RU2467901C2 - Axlebox guide - Google Patents
Axlebox guide Download PDFInfo
- 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
Links
Images
Abstract
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
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
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
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
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
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
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
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
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.
Из этого равенства выразим кинематическую связь между угламиFrom this equality we express the kinematic relationship between the angles
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 .
После подстановки вместо α-φ из (3) получим:After substituting instead of α-φ from (3) we get:
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.
После подставки (8)…(11) и преобразованийAfter the stand (8) ... (11) and transformations
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
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,
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
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, и φ, проведены расчеты кинематических характеристик буксового узла.By formulas (15), (8) and (9), substituting the values of L, 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).
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 .1. The first option is optimal .
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 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 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 в диапазоне от 1,5 до 3. По мере приближения отношения 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 in the range of 1.5 to 3. As the ratio approaches to two, both on the one and on the other hand, all the characteristics will approach
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)
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)
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 |
-
2010
- 2010-09-08 RU RU2010137448/11A patent/RU2467901C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
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 |