 to 3. As the ratio approaches
Figure 00000018
to two, both on the one and on the other hand, all the characteristics will approach option 1.

Источник информацииThe source of information

1. А.С. СССР №1687486, МКИ В61F 5/00, заявлено 25.01.89, №4641385/11 и опубликовано 30.10.91 в бюл. №40.1. A.S. USSR No. 1687486, MKI B61F 5/00, declared 01.25.89, No. 4641385/11 and published on 10/30/91 in bull. Number 40.

Claims (1)

Буксовая направляющая, включающая несущие устройства, каждое из которых состоит из укрепленных на раме тележки и буксе упоров с вогнутыми поверхностями и установленного между ними стержня с выпуклыми поверхностями на торцах, радиус которых в полтора-три раза меньше радиуса вогнутых поверхностей, отличающаяся тем, что номинальная длина стержня по оси симметрии должна быть равна частному от деления удвоенного произведения радиусов вогнутых и выпуклых поверхностей на их разность. The axle box, including supporting devices, each of which consists of stops fixed to the trolley frame and axle box with concave surfaces and a rod installed between them with convex surfaces at the ends, the radius of which is one and a half to three times smaller than the radius of the concave surfaces, characterized in that the nominal the length of the rod along the axis of symmetry should be equal to the quotient of dividing the double product of the radii of the concave and convex surfaces by their difference.
RU2010137448/11A 2010-09-08 2010-09-08 Axlebox guide RU2467901C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010137448/11A RU2467901C2 (en) 2010-09-08 2010-09-08 Axlebox guide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010137448/11A RU2467901C2 (en) 2010-09-08 2010-09-08 Axlebox guide

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010137448A RU2010137448A (en) 2012-03-20
RU2467901C2 true RU2467901C2 (en) 2012-11-27

Family

ID=46029687

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010137448/11A RU2467901C2 (en) 2010-09-08 2010-09-08 Axlebox guide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2467901C2 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2050276A (en) * 1979-05-10 1981-01-07 Orenstein & Koppel Ag Wheel set guide for running gear to rail vehicles
SU906760A1 (en) * 1980-06-11 1982-02-23 Производственное Объединение Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Брянский Машиностроительный Завод Apparatus for connecting journal-box with railway vehicle truck frame
FR2648417A1 (en) * 1989-06-19 1990-12-21 Arbel Fauvet Rail Sa SUSPENSION AND DAMPING DEVICE FOR RAILWAY AXLES RAILWAY VEHICLES
SU1687486A1 (en) * 1989-01-25 1991-10-30 В.Т.Аксютенков Reaction rod
EP0652148A1 (en) * 1993-10-26 1995-05-10 INSTITUT FÜR SCHIENENFAHRZEUGE GmbH Running gear with adjustable axle
GB2307889A (en) * 1995-12-07 1997-06-11 Powell Duffryn Standard Ltd Single axle suspension for rail vehicle allows steering effect - improving ride, and reducing noise emission and wheel flange wear
US6035788A (en) * 1995-09-08 2000-03-14 Duewag Aktiengesellschaft Bogie for rail vehicles

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2050276A (en) * 1979-05-10 1981-01-07 Orenstein & Koppel Ag Wheel set guide for running gear to rail vehicles
SU906760A1 (en) * 1980-06-11 1982-02-23 Производственное Объединение Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Брянский Машиностроительный Завод Apparatus for connecting journal-box with railway vehicle truck frame
SU1687486A1 (en) * 1989-01-25 1991-10-30 В.Т.Аксютенков Reaction rod
FR2648417A1 (en) * 1989-06-19 1990-12-21 Arbel Fauvet Rail Sa SUSPENSION AND DAMPING DEVICE FOR RAILWAY AXLES RAILWAY VEHICLES
EP0652148A1 (en) * 1993-10-26 1995-05-10 INSTITUT FÜR SCHIENENFAHRZEUGE GmbH Running gear with adjustable axle
US6035788A (en) * 1995-09-08 2000-03-14 Duewag Aktiengesellschaft Bogie for rail vehicles
GB2307889A (en) * 1995-12-07 1997-06-11 Powell Duffryn Standard Ltd Single axle suspension for rail vehicle allows steering effect - improving ride, and reducing noise emission and wheel flange wear

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010137448A (en) 2012-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102941858A (en) Anti-rolling decoupling mechanism of magnetic levitation vehicle walking unit
US11008027B2 (en) Railroad car truck with warp restraints
AU2010352461B2 (en) Inclined wedge vibration reduction device for railway freight car bogie
Gialleonardo et al. Analysis of the nonlinear dynamics of a 2–axle freight wagon in curves
RU2467901C2 (en) Axlebox guide
RU2543125C2 (en) Locomotive bogie
RU196157U1 (en) COMPOUNDS OF A BEARING BEARING WITH THE LATERAL FRAME OF THE CAR
US3783796A (en) Laterally shiftable railway car spring suspension
RU2567131C2 (en) Motor wheeled truck
Nishimura et al. Experimental study on the vehicle safety by earthquake track excitation with 1/10 scale vehicle and roller rig
RU2675337C1 (en) Passive control for three-piece truck of railcar
US20190168786A1 (en) Railroad car truck with warp restraints
US10336349B2 (en) Railroad car truck with warp restraints
RU2613642C1 (en) High-speed carriage for locomotive underframe
RU2402446C1 (en) Goods' car
Li et al. Dynamic simulation and safety evaluation of high-speed trains meeting in open air
Li et al. Research on rail wear of small radius curve in EMU depot
RU2573682C1 (en) Diesel locomotive three-axle bogie
RU2612227C2 (en) Vibration security device for railway rolling train
RU2432280C1 (en) Car spring suspension
RU2762960C1 (en) Three-axle bogie of high-speed freight car
RU2562665C1 (en) Diesel locomotive
RU169726U1 (en) Friction damper of the wagons of a freight wagon
RU2559397C2 (en) Passenger car damper
RU175746U1 (en) SWIVEL CART FOR RAIL VEHICLE

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121021