RU2602006C2 - High-speed freight car bogie by bodrov - Google Patents

High-speed freight car bogie by bodrov Download PDF

Info

Publication number
RU2602006C2
RU2602006C2 RU2015140189/11A RU2015140189A RU2602006C2 RU 2602006 C2 RU2602006 C2 RU 2602006C2 RU 2015140189/11 A RU2015140189/11 A RU 2015140189/11A RU 2015140189 A RU2015140189 A RU 2015140189A RU 2602006 C2 RU2602006 C2 RU 2602006C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
holders
horizontal frame
wheel
brake
rim
Prior art date
Application number
RU2015140189/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015140189A (en
Inventor
Владимир Викторович Бодров
Original Assignee
Владимир Викторович Бодров
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 Владимир Викторович Бодров filed Critical Владимир Викторович Бодров
Priority to RU2015140189/11A priority Critical patent/RU2602006C2/en
Publication of RU2015140189A publication Critical patent/RU2015140189A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2602006C2 publication Critical patent/RU2602006C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61FRAIL VEHICLE SUSPENSIONS, e.g. UNDERFRAMES, BOGIES OR ARRANGEMENTS OF WHEEL AXLES; RAIL VEHICLES FOR USE ON TRACKS OF DIFFERENT WIDTH; PREVENTING DERAILING OF RAIL VEHICLES; WHEEL GUARDS, OBSTRUCTION REMOVERS OR THE LIKE FOR RAIL VEHICLES
    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)
  • Handcart (AREA)

Abstract

FIELD: transportation.
SUBSTANCE: invention relates to railway transport, particularly, to high-speed freight cars bogies. High-speed freight cars bogie includes two mounted wheels with possibility of wheels independent rotation, braking system and two rigidly connected side frames. Side frames rigid connection is made by horizontal frame. Brake system is made in form of acting on wheel rims side surfaces and partially on their rolling surfaces clamping brake with two pairs of brake pads horizontal holders. Holders ends are supported on horizontal frame with possibility of mutual displacement along bogie and connected with possibility of holders with brake pads arranged in vertical plane oppositely directed transverse displacement. Bell cranks long arms are articulated with car braking system tie rod, and short arms are articulated with holders. On horizontal frame there are means of wobble oscillations suppressing devices. Bell crank axis is fixed in horizontal frame one of transverse beams middle part.
EFFECT: enabling reducing vibrations of bogie.
1 cl, 8 dwg

Description

Устройство относится к рельсовым транспортным средствам, в частности к ходовой части грузовых вагонов.The device relates to rail vehicles, in particular to the undercarriage of freight cars.

Тележка грузовых вагонов состоит из двух колесных пар, боковых рам, рессорного комплекта, надрессорной балки и рычажной тормозной передачи и выполнена бессвязевой - имеет упругофрикционную связь между боковыми рамами и надрессорной балкой в горизонтальной плоскости только благодаря поперечной упругости пружин рессорного подвешивания и горизонтальных сил трения клинового фрикционного гасителя вертикальных колебаний. При этом поперечная жесткость связи и уровень связевости рам относительно друг друга являются недостаточными для обеспечения прямоугольной формы рамы в плане пути. В результате этого, а также установки боковой рамы на буксу с зазорами между буксами и челюстями боковин в поперечном и в продольном направлениях имеется возможность смещения одной боковины относительно другой на величину зазора в продольном (забегание) и поперечном (перекос) направлениях. По этой причине, а также из-за жесткой связи колес в колесной паре возникает трение скольжения в паре колесо-рельс на участках кривых пути (износ поверхности катания, подрезка гребней колес), свободное вхождение тележек в режим автоколебаний виляния (подрезка гребней колес, увеличение в разы динамики горизонтальных нагрузок на колесные пары и элементы боковых рам).A freight wagon truck consists of two wheelsets, side frames, a spring kit, a sprung beam and a lever brake transmission and is made disconnected - it has an elastic friction connection between the side frames and the sprung beam in the horizontal plane only due to the transverse elasticity of the spring suspension springs and the horizontal friction forces of the wedge friction vibration damper. Moreover, the transverse stiffness of the connection and the level of connectivity of the frames relative to each other are insufficient to ensure the rectangular shape of the frame in terms of path. As a result of this, as well as installing the side frame on the axle box with gaps between the axle boxes and the jaws of the sidewalls in the transverse and longitudinal directions, it is possible to displace one sidewall relative to the other by the amount of the gap in the longitudinal (running) and transverse (skew) directions. For this reason, and also because of the rigid connection of the wheels in the wheel pair, sliding friction occurs in the wheel-rail pair in the sections of the path curves (wear of the tread surface, cutting of the wheel flanges), free entry of the trolleys into the mode of self-oscillation of the wobble (cutting of the wheel flanges, increase at times the dynamics of horizontal loads on wheelsets and side frame elements).

В паспортных данных тележки 18-100 и всех других известных тележек грузовых вагонов указана «конструкционная скорость» 120 и более км/час, то есть гарантия того, что при катании новой тележки с указанной скоростью она не разрушится. Но тележка катается не сама по себе, на ней катается неудобообтекаемый груженый вагон, который, во-первых, при «конструкционной скорости» вихревые воздушные потоки гарантированно введут в неуправляемый режим автоколебаний виляния, во вторых, этот вагон нужно остановить на приемлемом пути торможения, что гарантированно перегреет поверхности катания вплоть до растрескивания и прочих крайне нежелательных остаточных явлений [1]. Поэтому инструкцией по эксплуатации тормозов [2] предельная скорость груженых вагонов ограничена величиной 90 км/час, а скорость составов, включающих порожние вагоны, ограничена величиной 60 км/час во избежание их вхождения в режим автоколебаний виляния с возможным аварийным исходом [3].In the passport data of the cart 18-100 and all other well-known carts of freight cars indicated "design speed" of 120 or more km / h, that is, a guarantee that when rolling a new cart at a specified speed, it will not collapse. But the trolley doesn’t ride on its own, it rides an uncomfortable loaded wagon, which, firstly, at the “design speed”, swirling air flows are guaranteed to enter into uncontrollable wobble self-oscillations, and secondly, this wagon must be stopped on an acceptable braking path, which guaranteed to overheat the rolling surface up to cracking and other extremely undesirable residual phenomena [1]. Therefore, the brake operating instructions [2] limit the speed of loaded wagons to a value of 90 km / h, and the speed of trains including empty wagons is limited to 60 km / h to prevent them from entering the wobble auto-oscillation mode with a possible emergency outcome [3].

В связи с этим предложено большое количество различных конструктивных решений, направленных на решение отдельных узких проблем тележек. В их числе:In this regard, a large number of various design solutions have been proposed aimed at solving individual narrow problems of carts. Among them:

- для подавления колебаний виляния предложено не имеющее аналогов решение - антивил Бодрова [4] с пневмоамортизаторами Бодрова [5];- To suppress wobble fluctuations, a solution having no analogues was proposed - Bodrov's anti-virus [4] with Bodrov's pneumatic shock absorbers [5];

- для переноса поверхности трения с поверхности катания на относительно малонагруженные боковые поверхности обода колес предложен тормоз Бодрова [6];- to transfer the friction surface from the rolling surface to the relatively lightly loaded lateral surfaces of the wheel rim, Bodrov’s brake was proposed [6];

- для минимизации неподрессоренной массы элементов тележек и независимого вращения колес в колесной паре предложено железнодорожное колесо Бодрова [7].- to minimize the unsprung mass of the elements of the bogies and the independent rotation of the wheels in the wheelset, the Bodrov railway wheel was proposed [7].

Отмеченные конструкции также не лишены недостатков.The marked designs are also not without drawbacks.

Антивил включает внешнюю по отношению к тележке жесткую горизонтальную раму из двух продольных и двух поперечных балок с регулируемыми средствами ограничения продольного и поперечного перемещения боковых рам тележки и средства подавления виляний, содержащих как минимум один, а предпочтительно два двуплечих рычага, вертикальные оси которых жестко закреплены в центрах поперечных балок внешней рамы, короткое плечо каждого рычага входит в кулисное сочленение с жестко закрепленным к хребтовой балке кузова вертикальным цилиндрическим упором, а длинное плечо шарнирно связано с возможностью поворота вокруг вертикальной оси с одним из концов двух одинаковых пневмоамортизаторов с возможностью закачивания воздуха в свои бесштоковые полости с регулируемой негерметичностью.The anti-fork includes a rigid horizontal frame external to the trolley of two longitudinal and two transverse beams with adjustable means of limiting the longitudinal and transverse movement of the side frames of the trolley and means of suppressing wobble, containing at least one, and preferably two two-arm levers, the vertical axes of which are rigidly fixed to centers of the transverse beams of the outer frame, the short shoulder of each lever enters the rocker joint with a vertical cylindrical unit rigidly fixed to the spinal beam of the body set, and the long arms are pivotally connected to be pivotable about a vertical axis to one end of two identical pnevmoamortizatorov, with air injection into their Rodless cavity with controlled leakage.

Пневмоамортизатор (в дальнейшем ПА) включает цилиндр с дном и крышкой и поршень со штоком. В крышке выполнено впускное отверстие с обратным клапаном, в поршне - перепускное отверстие с обратным клапаном, а в днище - сквозное отверстие малого диаметра.The pneumatic shock absorber (hereinafter PA) includes a cylinder with a bottom and a cover and a piston with a rod. An inlet with a non-return valve is made in the cap, a bypass port with a non-return valve in the piston, and a through hole of small diameter in the bottom.

При движении поршня в сторону днища в штоковую полость засасывается воздух, а в бесштоковой полости сжимается и с малым расходом стравливается наружу через отверстие в днище. При движении поршня в обратном направлении обратный клапан на впускном отверстии перекрывает выход воздуха наружу, давление в штоковой полости повышается и воздух перетекает в бесштоковую полость через отверстие в поршне. В прямой пути поршень находится в центре цилиндра, при повороте в кривую перемещается максимум на половину предельной амплитуды качания в зависимости от радиуса кривой пути. Некоторое сопротивление повороту тележки небольшое сжатие воздуха оказывает. Но в режиме колебаний перемещение поршня удваивается и становится непрерывным, закачка воздуха в бесштоковые полости на порядок превосходит стравливание в наружу, соответственно давление быстро нарастает и препятствует вдавливанию штока в цилиндр.When the piston moves towards the bottom, air is sucked into the rod cavity, and is compressed in the rodless cavity and is pushed out with a small flow out through the hole in the bottom. When the piston moves in the opposite direction, the non-return valve at the inlet closes the air outlet, the pressure in the rod cavity rises and air flows into the rodless cavity through the hole in the piston. In a straight path, the piston is in the center of the cylinder; when turning into a curve, it moves a maximum of half the maximum swing amplitude, depending on the radius of the path curve. Some resistance to the bogie rotation is slightly compressed by air. But in the oscillation mode, the piston movement doubles and becomes continuous, the air injection into the rodless cavities is an order of magnitude greater than the outward discharge, respectively, the pressure rapidly increases and prevents the rod from being pressed into the cylinder.

В антивиле ось среднего шарнира двуплечих рычагов закреплена на его раме, а короткие плечи кулисно зацеплены с упором на хребтовой раме, поэтому при повороте тележки поворачиваются двуплечие рычаги, а отношение длин их плеч определяет величину перемещения поршней ПА.In anti-virus, the axis of the middle hinge of the two-arm levers is fixed on its frame, and the short shoulders are rocker-mounted with an emphasis on the spinal frame, therefore, when the trolley is rotated, the two-arm levers turn, and the ratio of the lengths of their shoulders determines the amount of movement of the PA pistons.

Недостатки этой конструкции антивила заключаются в следующем.The disadvantages of this anti-virus design are as follows.

- Как отмечено выше, некоторая сила сопротивления повороту тележки с антивилом даже при одноразовом качке поршня (вхождение в кривую пути и выход из нее) имеет место.- As noted above, some resistance to the rotation of the cart with anti-fork even with a one-time rolling of the piston (entering the path curve and leaving it) takes place.

- Необходимость в жестко закрепленных к хребтовой балке вертикальных цилиндрических упорах требует выполнения комплекса работ на раме кузова перед установкой антивила на тележку.- The need for vertical cylindrical stops rigidly fixed to the spine beam requires a set of work on the body frame before installing the anti-roll on the trolley.

- Нежесткое крепление горизонтальной рамы к не жестко скрепленным боковым рамам затрудняет, но не исключает возможности усиления колебания виляния, например, на неровностях пути. Более того, даже жесткая связь боковых рам не исключает полностью возможность колебаний виляния.- Rigid fastening of the horizontal frame to not rigidly fastened side frames makes it difficult, but does not exclude the possibility of increasing the wobble, for example, on uneven paths. Moreover, even the rigid connection of the side frames does not completely exclude the possibility of wobble fluctuations.

- Вертикальные оси шарнирных креплений двуплечего рычага и ПА к горизонтальной раме означают их горизонтальное положение и размещение ПА в ее плоскости рядом с надрессорной балкой и с тягами тормозной системы, что ограничивает величину диаметра и длины ПА, следовательно, и их стопорящую способность, поэтому конструкция включает преимущественно четыре ПА, два двуплечих рычага и два вертикальных стержня на хребтовой балке, а это исключает использование такого антивила в четырехосных тележках.- The vertical axis of the hinged mounts of the two shoulders of the lever and the PA to the horizontal frame means their horizontal position and the placement of the PA in its plane next to the nadressornoy beam and with the brakes of the brake system, which limits the diameter and length of the PA, therefore, their locking ability, therefore, the design includes mainly four PA, two two-arm levers and two vertical rods on the spine beam, and this excludes the use of such anti-vinyl in four-axle bogies.

- Силы давления поршней ПА направлены в противоположные стороны, поэтому их горизонтальные составляющие частично нейтрализуют друг друга.- The pressure forces of the PA pistons are directed in opposite directions, therefore their horizontal components partially neutralize each other.

Тормоз, в котором между тормозными колодками зажимаются боковые поверхности обода, включает пару держателей с тормозными колодками, два пальца, поддерживающие держатели с возможностью их перемещения к тормозной поверхности и от нее, привод с возвратной пружиной, выполненный в виде пневмоцилиндра, шарнирно соединенного с держателем и с рычагом винта, образующего как минимум одну, а предпочтительно две винтовые пары с держателями, шарнирно соединенными с тележкой и с гайкой винтовой пары, а средней частью - с тормозной колодкой.The brake, in which the lateral surfaces of the rim are clamped between the brake pads, includes a pair of holders with brake pads, two fingers supporting the holders with the ability to move them to and from the brake surface, a spring return actuator made in the form of a pneumatic cylinder pivotally connected to the holder and with a screw lever forming at least one, and preferably two, screw pairs with holders pivotally connected to the trolley and to the screw pair nut, and the middle part to the brake shoe.

Наиболее существенные его недостатки.Its most significant shortcomings.

- Индивидуальный пневмоцилиндр для каждого колеса. В четырехосном вагоне их должно быть восемь с соответствующей разводкой воздухопроводов и возможными потерями давления в местах соединений. При этом часть воздуховодов к шарнирно закрепленным пневмоцилиндрам должна быть гибкой - менее надежной и долговечной, чем металлические.- An individual pneumatic cylinder for each wheel. There should be eight of them in a four-axle wagon with appropriate wiring of the air ducts and possible pressure losses at the joints. At the same time, part of the air ducts to the articulated pneumatic cylinders must be flexible - less reliable and durable than metal ones.

- Такая конструкция тормоза может быть использована только в качестве дополнительной к действующей тормозной системе, поскольку не содержит связи с обязательным ручным стояночным тормозом, а это означает существенное усложнение общей тормозной системы.- This design of the brake can only be used as an additional to the existing brake system, since it does not contain a connection with the mandatory manual parking brake, which means a significant complication of the general brake system.

- Винтовая передача сложна в изготовлении, имеет коэффициент полезного действия (кпд) менее 30% из-за большого удельного давления на поверхности скольжения винт-гайка (круговой клин) и, соответственно, больших потерь на трение передаваемой силы и энергии вращения.- A helical gear is difficult to manufacture, has a coefficient of efficiency (efficiency) of less than 30% due to the large specific pressure on the sliding surface of the screw-nut (circular wedge) and, accordingly, large friction losses of the transmitted force and rotational energy.

Железнодорожное колесо включает ступицу с диском и обод с поверхностью катания и гребнем, соединенный со ступицей с возможностью независимого вращения. Диск вблизи внешнего радиуса выполнен с утолщением в виде короткого цилиндрического кольца. Между этим кольцом диска и цилиндрической внутренней поверхностью обода без зазоров установлена кольцевая прокладка из упруго-эластичного материала с высокой износостойкостью и низким коэффициентом трения, например, из полиуретана, модифицированного коллоидным графитом. Ширина кольцевой прокладки равна толщине обода на поверхности скольжения. Торцевая поверхность кольцевой прокладки со стороны гребня обода упирается в диск, а с другой стороны - в боковину, соединенную с диском болтами, проходящими сквозь торцевые поверхности кольцевой прокладки. Обод выполнен с упорными поверхностями, радиус которых больше своего внутреннего радиуса как минимум на полторы величины и больше наружного радиуса боковины и диска на величину допустимого радиального смещения при максимальной нагрузке и жестко соединен с тормозным диском, оснащенным тормозными накладками и устройством их нажатия.The railway wheel includes a hub with a disk and a rim with a rolling surface and a ridge, connected to the hub with the possibility of independent rotation. The disk near the outer radius is made with a thickening in the form of a short cylindrical ring. Between this disk ring and the cylindrical inner surface of the rim without gaps, an annular gasket of elastic material with high wear resistance and low friction coefficient, for example, of polyurethane modified with colloidal graphite, is installed. The width of the annular gasket is equal to the thickness of the rim on the sliding surface. The end surface of the annular gasket on the side of the rim flange abuts against the disk, and on the other hand, on the sidewall connected to the disk by bolts passing through the end surfaces of the annular gasket. The rim is made with thrust surfaces, the radius of which is at least one and a half times larger than its inner radius and greater than the outer radius of the sidewall and disc by the allowable radial displacement at maximum load and is rigidly connected to the brake disc equipped with brake linings and a device for pressing them.

Дополнительно к этому, на поверхность скольжения упругоэластичного кольца нанесен порошок высокотеплопроводного мягкого антифрикционного материала, например графита, между смежными поверхностями кольца и обода помещена втулка из металла с низким коэффициентом сухого трения скольжения по стали, болты, соединяющие боковину с диском, оснащены распорными втулками из высокотеплопроводного металла, длина втулок равна толщине обода между боковиной и диском, а тормозной диск закреплен на торцевой поверхности обода со стороны, противоположной гребню. Назначение упругоэластичного кольца (в дальнейшем кольца) и порошковой смазки не требует пояснений.In addition, a powder of a highly conductive soft antifriction material, for example graphite, is deposited on the sliding surface of the elastic ring, a sleeve made of metal with a low coefficient of dry sliding friction on steel is placed between adjacent surfaces of the ring and the rim, the bolts connecting the sidewall to the disk are equipped with spacers made of highly heat-conducting metal, the length of the bushings is equal to the thickness of the rim between the sidewall and the disk, and the brake disk is mounted on the end surface of the rim from the opposite side second ridge. The purpose of the elastic ring (hereinafter the ring) and powder lubrication is self-explanatory.

Разделение поверхностей обода и кольца втулкой из антифрикционного металла устраняет дополнительный нагрев поверхности прокладки от трения, но абразивная стойкость у полиуретанов значительно выше, чем у многих марок стали и всех марок металлов типа латуней и бронз, так что неизвестно, какой вариант поверхности скольжения при длительной эксплуатации более эффективен.Separation of the rim and ring surfaces by an anti-friction metal sleeve eliminates additional heating of the gasket surface from friction, but the abrasion resistance of polyurethanes is significantly higher than that of many steel grades and all grades of metals such as brass and bronze, so it is not known which sliding surface option for long-term operation more effective.

Равенство диаметров кольца соответствующим диаметрам ступицы и кольцу диска, а его ширины - толщине обода и расстоянию между боковиной и диском означает замкнутый объем кольца, что, во-первых, существенно увеличивает кажущуюся жесткость материала кольца - при вращении колеса в каждый момент времени деформация происходит путем перемещения материала из мгновенного низа в мгновенный верх полости вокруг кольца диска и болтов, то есть с увеличенным сопротивлением деформации при постоянном объеме, во-вторых, обеспечивает максимальную теплоотдачу поверхностей кольца, в которой при движении вагона непрерывно превращается в теплоту порядка 40% энергии деформации сдвига несжимаемого материала, а проходящие через кольцо болты с высокотеплопроводными втулками отводят наружу тепло из объема материала. Кроме того, в несжимаемом материале давление нижней части обода передается на боковину и диск. Эту нагрузку замыкают на себя болты, а распорные втулки обеспечивают плотное прилегание без сжатия боковины и диска к ободу - минимизируют трение стали по стали при непрерывном радиальном перемещении и относительном вращении обода в кривых пути.The equality of the ring diameters to the corresponding diameters of the hub and the disk ring, and its width — the rim thickness and the distance between the sidewall and the disk means the closed volume of the ring, which, firstly, significantly increases the apparent stiffness of the material of the ring — when the wheel rotates at each moment of time, deformation occurs by moving the material from the instant bottom to the instant top of the cavity around the disk ring and bolts, that is, with increased deformation resistance at a constant volume, and secondly, provides maximum heat giving the surfaces of the ring, in which, when the carriage moving continuously converted into heat about 40% shear strain energy of an incompressible material and extending through the ring bolts with bushings high heat discharged outwardly from the heat volume of the material. In addition, in an incompressible material, the pressure of the lower part of the rim is transmitted to the sidewall and disk. This load is closed by bolts, and spacer sleeves provide a snug fit without squeezing the sidewall and the disk to the rim - minimize steel friction on steel with continuous radial movement and relative rotation of the rim in curved paths.

Недостатки конструкции.Design flaws.

- Ступица с диском, имеющим кольцевое утолщение, с отверстиями под болты, трудоемка в изготовлении, организация ее массового производства очень проблематична.- A hub with a disk having an annular thickening, with holes for bolts, is laborious to manufacture, the organization of its mass production is very problematic.

- Тормозной диск имеет малую массу, поэтому при торможении будет нагреваться до высокой температуры и быстро приходить в негодность, что приведет к частым простоям тележек для его замены.- The brake disc has a small mass, therefore, when braking, it will heat up to high temperature and quickly become unusable, which will lead to frequent downtime of the bogies to replace it.

- В связи с некоторым смещением оси обода относительно оси ступицы стоящего вагона начало его разгона требует увеличенной тяги.- Due to some displacement of the axis of the rim relative to the axis of the hub of a standing car, the beginning of its acceleration requires increased traction.

- Болтовые соединения в конструкции, подверженной вибрации и силам различной направленности и величины, ненадежны.- Bolted joints in a structure subject to vibration and forces of various directions and sizes are unreliable.

Устранение большинства недостатков указанных технических решений и совмещение их в одной конструкции тележки позволяет устранить в принципе основные проблемы, которые возникли бы при ее эксплуатации на скорости порядка 120 км/час.Elimination of most of the shortcomings of these technical solutions and combining them in one design of the trolley allows you to eliminate in principle the main problems that would arise during its operation at speeds of about 120 km / h.

По количеству совпадающих существенных признаков в качестве прототипа принята конструкция тележки, состоящей из двух колесных пар, стандартной тормозной рычажной передачи и двух боковых рам, в которой между боковыми рамами установлена рамка, представляющая собой цельную или коробчатую, сварную или литую конструкцию, длинные поперечные части которой выполнены в виде обратного коромысла.By the number of matching essential features, the design of the trolley, consisting of two wheelsets, a standard brake linkage and two side frames, in which a frame is installed between the side frames, which is a solid or box-shaped, welded or cast structure, whose long transverse parts made in the form of a return beam.

Дополнительно к этому, ось колесной пары состоит из двух вложенных одна в другую частей оси, причем за счет наличия у одной из частей цилиндрической полости с использованием внутри этой полости полимерной вставки, обеспечивающей скольжение в ней полусферы другой части оси, уменьшается трение между полуосями, при независимом вращении одного колеса относительно другого [8].In addition, the axis of the wheelset consists of two axle parts inserted one into the other, and due to the presence of a cylindrical cavity in one of the parts using a polymer insert inside this cavity, which allows the hemispheres of the other part of the axis to slip in it, the friction between the half shafts decreases, when independent rotation of one wheel relative to another [8].

Наряду с основными достоинствами прототипа - жесткой связью боковых рам и возможностью независимого вращения колес в колесной паре, она имеет следующие недостатки в качестве тележки скоростного грузового вагона.Along with the main advantages of the prototype - the rigid connection of the side frames and the possibility of independent rotation of the wheels in a pair of wheels, it has the following disadvantages as a trolley of a high-speed freight car.

- Жесткое крепление боковых рам поперечными балками не гарантирует не только защиту от колебаний виляния, но и длительность крепления балок к рамам.- Rigid fastening of the side frames by transverse beams does not guarantee not only protection against wobble fluctuations, but also the duration of fastening the beams to the frames.

- Стандартная тормозная передача тележки при торможении вагона со скорости 120 км/час остановит его, но при тормозном пути вдвое большим и с тяжелыми последствиями для поверхностей катания колес.- The standard brake transmission of the trolley when braking the car at a speed of 120 km / h will stop it, but with a braking distance of twice as large and with severe consequences for the surfaces of the wheels.

- Достижение независимости вращения колес в колесной паре путем сборки оси из двух независимо вращающихся полуосей в принципе возможно, но массовое изготовление сборных осей требует разработки технологии и линий технологического оборудования, методики испытаний, стандарта и прочего.- Achieving independence of rotation of wheels in a pair of wheels by assembling an axle from two independently rotating axle shafts is possible in principle, but the mass production of prefabricated axles requires the development of technology and lines of technological equipment, test methods, standards and other things.

Задача изобретения - тележка, гарантировано защищенная от вхождения в режим автоколебаний во всех направлениях, с тормозной системой, не разрушающей поверхности катания колес при вдвое большей интенсивности торможения, с минимально возможной неподрессоренной массой.The objective of the invention is a trolley guaranteed to be protected from entering auto-oscillation mode in all directions, with a brake system that does not destroy the wheel surface at twice the braking intensity, with the least possible unsprung mass.

Задача решается за счет того, что в тележке скоростного грузового вагона, включающей две колесные пары с возможностью независимого вращения колес, тормозную систему и две жестко соединенные боковые рамы, согласно изобретению жесткое соединение боковых рам выполнено горизонтальной рамой, тормозная система выполнена в виде воздействующего на боковые поверхности ободов колес и частично на их поверхности катания зажимного тормоза с двумя парами держателей горизонтальных тормозных колодок, концы держателей опираются на поперечные балки горизонтальной рамы с возможностью взаимного перемещения вдоль тележки и соединены с возможностью разнонаправленного поперечного перемещения держателей с расположенными в вертикальной плоскости тормозными колодками, механизм разнонаправленного поперечного перемещения каждой пары держателей выполнен в виде четырех Г- или Т-образных двуплечих рычагов, длинные плечи которых шарнирно соединены с тягой тормозной системы вагона, а короткие плечи шарнирно соединены с держателями; на горизонтальной раме размещены средства подавления колебаний виляния, содержащих два пневмоамортизатора с возможностью закачивания воздуха в бесштоковые полости с регулируемой негерметичностью, корпуса которых шарнирно соединены с продольными балками горизонтальной рамы, а шатуны - с длинным плечом вертикального двуплечего рычага, ось двуплечего рычага закреплена в средней части одной из поперечных балок горизонтальной рамы, а короткое плечо входит в кулисное зацепление с хребтовой балкой вагона, бесштоковые полости пневмоамортизаторов соединены между собой и с цилиндрами жестко закрепленных на горизонтальной раме пневмозажимов, максимально выдвинутые штоки которых касаются с обеих сторон хребтовой балки в прямой пути; колеса выполнены с возможностью независимого вращения обода относительно ступицы и с упругоэластичным кольцом между ободом и ступицей, разность радиусов наружной и внутренней цилиндрических поверхностей упругоэластичного кольца находится в пределах 0.003-0.01 диаметра поверхности катания колеса при твердости материала по Шору 60-80А, ступица выполнена в виде колесного центра в соответствии со стандартом на центры колесные катаные или литые для железнодорожного подвижного состава, обод колеса, упругоэластичное кольцо и колесный центр соединены в сборочную единицу стопорным кольцом.The problem is solved due to the fact that in the trolley of a high-speed freight car, including two wheelsets with the possibility of independent rotation of the wheels, the brake system and two rigidly connected side frames, according to the invention, the rigid connection of the side frames is made by a horizontal frame, the brake system is made in the form of acting on the side the surface of the wheel rims and partially on their rolling surface of the clamping brake with two pairs of holders of horizontal brake pads, the ends of the holders rest on the transverse beams horizontal frame with the possibility of mutual movement along the trolley and are connected with the possibility of multidirectional lateral movement of the holders with brake pads located in the vertical plane, the mechanism of multidirectional lateral movement of each pair of holders is made in the form of four L-shaped or T-shaped two-arm levers, the long shoulders of which are pivotally connected to traction of the braking system of the car, and short shoulders are pivotally connected to the holders; on the horizontal frame there are means for suppressing wobble fluctuations containing two pneumatic shock absorbers with the possibility of pumping air into rodless cavities with adjustable leakage, whose bodies are pivotally connected to the longitudinal beams of the horizontal frame, and the connecting rods - with the long shoulder of the vertical two-shouldered lever, the axis of the two-shouldered lever is fixed in the middle part one of the transverse beams of the horizontal frame, and the short shoulder is engaged in the rocker engagement with the spinal beam of the car, rodless cavities congestion are interconnected and with cylinders rigidly clamped on a horizontal frame of pneumatic clamps, the maximum extended rods of which touch on both sides of the spine beam in a direct path; the wheels are capable of independent rotation of the rim relative to the hub and with an elastically elastic ring between the rim and the hub, the difference between the radii of the outer and inner cylindrical surfaces of the elastic ring is in the range 0.003-0.01 of the diameter of the wheel rolling surface at a Shore hardness of 60-80A, the hub is made in the form wheel center, in accordance with the standard for wheel centers, rolled or cast, for railway rolling stock, wheel rim, elastic ring and wheel center inens in the assembly unit with a retaining ring.

Дополнительно к этому обод колеса выполнен с кольцевым пазом со стороны гребня и с радиальным упором с противоположной стороны на внутреннем радиусе, например, из стандартного серийно производимого бандажа для подвижного состава железных дорог, между смежными поверхностями упругоэластичного кольца и обода расположена втулка из металла с низким коэффициентом сухого трения скольжения по стали, на внешней поверхности втулки нанесен порошок высокотеплопроводного мягкого антифрикционного материала, радиальное сечение колеса в сборе вписывается в радиальное сечение стандартного цельнокатаного колеса подвижного состава железных дорог широкой колеи.In addition, the wheel rim is made with an annular groove on the ridge side and with a radial stop on the opposite side on the inner radius, for example, of a standard commercially available band for rolling stock of railways, a sleeve made of metal with a low coefficient is located between adjacent surfaces of the elastic ring and the rim dry sliding friction on steel, on the outer surface of the sleeve a powder of highly conductive soft antifriction material is applied, the radial section of the wheel assembly is full sits in a radial section of a standard solid-rolled wheel of a wide gauge railway rolling stock.

Скрепление боковых рам узкой рамкой в виде обратного коромысла, как в прототипе, не позволяет разместить на ней дополнительное оборудование, обеспечивающее тележке «скоростные» возможности, поэтому боковые рамы жестко скреплены горизонтальной рамой, большей по длине, чем тележка.The fastening of the side frames with a narrow frame in the form of a return beam, as in the prototype, does not allow you to place additional equipment on it, providing the trolley with "high-speed" capabilities, so the side frames are rigidly fastened with a horizontal frame longer than the trolley.

Торможение путем зажатия обода колеса между парой горизонтальных тормозных колодок (в дальнейшем горизонтальные колодки) позволяет по сравнению с применяющимися тормозами вдвое увеличить суммарную силу прижатия колодок, что примерно вдвое увеличивает эффективность торможения без существенного воздействия на поверхность катания. Каждая пара держателей зажимает между своими горизонтальными колодками два с одной из сторон тележки, что позволяет минимизировать количество пар держателей на тележке. Возможность свободного взаимного перемещения пар держателей по горизонтальной раме в продольном направлении и соединение концов пар держателей с расположенными в вертикальной плоскости дуговыми тормозными колодками (в дальнейшем вертикальные колодки) позволяет в процессе торможения передавать силы трения в горизонтальных колодках не на рамы тележки, а на поверхности катания колес, чем дополнительно повысить эффективность торможения за счет самих сил трения. Возможность разнонаправленного поперечного перемещения держателей в соединении с вертикальными колодками позволяет удерживать их против поверхностей катания независимо от поперечного перемещения держателей в процессе торможения. Выполнение механизма встречного перемещения держателей в виде Г- или Т-образных (что различно по форме, но идентично в кинематическом смысле) двуплечих рычагов обеспечивает преобразование продольного перемещения тормозной тяги в поперечное перемещение держателей, а шарнирное соединение разных держателей пары с разными концами короткого плеча двуплечего рычага обеспечивает при его повороте поперечное перемещение держателей в противоположном направлении. Четыре двуплечих рычага каждой пары держателей (по одному с каждой стороны каждого колеса) минимизируют изгибающие напряжения в держателях, а следовательно, и их вес.Braking by clamping the wheel rim between a pair of horizontal brake pads (hereinafter referred to as horizontal pads) makes it possible to double the total pressing force of the pads in comparison with the applied brakes, which approximately doubles the braking efficiency without significantly affecting the riding surface. Each pair of holders clamps two on one side of the trolley between their horizontal blocks, which minimizes the number of pairs of holders on the trolley. The possibility of free mutual movement of the pairs of holders along the horizontal frame in the longitudinal direction and the connection of the ends of the pairs of holders with arc brake pads located in the vertical plane (hereinafter vertical pads) allows to transmit friction forces in horizontal pads not on the carriage frames, but on the skating surface during braking wheels than to further increase braking efficiency due to the friction forces themselves. The possibility of multidirectional lateral movement of the holders in connection with vertical blocks allows you to hold them against the rolling surfaces, regardless of the lateral movement of the holders during braking. The implementation of the mechanism of the counter-movement of the holders in the form of G- or T-shaped (which is different in shape, but identical in the kinematic sense) of the two-arm levers provides the transformation of the longitudinal movement of the brake rod into the lateral movement of the holders, and the articulation of different holders of the pair with different ends of the short shoulder is two-shouldered the lever provides when it is rotated, the lateral movement of the holders in the opposite direction. Four two-arm levers of each pair of holders (one on each side of each wheel) minimize bending stresses in the holders, and therefore their weight.

При вхождении тележки в кривую пути или выходе из нее поршни пневмоамотризаторов (в дальнейшем ПА) перемещаются, но суммарный объем соединенных трубопроводом бесштоковых полостей ПА практически не изменяется и давление в них практически не повышается, поэтому средство подавления колебаний виляния (в дальнейшем антивил) совершенно не оказывает сопротивления нормальному движению вагона. При возникновении интенсивных колебаний виляния ПА засасывают воздуха на порядок больше, чем стравливается через отверстия малого диаметра (регулируемая негерметичность), давление в бесштоковых полостях и в соединенных с ними цилиндрах пневмозажимов быстро увеличивается, энергия колебаний частично затрачивается на сжатие воздуха в ПА. С увеличением давления воздуха в цилиндрах пневмозажимов при поворотах тележки сила давления на их поршни создает крутящий момент, направленный на возвращение повернутой тележки в исходное положение, подавляя ее колебания.When the trolley enters or leaves the curved path, the pistons of the pneumatic rams (hereinafter referred to as the PA) move, but the total volume of the rodless cavities of the PA connected by the pipeline practically does not change and the pressure in them practically does not increase, therefore the means of suppressing wobble fluctuations (hereinafter referred to as anti-fork) It resists the normal movement of the car. In the event of intense fluctuations in the wobble, the PA sucks in an order of magnitude more air than is vented through small-diameter holes (adjustable leakage), the pressure in rodless cavities and in the pneumatic clamp cylinders connected to them increases rapidly, and the vibration energy is partially expended in compressing the air in the PA. With increasing air pressure in the pneumatic clamp cylinders when the bogie rotates, the pressure force on their pistons creates a torque aimed at returning the rotated bogie to its original position, suppressing its fluctuations.

Упругоэластичное кольцо между ободом и ступицей колес уменьшает неподрессоренную массу тележки до массы четырех ободов. Сила ударов колес на рельсовых стыках равна неподрессоренной массе, умноженной на квадрат скорости вагона и деленной на длину зазора между рельсами, поэтому у скоростных тележек подрессоривание колес очень эффективно.An elastic ring between the rim and wheel hub reduces the unsprung mass of the trolley to the mass of four rims. The impact force of the wheels on the rail joints is equal to the unsprung mass, multiplied by the square of the speed of the car and divided by the length of the gap between the rails, therefore, for high-speed trolleys, the suspension of the wheels is very effective.

Разность радиусов наружной и внутренней цилиндрических поверхностей упругоэластичного кольца (в дальнейшем - кольца) или его толщина, а также величина его твердости определяет степень подрессоривания и дополнительное сопротивление движению колеса. Твердость полимеров и резин принято характеризовать единицами твердости по шкале Шора А. Представляется рациональным принять материал кольца, например, полиуретана, с характеристикой в пределах твердости по Шору автомобильных шин, равной 60-80А. При толщине кольца менее 0.003 диаметра колеса (2.85 мм) дополнительного сопротивления движению вагона на скорости более 20 км/час практически не будет, но амортизироваться будут преимущественно высокочастотные колебания обода и незначительно - удары на рельсовых стыках. При толщине кольца более 0.01 (9.5 мм) удары на рельсовых стыках будут амортизироваться удовлетворительно, но дополнительное сопротивление движению будет ощутимым на скорости менее 40 км/час. Выполнение ступицы в виде колесного центра, состоящего из ступицы, диска криволинейной формы и обода в соответствии со стандартом на центры колесные катаные или литые для железнодорожного подвижного состава, а обода из серийно изготавливаемого стандартного бандажа дает возможность организации массового изготовления подрессоренных колес, а равенство поперечного сечения подрессоренных и стандартных цельнокатаных колес позволяет использовать стандартные оси колесных пар с цельнокатаными колесами.The difference between the radii of the outer and inner cylindrical surfaces of the elastic ring (hereinafter referred to as the ring) or its thickness, as well as the value of its hardness, determines the degree of suspension and additional resistance to the movement of the wheel. The hardness of polymers and rubbers is usually characterized by units of hardness on the Shore A. It seems rational to take the material of the ring, for example, polyurethane, with a characteristic within the range of Shore hardness of car tires equal to 60-80A. If the ring thickness is less than 0.003 of the wheel diameter (2.85 mm), there will be practically no additional resistance to the movement of the car at a speed of more than 20 km / h, but mainly high-frequency vibrations of the rim will be amortized, and insignificantly, impacts on rail joints. With a ring thickness of more than 0.01 (9.5 mm), impacts on rail joints will be adequately absorbed, but the additional resistance to movement will be noticeable at a speed of less than 40 km / h. The execution of the hub in the form of a wheel center, consisting of a hub, a curved-shaped disk and a rim in accordance with the standard for wheel rolling or casting centers for railway rolling stock, and a rim from a commercially available standard bandage makes it possible to organize mass production of sprung wheels, and the cross section is equal sprung and standard all-rolled wheels allows the use of standard axles of wheelsets with all-rolled wheels.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:

Фиг. 1 - Вид сбоку на тележку.FIG. 1 - Side view of the trolley.

Фиг. 2 - Вид сверху на тележку.FIG. 2 - Top view of the trolley.

Фиг. 3 - Разрез по А-А.FIG. 3 - A-A section.

Фиг. 4 - Разрез по Б-Б.FIG. 4 - Section BB.

Фиг. 5 - Вид по I.FIG. 5 - View by I.

Фиг. 6 - Вид по II.FIG. 6 - View of II.

Фиг. 7 - Разрез по С-С.FIG. 7 - Section along the CC.

Фиг. 8 - Разрез по Д-Д.FIG. 8 - Section along DD.

Тележка содержит две боковые рамы 1 (фиг. 1-4) с колесными парами 2 (фиг. 2, 3), жестко закрепленную к боковым рамам 1 горизонтальную раму 3 (фиг. 1-5, 7), на которой расположены антивил, включающий ПА 4 (фиг. 1-3), двуплечий рычаг 5 (фиг. 2, 3) и пневмозажимы 6 (фиг. 1-3), и зажимной тормоз, включающий держатели 7 (фиг. 1, 2, 5-7) с горизонтальными колодками 8 (фиг. 2), вертикальные колодки 9 (фиг. 1, 3, 5, 7) с тягами 10 (фиг. 5, 7), стойками 11 и пятами 12, Т-образные двуплечие рычаги 13 (фиг. 2, 6), шарнирно соединенные хомутами 14 и кронштейнами 15 с держателями 7 и посредством промежуточных тяг 16 (фиг. 2) с тормозной тягой 17, поперечные 18 (фиг. 6, 7) и продольные 19 (фиг. 2) пружины, ограничители 20 (фиг. 5-7). Колесные пары 2 включают сборные колеса, содержащие обод 21 (фиг. 8) с радиальным упором 22, колесный центр 23, упругоэластичное кольцо 24, втулку 25 и стопорное кольцо 26. Тележка взаимодействует с хребтовой балкой 27 (фиг. 1, 3).The trolley contains two side frames 1 (Figs. 1-4) with wheelsets 2 (Figs. 2, 3), a horizontal frame 3 (Figs. 1-5, 7) rigidly fixed to the side frames 1, on which there is an anti-fork, including PA 4 (Fig. 1-3), two shoulders lever 5 (Fig. 2, 3) and pneumatic clamps 6 (Fig. 1-3), and a clamping brake, including holders 7 (Fig. 1, 2, 5-7) with horizontal blocks 8 (Fig. 2), vertical blocks 9 (Figs. 1, 3, 5, 7) with rods 10 (Figs. 5, 7), struts 11 and heels 12, T-shaped two-arm levers 13 (Fig. 2 , 6), pivotally connected by clamps 14 and brackets 15 with holders 7 and by means of intermediate t yag 16 (Fig. 2) with brake rod 17, transverse 18 (Fig. 6, 7) and longitudinal 19 (Fig. 2) springs, stops 20 (Fig. 5-7). Wheel pairs 2 include prefabricated wheels containing a rim 21 (Fig. 8) with a radial stop 22, a wheel center 23, an elastic ring 24, a sleeve 25 and a retaining ring 26. The cart interacts with the spine beam 27 (Fig. 1, 3).

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В исходном положении продольные оси хребтовой балки 27 и тележки параллельны, ось симметрии двуплечего рычага 5 вертикальна. Давление воздуха в ПА 4 и в цилиндрах пневмозажимов 6 атмосферное, держатели 7 раздвинуты до упора в ограничители 20, при этом между горизонтальными колодками 8 и боковыми поверхностями ободов 21 колес зазор составляет порядка 15 мм, пружины 19 поддерживают пары держателей 7 в среднем положении, при котором зазор между вертикальными колодками 2 и поверхностями катания колес составляет 10-15 мм.In the initial position, the longitudinal axis of the spinal beam 27 and the trolley are parallel, the axis of symmetry of the two shoulders of the lever 5 is vertical. The air pressure in the PA 4 and in the cylinders of the pneumatic clamps 6 is atmospheric, the holders 7 are fully apart against the stops 20, while the gap between the horizontal blocks 8 and the side surfaces of the wheel rims 21 is about 15 mm, the springs 19 support the pairs of holders 7 in the middle position, which the gap between the vertical blocks 2 and the surfaces of the wheels is 10-15 mm

Под нагрузкой обода колесного центра 23 неподвижного колеса кольцо 24 деформируется, преимущественно упруго, из нагруженной нижней части материал постепенно сдвигается (перетекает) в ненагруженную верхнюю часть и колесный центр 23 перемещается вниз. Скорость течения зависит от твердости материала и толщины кольца 24, а перемещение колесного центра вниз - от времени стоянки.Under the load of the rim of the wheel center 23 of the fixed wheel, the ring 24 is deformed, mainly elastically, from the loaded lower part the material gradually moves (flows) to the unloaded upper part and the wheel center 23 moves down. The flow rate depends on the hardness of the material and the thickness of the ring 24, and the downward movement of the wheel center depends on the parking time.

С началом движения вагона за половину оборота колеса колесный центр 23 накатывается на наиболее толстую часть кольца 24 с перемещением тележки вверх, т.е. с увеличением нагрузки на утолщенную часть кольца и деформация направляется в сторону выравнивания толщины. За несколько оборотов колеса она практически выравнивается и при дальнейшем вращении в мгновенной нижней точке имеет место небольшая деформация. Чем больше скорость вращения колеса, тем меньше эта деформация - материал не успевает деформироваться пропорционально нагрузке, поскольку ее скорость сравнительно мала, площадь поперечного сечения потока также мала при малой толщине кольца. На рельсовых стыках и других неровностях пути нагрузка снизу ударно возрастает и местная деформация, преимущественно упругая, увеличивается, но с меньшей скоростью, сила упругости быстро выравнивает толщину кольца 24. Таким образом происходит подрессоривание обода 21.With the beginning of the movement of the car for half a turn of the wheel, the wheel center 23 is rolled onto the thickest part of the ring 24 with the trolley moving upwards, i.e. with an increase in the load on the thickened part of the ring and the deformation is directed towards the alignment of the thickness. For a few revolutions of the wheel, it is practically leveled and with further rotation at an instantaneous lower point, a slight deformation takes place. The greater the speed of rotation of the wheel, the less this deformation - the material does not have time to deform in proportion to the load, since its speed is relatively small, the cross-sectional area of the flow is also small with a small thickness of the ring. On rail joints and other irregularities of the track, the load from the bottom increases dramatically and local deformation, mainly elastic, increases, but at a lower speed, the elastic force quickly equalizes the thickness of the ring 24. Thus, the rim 21 is sprung.

В упругоэластичном материале энергия деформации затрачивается на внутреннее трение молекулярных цепочек с выделением тепла, причем в тепло превращается до 40% затраченной энергии - происходит автодемпфирование, практически исключающее колебательные резонансные явления низкой частоты - галопирование и подскоки вагона. Поскольку с увеличением скорости вращения деформация кольца 24 уменьшается, уменьшается и тепловыделение. Теплота из кольца 24 удаляется в колесный центр 23 и через втулку 25 в обод 21, а оттуда передается воздушному потоку.In an elastic material, the strain energy is expended on the internal friction of molecular chains with the release of heat, and up to 40% of the expended energy is converted into heat - auto-damping occurs, which virtually eliminates low-frequency vibrational resonance phenomena - galloping and car jumps. Since the deformation of the ring 24 decreases with an increase in the rotational speed, the heat release also decreases. The heat from the ring 24 is removed to the wheel center 23 and through the sleeve 25 to the rim 21, and from there it is transmitted to the air stream.

В кривых пути внешний рельс длиннее внутреннего и начинает катиться со скольжением одно из колес или оба одновременно, но поскольку коэффициент трения скольжения стали по стали существенно больше, чем латуни или бронзы по стали, к тому же покрытой графитовым порошком, обод поворачивается относительно оси колесной пары и скольжение по рельсу прекращается.In the curved paths, the outer rail is longer than the inner one and one of the wheels starts to slide with sliding, but since the friction coefficient of the steel’s slip on steel is significantly larger than that of brass or bronze on steel, which is also coated with graphite powder, the rim rotates relative to the axis of the wheel pair and sliding on the rail stops.

При вхождении вагона в кривую пути или выхода из нее тележка поворачивается относительно хребтовой балки 27, поворачивается двуплечий рычаг 5, вдвигая шток с поршнем в один ПА 4 и выдвигает их из другого ПА. Соответственно бесштоковая полость одного ПА уменьшается, другого увеличивается, поэтому давление в них и в цилиндрах пневмозажимов 14 практически не увеличивается и никакого сопротивления поворотам тележки антивил не оказывает.When the car enters the path curve or exits from it, the carriage rotates relative to the spinal beam 27, the two-arm lever 5 is rotated, pushing the piston rod into one PA 4 and pushing them out of the other PA. Accordingly, the rodless cavity of one PA decreases, the other increases, so the pressure in them and in the cylinders of the pneumatic clamps 14 practically does not increase and does not exert any resistance to the rotation of the cart.

При возникновении колебаний виляния двуплечий рычаг 5 интенсивно поворачивается в обе стороны, поршни, благодаря обратным клапанам на всасывающих и перепускных отверстиях ПА, интенсивно закачивают в их бесштоковые полости воздух, давление в них и в цилиндрах пневмозажимов 6 быстро увеличивается, несмотря на некоторое стравливание воздуха через отверстия малого диаметра в днищах ПА, давление воздуха прижимает поршни пневмозажимов 6 к их фланцам. При очередном повороте тележки в процессе виляния хребтовая балка 27 через упор и шток соответствующего пневмозажима 6 вдавливает его поршень в цилиндр, преодолевая силу давления в нем и, попутно, увеличивая это давление. Сила давления на днище цилиндра пневмозажима 6, равная силе давления на его поршень, образует относительно оси шкворня тележки крутящий момент, направленный на возвращение тележки в исходное положение. При некотором пороговом давлении воздуха сила давления на поршни пневмозажимов 6 запирает тележку в исходном положении. После прекращения виляния за несколько секунд избыточный воздух стравливается в атмосферу через отверстия в днищах ПА и пневмосимтема внтивила возвращается в исходное состояние.When wobble fluctuations occur, the two-arm lever 5 intensively turns in both directions, the pistons, thanks to the non-return valves on the suction and bypass openings of the PA, intensively pump air into their rodless cavities, the pressure in them and in the pneumatic clamp cylinders 6 increases rapidly, despite some air bleeding through holes of small diameter in the bottoms of the PA, the air pressure presses the pistons of the pneumatic clamps 6 to their flanges. At the next turn of the carriage during the wagging, the spinal beam 27 through the stop and the rod of the corresponding pneumatic clamp 6 presses its piston into the cylinder, overcoming the pressure force in it and, simultaneously, increasing this pressure. The pressure force on the bottom of the cylinder of the pneumatic clamp 6, equal to the pressure on its piston, generates a torque relative to the axis of the trolley pin aimed at returning the trolley to its original position. At a certain threshold air pressure, the pressure force on the pistons of the pneumatic clamps 6 locks the trolley in its initial position. After the cessation of wobbling in a few seconds, excess air is vented into the atmosphere through openings in the bottoms of the PA and the pneumatic vtivil returns to its original state.

При торможении вагона тормозная тяга 17 через балансир, промежуточные тяги 16 и двуплечие рычаги 13 перемещает обе пары держателей 7 в направлении середины вагона. Держатели 7 перемещают тяги 10, а с ними вертикальные колодки 9 передней по направлению движения вагона тележки до упора в поверхности катания передних колес, а у задней тележки - в поверхности катания задних колес. Дальнейшее перемещение тормозных тяг 17 поворачивает все двуплечие рычаги 13 обеих тележек, при этом шарниры коротких плеч хомутми 14 и кронштейнами 15 одновременно или последовательно перемещают держатели 7 до упора горизонтальных колодок 8 в боковые поверхности ободов 21 колес. Натяжение тормозных тяг 17 обеспечивает тормозное усилие на поверхностях трения, сила трения торможения перемещает пары держателей передней тележки вперед до упора задних вертикальных колодок 9 в поверхности катания задних колес, а у задней тележки вертикальные колодки 9 уже уперты в поверхности катания задних колес. Сила прижатия вертикальных колодок образует относительно тяги 17 крутящий момент, прижимающий через стойку 11 пяту 12 к поперечной балке рамы 3, и реакция опоры в пяте 12 гасит этот момент.When braking the car, the brake rod 17 through the balancer, intermediate rods 16 and two shoulders levers 13 moves both pairs of holders 7 in the direction of the middle of the car. The holders 7 move the rods 10, and with them the vertical pads 9 of the front trolley in the direction of movement of the carriage until it stops in the tread surface of the front wheels, and at the rear trolley - in the tread surface of the rear wheels. Further movement of the brake rods 17 rotates all the two shoulders levers 13 of both carts, while the hinges of the short arms of the clamps 14 and the brackets 15 simultaneously or sequentially move the holders 7 to the end of the horizontal blocks 8 into the side surfaces of the wheel rims 21. The tension of the brake rods 17 provides braking force on the friction surfaces, the braking friction force moves the pairs of front trolley holders forward to the rear vertical pads 9 in the tread surface of the rear wheels, and at the rear trolley vertical pads 9 are already rested against the tread surface of the rear wheels. The pressing force of the vertical blocks forms a torque relative to the thrust 17, which presses the heel 12 through the rack 11 to the transverse beam of the frame 3, and the support reaction in the heel 12 extinguishes this moment.

После остановки вагона давление воздуха в тормозном цилиндре сбрасывается, возвратная пружина тормозного цилиндра перемещает поршень в исходное положение, при этом тормозные тяги 17 раздвигаются, двуплечие рычаги 13 поворачиваются в обратную сторону в исходное положение, держатели 7 раздвигаются и пружинами 18 прижимаются к ограничителям 20, а пружины 19 возвращают пары держателей в исходное положение вдоль тележки.After the car stops, the air pressure in the brake cylinder is reset, the return spring of the brake cylinder moves the piston to its original position, while the brake rods 17 move apart, the two-arm levers 13 turn in the opposite direction to the original position, the holders 7 extend and the springs 18 are pressed against the stops 20, and the springs 19 return the pair of holders to their original position along the trolley.

Таким образом, тележка гарантировано защищена от вхождения в режим автоколебаний во всех направлениях, с тормозной системой, не разрушающей поверхности катания колес при вдвое большей интенсивности торможения, с минимально возможной неподрессоренной массой.Thus, the trolley is guaranteed to be protected from entering auto-oscillation mode in all directions, with a braking system that does not destroy the wheel surface at twice the braking intensity, with the least possible unsprung mass.

Дополнительный результат - существенное уменьшение износа рельсов в кривых пути и на стыках.An additional result is a significant reduction in rail wear in curved tracks and at joints.

Источники информацииInformation sources

1. Вагоны. Конструкция, теория и расчет. П/р проф. Л.А. Шадура. М.: Транспорт. 1980. с. 119.1. Wagons. Construction, theory and calculation. Prof. prof. L.A. Shadur. M .: Transport. 1980.S. 119.

2. МПС РФ. ЦТ-ЦВ-ЦЛ-ВНИИЖТ/277. Инструкция по эксплуатации тормозов подвижного состава железных дорог. Приложение 2. Нормы обеспечения поездов тормозами и допускаемые скорости движения поездов.2. Ministry of Railways of the Russian Federation. TsT-TsV-TsL-VNIIZHT / 277. Operating Instructions for brakes of rolling stock of railways. Appendix 2. Standards for providing trains with brakes and permissible train speeds.

3. Д. Мельничук и др. Тележки грузовых вагонов: проблемы, которые нужно решить. Информагенство РЖД ПАРТНЕР.РУ. от 24.01.2013. http://www.rzd-partner.ru/interviews/comments/telezhki-gruzovykh-vagonov-problemy-kotorye+nuzhno-reshit′/.3. D. Melnichuk et al. Trucks of freight cars: problems that need to be solved. Information Agency Russian Railways PARTNER.RU. from 01/24/2013. http://www.rzd-partner.ru/interviews/comments/telezhki-gruzovykh-vagonov-problemy-kotorye+nuzhno-reshit′/.

4. В.В. Бодров. Подавлювач вилянь вiзка вантажного вагона - антивил В.В. Бодрова. Патент на корисну модель UA 88358 U, МПК B61F 5/02; F16F 9/02; F16F 15/02. Публ. 11.03.2014. Бюл. №5.4. V.V. Bodrov. Podavlyuvach vilan vizka cable car - anti-VV Bodrova. Patent for cinnamon, model UA 88358 U, IPC B61F 5/02; F16F 9/02; F16F 15/02. Publ. 03/11/2014. Bull. No. 5.

5. В.В. Бодров. Пневмоамортизатор В.В. Бодрова. Патент на корисну модель UA 88355 U, МПК F16F 9/02; F16F 15/02; B61F 5/02. Публ. 11.03.2014. Бюл. №5.5. V.V. Bodrov. Pneumatic shock absorber V.V. Bodrova. Patent for cinnamon, model UA 88355 U, IPC F16F 9/02; F16F 15/02; B61F 5/02. Publ. 03/11/2014. Bull. No. 5.

6. В.В. Бодров. Гальмо В.В. Бодрова. Патент UA №88390 U. МПК В61Н 5/00. Публ. 11.03.2014, Бюл. №5.6. V.V. Bodrov. Galmo V.V. Bodrova. UA patent No. 88390 U. IPC B61H 5/00. Publ. 03/11/2014, Bull. No. 5.

7. В.В. Бодров. Залiзничне колесо В.В. Бодрова. Патент на корисну модель UA 88998 U, МПК В60В 17/00; B61F 13/00; В61Н 5/00. Публ. 10.04.2014. Бюл. №7.7. V.V. Bodrov. Valiznichny wheel V.V. Bodrova. Patent for cinnamon, model UA 88998 U, IPC В60В 17/00; B61F 13/00; B61H 5/00. Publ. 04/10/2014. Bull. Number 7.

8. О.В. Мельниченко, Е.В. Чупраков, С.А. Горбаток. Способ снижения износа системы колесо-рельс и конструкция для его осуществления. RU №2449910 С2. МПК B61F 3/00; B61F 5/50; B61F 5/38. Опубл. 10.05.2012. Бюл. №13.8. O.V. Melnichenko, E.V. Chuprakov, S.A. Hunchback A method of reducing the wear of the wheel-rail system and the design for its implementation. RU No. 2449910 C2. IPC B61F 3/00; B61F 5/50; B61F 5/38. Publ. 05/10/2012. Bull. No. 13.

Claims (2)

1. Тележка скоростного грузового вагона, включающая две колесные пары с возможностью независимого вращения колес, тормозную систему и две жестко соединенные боковые рамы, отличающаяся тем, что жесткое соединение боковых рам выполнено горизонтальной рамой, тормозная система выполнена в виде воздействующего на боковые поверхности ободов колес и частично на их поверхности катания зажимного тормоза с двумя парами держателей горизонтальных тормозных колодок, концы держателей опираются на поперечные балки горизонтальной рамы с возможностью взаимного перемещения вдоль тележки и соединены с возможностью разнонаправленного поперечного перемещения держателей с расположенными в вертикальной плоскости тормозными колодками, механизм разнонаправленного поперечного перемещения каждой пары держателей выполнен в виде четырех Г- или Т-образных двуплечих рычагов, длинные плечи которых шарнирно соединены с тягой тормозной системы вагона, а короткие плечи шарнирно соединены с держателями; на горизонтальной раме размещены средства подавления колебаний виляния, содержащие два пневмоамортизатора с возможностью закачивания воздуха в бесштоковые полости с регулируемой негерметичностью, корпуса которых шарнирно соединены с продольными балками горизонтальной рамы, а шатуны - с длинным плечом вертикального двуплечего рычага, ось двуплечего рычага закреплена в средней части одной из поперечных балок горизонтальной рамы, а короткое плечо входит в кулисное зацепление с хребтовой балкой вагона, бесштоковые полости пневмоамортизаторов соединены между собой и с цилиндрами жестко закрепленных на горизонтальной раме пневмозажимов, максимально выдвинутые штоки которых касаются с обеих сторон хребтовой балки в прямой пути; колеса выполнены с возможностью независимого вращения обода относительно ступицы и с упругоэластичным кольцом между ободом и ступицей, разность радиусов наружной и внутренней цилиндрических поверхностей упругоэластичного кольца находится в пределах 0.003-0.01 диаметра поверхности катания колеса при твердости материала по Шору 60-80А, ступица выполнена в виде колесного центра в соответствии со стандартом на центры колесные катаные или литые для железнодорожного подвижного состава, обод колеса, упругоэластичное кольцо и колесный центр соединены в сборочную единицу стопорным кольцом.1. The truck of a high-speed freight car, including two wheelsets with the possibility of independent rotation of the wheels, a brake system and two rigidly connected side frames, characterized in that the rigid connection of the side frames is made by a horizontal frame, the brake system is made in the form of a rim acting on the side surfaces of the wheels and partially on their rolling surface of the clamping brake with two pairs of holders of horizontal brake pads, the ends of the holders rest on the transverse beams of the horizontal frame with the possibility of mutual movement along the trolley and are connected with the possibility of multidirectional lateral movement of the holders with brake shoes located in a vertical plane, the mechanism of multidirectional lateral movement of each pair of holders is made in the form of four L-shaped or T-shaped two-arm levers, the long arms of which are pivotally connected to the brake system the wagon, and the short shoulders are pivotally connected to the holders; on the horizontal frame there are means for suppressing wobble fluctuations, containing two pneumatic shock absorbers with the possibility of pumping air into rodless cavities with adjustable leakage, whose bodies are pivotally connected to the longitudinal beams of the horizontal frame, and the connecting rods - with the long shoulder of the vertical two-shouldered lever, the axis of the two-shouldered lever is fixed in the middle part one of the transverse beams of the horizontal frame, and the short shoulder is engaged in the rocker engagement with the spinal beam of the car, rodless cavities congestion are interconnected and with cylinders rigidly clamped on a horizontal frame of pneumatic clamps, the maximum extended rods of which touch on both sides of the spine beam in a direct path; the wheels are capable of independent rotation of the rim relative to the hub and with an elastically elastic ring between the rim and the hub, the difference between the radii of the outer and inner cylindrical surfaces of the elastic ring is in the range 0.003-0.01 of the diameter of the wheel rolling surface at a Shore hardness of 60-80A, the hub is made in the form of a wheel center in accordance with the standard for wheel centers, rolled or cast, for railway rolling stock, wheel rim, elastic ring and wheel center inens in the assembly unit with a retaining ring. 2. Тележка по п. 1, отличающаяся тем, что обод колеса выполнен с кольцевым пазом со стороны гребня и с радиальным упором с противоположной стороны на внутреннем радиусе, например, из стандартного, серийно производимого бандажа для подвижного состава железных дорог, между смежными поверхностями упругоэластичного кольца и обода расположена втулка из металла с низким коэффициентом сухого трения скольжения по стали, на внешней поверхности втулки нанесен порошок высокотеплопроводного мягкого антифрикционного материала, радиальное сечение колеса в сборе вписывается в радиальное сечение стандартного цельнокатаного колеса подвижного состава железных дорог широкой колеи. 2. A trolley according to claim 1, characterized in that the wheel rim is made with an annular groove on the ridge side and with a radial stop on the opposite side on the inner radius, for example, of a standard, mass-produced bandage for rolling stock of railways, between adjacent surfaces of elastic ring and rim is a sleeve made of metal with a low coefficient of dry friction of sliding on steel, on the outer surface of the sleeve is applied a powder of highly conductive soft antifriction material, the radial section to timber assembly fits into the radial section of the standard rolled wheel rolling wide gauge railways.
RU2015140189/11A 2015-10-30 2015-10-30 High-speed freight car bogie by bodrov RU2602006C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015140189/11A RU2602006C2 (en) 2015-10-30 2015-10-30 High-speed freight car bogie by bodrov

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015140189/11A RU2602006C2 (en) 2015-10-30 2015-10-30 High-speed freight car bogie by bodrov

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015140189A RU2015140189A (en) 2016-01-27
RU2602006C2 true RU2602006C2 (en) 2016-11-10

Family

ID=55237258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015140189/11A RU2602006C2 (en) 2015-10-30 2015-10-30 High-speed freight car bogie by bodrov

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2602006C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU174608U1 (en) * 2017-07-10 2017-10-23 Открытое акционерное общество "Тверской вагоностроительный завод" (ОАО "ТВЗ") RAILWAY VEHICLE TROLLEY
RU2646979C2 (en) * 2017-04-20 2018-03-12 Владимир Викторович Бодров High-speed freight car bogie by bodrov

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6871598B2 (en) * 2002-06-14 2005-03-29 General Motors Corporation Arrangement of radial bogie
RU2438897C1 (en) * 2010-04-05 2012-01-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") Railway vehicle bogie
RU2558420C1 (en) * 2014-03-19 2015-08-10 Открытое акционерное общество "МЕТРОВАГОНМАШ" Motor trolley of railroad transport

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6871598B2 (en) * 2002-06-14 2005-03-29 General Motors Corporation Arrangement of radial bogie
RU2438897C1 (en) * 2010-04-05 2012-01-10 Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") Railway vehicle bogie
RU2558420C1 (en) * 2014-03-19 2015-08-10 Открытое акционерное общество "МЕТРОВАГОНМАШ" Motor trolley of railroad transport

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2646979C2 (en) * 2017-04-20 2018-03-12 Владимир Викторович Бодров High-speed freight car bogie by bodrov
RU174608U1 (en) * 2017-07-10 2017-10-23 Открытое акционерное общество "Тверской вагоностроительный завод" (ОАО "ТВЗ") RAILWAY VEHICLE TROLLEY

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015140189A (en) 2016-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102019940B (en) Draw gear and railcar
RU2123951C1 (en) Guide system for two four-wheel bogies with adjustable wheel-to-wheel cross distance and guide system for four-wheel bogie with adjustable wheel-to-wheel cross distance
RU154856U1 (en) Tram Car with 100% Reduced Floor Level
RU2590756C2 (en) Freight car bogie wobble suppressor - anti-yokes by bodrov v.v
CN106364513B (en) Railway wagon bogie with cross beam
RU2602006C2 (en) High-speed freight car bogie by bodrov
CN110834649A (en) Braking device for narrow-gauge boom truck bogie and bogie
RU2677961C2 (en) Three-axle carriage
CN106428088B (en) A kind of engineering vehicle bogie
WO2021135198A1 (en) Bolster-less framed bogie suitable for high-speed freight wagon
RU2600407C2 (en) Bodrov_v_v grip brake
US5005489A (en) Stand alone well car with double axle suspension system
SK285021B6 (en) Rolling mono-axle provided with movable independent wheels for articulated railway carriages intended to the transportation of cars
RU2376150C1 (en) Wheel for railway transport
US4817535A (en) Stand alone well car with double axle suspension system
RU2256573C1 (en) Railway vehicle bogie
US2377883A (en) Spring suspension for railroad car bodies
CN110789560A (en) Radial bogie of railway vehicle
BG98914A (en) Jaw brake for rail rolling stock
RU176432U1 (en) TROLLEY FOR CARGO RAILWAY CARS
RU2301752C1 (en) Six-axle rail vehicle with three-axle bogies (versions)
RU2375205C1 (en) Railroad vehicle wheel
RU182908U1 (en) Three-element truck of the freight car
RU2814294C1 (en) Rail vehicle four-axle bogie brake rigging
RU2291078C1 (en) Eight-axle railway vehicle