Изобретение относится к железнодорожной технике и может быть использовано в железнодорожном подвижном составе, предназначенном для использования на дорогах с разной шириной колеи без замены тележек вагонов на переходах.The invention relates to railway equipment and can be used in railway rolling stock, intended for use on roads with different gauge without replacing wagon trolleys at crossings.
Известно устройство для движения железнодорожного подвижного состава на разных колеях пути, в котором автоматический перевод колес на иную колею осуществляется посредством механического давления направляющих в поперечном направлении, при котором колеса перемещаются по оси на шлицах (патент РФ №2100211). Недостатком такого устройства является то, что боковое давление на колеса может быть эффективным и безопасным только при минимальной весовой нагрузке на колесную пару. Кроме того, существенно уменьшается надежность и долговечность колесной пары, в том числе и в связи с ограниченной длиной контакта шлицевой втулки колеса и оси.A device is known for the movement of railway rolling stock on different tracks of a track in which the automatic transfer of wheels to a different track is carried out by means of mechanical pressure of the guides in the transverse direction, at which the wheels move axially on the splines (RF patent No. 2100211). The disadvantage of this device is that the lateral pressure on the wheels can be effective and safe only with a minimum weight load on the wheelset. In addition, the reliability and durability of the wheelset is significantly reduced, including due to the limited contact length of the spline wheel hub and axle.
Частично указанные недостатки устранены в системе перевода подвижного состава с одной колеи на другую «Тальго» (патент ES-A-2078137 - прототип), в которой вагон предварительно вывешивается, а затем скользит на дополнительных опорах, и только после этого происходит поперечное перемещение его колес вместе с полуосями и подшипниковыми узлами. Однако и данная конструкция обладает рядом недостатков. В частности, во время осуществления перевода на другую колею вагон скользит по соответствующим направляющим, что предполагает существенные ограничения по весовой нагрузке, поскольку трение скольжения на порядок превышает трение качения. Постоянное присутствие в процессе трения скольжения отрицательно отражается на надежности и долговечности оборудования. Кроме того, система требует наличия сложного оборудования на пунктах перехода, а также надежной системы фиксации поперечного перемещения подшипниковых узлов.Partially indicated disadvantages are eliminated in the Talgo transfer system of rolling stock from one track to another (patent ES-A-2078137 - prototype), in which the car is preliminarily hung out and then slides on additional supports, and only after this its wheels are transversely moved together with half shafts and bearing units. However, this design has several disadvantages. In particular, during the transfer to another track, the car slides along the corresponding guides, which implies significant restrictions on the weight load, since the sliding friction is an order of magnitude higher than the rolling friction. The constant presence in the process of sliding friction negatively affects the reliability and durability of the equipment. In addition, the system requires sophisticated equipment at the transition points, as well as a reliable system for fixing the transverse movement of the bearing assemblies.
В предлагаемом изобретении проблема упрощения системы перевода подвижного состава с одной ширины колеи на другую при одновременном увеличении технологичности процесса, надежности и долговечности оборудования решена за счет того, что на сориентированных навстречу друг другу концах полуосей каждого из колес колесной пары выполнена резьба, на одной полуоси правая, а на второй левая, а между собой указанные резьбовые концы полуосей соединены резьбовой муфтой, половинки которой также снабжены правой и левой резьбой соответственно, при этом резьбовая муфта снабжена тормозным устройством, смонтированным на раме тележки. Вследствие этого изменение колеи осуществляется за счет ввинчивания (или вывинчивания) полуосей в муфту при их движении по сужающейся (расширяющейся) колее и заторможенной резьбовой муфте. При этом исключаются как избыточные поперечные усилия, так и чрезмерные силы трения, поскольку, по сути, использован принцип одного из самых надежных устройств - винтового домкрата, вследствие чего источником поперечного усилия является не давление на обод колеса, а осевое усилие в винтовых парах.In the present invention, the problem of simplifying the system of transferring rolling stock from one gauge to another while increasing the processability, reliability and durability of the equipment is solved due to the fact that threads are made on the ends of the axle shafts of each of the wheelset oriented towards each other, and the thread is made on the right half axle and on the second left, and between each other, the threaded ends of the axle shafts are connected by a threaded sleeve, the halves of which are also provided with right and left threads, respectively, while m threaded coupling is equipped with a brake device mounted on the frame of the truck. As a result of this, the gauge is changed by screwing (or unscrewing) the axle shafts into the coupling when they move along a tapering (expanding) track and inhibited by a threaded coupling. This eliminates both excessive transverse forces and excessive frictional forces, since, in fact, the principle of one of the most reliable devices, a screw jack, has been used, as a result of which the source of the transverse force is not the pressure on the wheel rim, but the axial force in the screw pairs.
Поскольку именно представленная совокупность отличительных признаков позволяет достичь предполагаемого технического эффекта - исключить излишние боковые нагрузки и чрезмерные силы трения - то она соответствует критерию «существенные отличия». А поскольку указанная совокупность отличительных признаков не встречается в известных способах перевода железнодорожного подвижного состава на иную колею, то предлагаемый способ и техническое решение для его осуществления соответствуют критерию «новизна».Since it is the presented set of distinctive features that allows us to achieve the expected technical effect - to eliminate unnecessary lateral loads and excessive friction forces - then it meets the criterion of "significant differences". And since this set of distinctive features is not found in the known methods of transferring railway rolling stock to a different track, the proposed method and technical solution for its implementation meet the criterion of "novelty."
Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена принципиальная схема начального момента перевода колесной пары с широкой колеи на узкую, а на фиг. 2 - конечное положение элементов конструкции после завершения процесса.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a schematic diagram of the initial moment of transferring a pair of wheels from a wide gauge to a narrow gauge, and in FIG. 2 - end position of structural elements after completion of the process.
Колесная пара железнодорожного подвижного состава (фиг. 1) включает колеса 1 и 2, снабженные полуосями 3 и 4. Левая полуось 3 смонтирована в подшипниках 5 и 6, а посредством корпусов подшипников 7 и 8 крепится к раме тележки вагона (на схеме не показана). Аналогично правая полуось 4 смонтирована в подшипниках 9 и 10 и крепится к раме тележки посредством корпусов подшипников 11 и 12. На конце левой полуоси 3 выполнена левая резьба, а на конце правой полуоси 4 - правая. Между собой указанные резьбовые концы соединены резьбовой муфтой 13, на которой смонтировано тормозное устройство 14, зафиксированное относительно рамы тележки вагона (на схеме не показана). При этом левая половина муфты 13 снабжена левой резьбой, а правая половина - правой. Внутренние подшипники 6 и 10 ограничены перемещением навстречу друг другу дистанционными кольцами 15 и 16, зафиксированными на соответствующих полуосях посредством гаек 17 и 18.The wheelset of the railway rolling stock (Fig. 1) includes wheels 1 and 2, equipped with axles 3 and 4. The left axle 3 is mounted in bearings 5 and 6, and by means of bearing housings 7 and 8 is attached to the frame of the wagon carriage (not shown in the diagram) . Similarly, the right half shaft 4 is mounted in bearings 9 and 10 and is attached to the trolley frame through bearing housings 11 and 12. At the end of the left half shaft 3, the left thread is made, and at the end of the right half shaft 4 is the right one. Between themselves, these threaded ends are connected by a threaded sleeve 13, on which a brake device 14 is mounted, fixed relative to the frame of the carriage carriage (not shown in the diagram). In this case, the left half of the sleeve 13 is provided with a left-hand thread, and the right half is equipped with a right-hand thread. The inner bearings 6 and 10 are limited to moving towards each other by spacer rings 15 and 16, fixed on the corresponding axles by means of nuts 17 and 18.
Предлагаемая колесная пара работает следующим образом. Колеса 1 и 2 опираются на рельсы 19 и 20, которые смонтированы с переменной по их длине колеей (фиг. 1). В исходном положении ширина колеи равна Вmax (фиг. 1), а расстояние ΔВ между левым торцом подшипника 5 и правым торцом 21 ступицы колеса 1 равно половине разницы между Вmax (широкой колеей) и Вmin (узкой колеей). Точно такое же расстояние между правым торцом подшипника 9 и колесом 2. При этом вследствие упора подшипников 6 и 10 в дистанционные втулки 15 и 16 колесная пара надежно зафиксирована от самопроизвольного смещения в поперечном направлении относительно рамы тележки вагона (на схеме е показана) и отцентрирована по отношению к его продольной оси. При начале движения по сужающейся колее (фиг. 2) тормозное устройство 14 затормаживает резьбовую муфту 13, а колеса 1 и 2, перекатываясь по рельсам 19 и 20, вращают полуоси 3 и 4, резьбовые концы которых ввинчиваются внутрь муфты 13. В результате расстояние между колесами 1 и 2 начинает уменьшаться на величину удвоенного шага резьбы на каждый полный оборот колеса. Процесс изменения колеи завершается, когда левый торец подшипника 5 упирается в торец ступицы 21 колеса 1, подшипник 9 упирается в колесо 2, а каждый из резьбовых концов полуосей 3 и 4 ввернется внутрь резьбовой втулки 13 на длину ΔВ (фиг. 2). В этот момент действие тормозного устройства 14 прекращается и втулка 13 начинает вращаться как одно целое с полуосями 3 и 4. При этом участок пути с переменной колеей должен закончиться одновременно с растормаживанием втулки 13. В этом конечном положении колесной пары подшипники 5 и 9 упираются в ступицы колес 1 и 2, в результате чего ее центрирование по отношению к осевой линии вагона обеспечивается так же, как и в предыдущем случае (на широкой колее). Только в данном случае осевую нагрузку воспринимает другая пара подшипниковых узлов. При наладке и периодическом обслуживании колесной пары должны контролироваться положения дистанционных втулок 15 и 16, которые корректируются посредством гаек 17 и 18. Кроме того, ширина колеи может быть уточнена поворотом в ту или иную сторону при неподвижных полуосях 3 и 4 расторможенной втулки 13.The proposed wheelset works as follows. Wheels 1 and 2 are supported by rails 19 and 20, which are mounted with a track that is variable along their length (Fig. 1). In the initial position, the track width is equal to B max (Fig. 1), and the distance ΔB between the left end of the bearing 5 and the right end 21 of the wheel hub 1 is half the difference between B max (wide track) and B min (narrow track). Exactly the same distance between the right end of the bearing 9 and the wheel 2. In this case, due to the bearings 6 and 10 resting on the distance bushings 15 and 16, the wheel pair is reliably fixed against spontaneous displacement in the transverse direction relative to the carriage frame (shown in the diagram e) and centered relative to its longitudinal axis. At the beginning of movement along the tapering rut (Fig. 2), the brake device 14 brakes the threaded sleeve 13, and the wheels 1 and 2, rolling along the rails 19 and 20, rotate the axles 3 and 4, the threaded ends of which are screwed into the sleeve 13. As a result, the distance between wheels 1 and 2 begins to decrease by the value of the double thread pitch for each full revolution of the wheel. The gauge change process ends when the left end of the bearing 5 abuts against the end of the hub 21 of the wheel 1, the bearing 9 abuts against the wheel 2, and each of the threaded ends of the axles 3 and 4 is screwed into the threaded sleeve 13 by a length ΔB (Fig. 2). At this moment, the action of the braking device 14 is terminated and the sleeve 13 begins to rotate as a unit with the axles 3 and 4. At the same time, the part of the track with a variable track must end simultaneously with the braking of the sleeve 13. In this final position of the wheel pair, the bearings 5 and 9 abut against the hubs wheels 1 and 2, as a result of which its centering with respect to the axial line of the car is ensured in the same way as in the previous case (on a wide track). Only in this case, the axial load is absorbed by another pair of bearing units. When adjusting and periodically servicing the wheelset, the positions of the spacer bushings 15 and 16 must be controlled, which are adjusted by means of nuts 17 and 18. In addition, the gauge can be adjusted by turning it in one direction or another with the fixed axles 3 and 4 of the released hub 13.
