RU2658065C2

RU2658065C2 - Wheelset of railway vehicle

Info

Publication number: RU2658065C2
Application number: RU2016143980A
Authority: RU
Inventors: Андрей Геннадьевич Жданов
Priority date: 2016-11-08
Filing date: 2016-11-08
Publication date: 2018-06-19
Also published as: RU2016143980A3; RU2016143980A

Abstract

FIELD: transportation.

SUBSTANCE: wheelset of a railway vehicle comprises a fixed axle with wheels mounted thereon by means of metal-polymer sliding bearings with a corrugated surface. In the axle boxes of the wheelset, there are damping elements. Springs, hydraulic dampers, inner and outer plates, axle box covers, keys of the axle and axle boxes, inner and outer rings are additionally introduced. Inside the rings, there is a damping element made of a package of corrugated plates arranged around the circumference and entering each other. The inner and outer plates are located at the ends of the rings. The springs are installed between the covers and the outer plates. The hydraulic dampers are arranged inside the springs between the axle box covers and the axle. Keyways with keys are made in the axle boxes and the axle.

EFFECT: increased reliability of the wheelset.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а конкретнее к колесным парам с дифференциальным вращением колес.The invention relates to the field of railway transport, and more specifically to wheelsets with differential rotation of the wheels.

Известна колесная пара рельсового транспортного средства, содержащая неподвижную ось с колесами, установленными на ней посредством подшипников, и охватывающие ось полувалы, одними концами связанные с соответствующими колесами, а другими - друг с другом.A wheel pair of a rail vehicle is known, comprising a fixed axle with wheels mounted on it by means of bearings, and covering the axle of the semi-shafts, connected at one end to the corresponding wheels and the other to each other.

С целью повышения долговечности и улучшения динамических качеств, она снабжена охватывающими один полувал гайкой, секторными фрикционными элементами и пружиной, размещенной между упомянутыми гайкой и фрикционными элементами, на этом полувалу выполнена резьба для указанной гайки, а на другом его конце - продольные пазы, в которых установлены с возможностью продольного перемещения указанные фрикционные элементы, с конической поверхностью, обращенной в сторону другого полувала, другой конец которого выполнен с внутренней поверхностью, ответной конической, поверхности указанных фрикционных элементов [А.С. СССР №1593978, МПК B60B 35/14, 37/08, опубл. 23.09.1990 г., БИ №35, авторы Михайлов Е.В. и др. «Колесная пара рельсового транспортного средства»].In order to increase durability and improve dynamic qualities, it is equipped with a nut covering one half shaft, sector friction elements and a spring located between the said nut and friction elements, a thread for the specified nut is made on this half shaft, and longitudinal grooves are made on its other end, in which the indicated friction elements are installed with the possibility of longitudinal movement, with a conical surface facing the other half shaft, the other end of which is made with an inner surface, about solid conical surface of the indicated friction elements [A.S. USSR No. 1593978, IPC B60B 35/14, 37/08, publ. 09/23/1990, BI No. 35, authors Mikhailov E.V. and other "Wheel pair of a rail vehicle"].

Недостатками данного устройства являются: низкая надежность из-за потерь на трение во фрикционном механизме и, в связи с этим, повышенный износ поверхностей катания и гребней колес, необходимость точной регулировки фрикционного соединения на момент трения, который образуется из-за разности скольжений между контактами колес с рельсами и зависящий от вертикальной нагрузки колеса на рельс, т.е. веса вагона, меняющегося в зависимости от перевозимого груза, степени заполнения вагона и т.п.The disadvantages of this device are: low reliability due to friction losses in the friction mechanism and, therefore, increased wear of the rolling surfaces and wheel flanges, the need for precise adjustment of the friction joint at the moment of friction, which is formed due to the difference of the sliding between the wheel contacts with rails and depending on the vertical load of the wheel on the rail, i.e. the weight of the wagon, which varies depending on the transported cargo, the degree of filling the wagon, etc.

Известна колесная пара рельсового транспортного средства, содержащая неподвижную ось с колесами, установленными на ней посредством подшипников, в буксах которой размещены демпфирующие элементы, зафиксированные разрезными втулками, выполненные с внутренним и внешним конусом, которые входят одна в другую по конусам и закреплены на оси колесной пары. С целью повышения надежности колеса установлены на металлополимерных подшипниках скольжения с гофрированной поверхностью, и дополнительно введены кольца с высоким классом шероховатости по поверхности скольжения, которые установлены на оси колесной пары, выполненной с буртиками, и запрессованные на ней, а крышки подшипников, которые закреплены на колесах, упираются в буртики. [Положительное решение по заявке №2015155459/11 МПК B60B 37/00 (2006.01) «Колесная пара рельсового транспортного средства», авторов Жданова А.Г., Малышева В.П.].Known wheelset of a rail vehicle, containing a fixed axle with wheels mounted on it by bearings, in the axle boxes of which damping elements are fixed, fixed by split sleeves, made with an inner and outer cone, which enter one another on the cones and are fixed on the axis of the wheelset . In order to increase reliability, the wheels are mounted on metal-polymer plain bearings with a corrugated surface, and rings with a high roughness class along the sliding surface are introduced, which are mounted on the axle of the wheel pair made with beads and pressed on it, and bearing caps that are mounted on the wheels rest against the shoulders. [A positive decision on the application No. 2015155459/11 IPC B60B 37/00 (2006.01) “Wheel pair of a rail vehicle”, authors Zhdanov AG, Malysheva VP].

Недостатками данного устройства являются низкая надежность из-за применения сложных в изготовлении и дорогостоящих демпфирующих элементов из металлорезины и плохая стабилизация движения колесной пары в рельсовой колее, т.е. независимо вращающиеся колеса в рельсовой колее полностью теряют свое направляющее действие и постоянно соприкасаются гребнями либо с правым, либо с левым рельсом.The disadvantages of this device are low reliability due to the use of difficult to manufacture and expensive damping elements made of metal rubber and poor stabilization of the movement of the wheelset in the rail track, i.e. independently rotating wheels in the rail track completely lose their guiding effect and constantly come into contact with the ridges with either the right or left rail.

Данное техническое решение выбрано авторами в качестве прототипа.This technical solution is selected by the authors as a prototype.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности конструкции, за счет улучшения динамических характеристик и стабилизации движения колесной пары в рельсовой колее.The technical result of the invention is to increase the reliability of the structure, by improving the dynamic characteristics and stabilizing the movement of the wheelset in the rail track.

Технический результат достигается тем, что в колесную пару рельсового транспортного средства дополнительно введены пружины, гидравлические демпфера, внутренние и внешние пластины, крышки букс, шпонки оси и букс, с пазами под шпонки внутренние и внешние кольца, внутри которых размещен демпфирующий элемент, выполненный из пакета гофрированных пластин, которые расположены по окружности и входят друг в друга, внутренние и внешние пластины, которые расположены по торцам колец, пружины, которые установлены между крышками и внешними пластинами, гидравлические демпфера, которые размещенные внутри пружин между крышками букс и осью, в буксах и оси выполнены шпоночные пазы, в которых установлены шпонки, относительно шпонок букс в осевом направлении перемещается колесная пара с закреплением на ней шпонками внутренних и внешних колец с демпфирующими элементами, на которые через внешние пластины действуют пружины и гидравлические демпфера.The technical result is achieved by the fact that springs, hydraulic dampers, internal and external plates, axle boxes, axle and axle axle keys, with internal and external rings with key slots, inside which a damping element made of a package are placed, are additionally introduced into the wheelset of a rail vehicle corrugated plates, which are located around the circumference and enter into each other, inner and outer plates, which are located at the ends of the rings, springs, which are installed between the covers and the outer plates and, hydraulic dampers, which are located inside the springs between the axlebox covers and the axle, in the axleboxes and the axis, keyways are made in which keys are installed, a wheel pair moves relative to the axleboxes of the axleboxes with the keys of the inner and outer rings fixed on it with damping elements, on which springs and hydraulic dampers act through external plates.

Дополнительное введение в устройство демпферных элементов, закрепленных на оси колесной пары с возможностью перемещения по шпонкам относительно буксы, пружин и гидравлических демпферов, компенсирующих смещение относительно колеи, улучшает динамические характеристики, стабилизацию движения и надежность колесной пары в рельсовой колее.An additional introduction to the device of damping elements mounted on the axis of the wheel pair with the ability to move along the keys relative to the axle box, springs and hydraulic dampers, compensating for the displacement relative to the track, improves the dynamic characteristics, the stabilization of the movement and the reliability of the wheel pair in the rail track.

На фиг. 1 показана схема колесной пары рельсового транспортного средства.In FIG. 1 shows a diagram of a wheelset of a rail vehicle.

На фиг. 2 - разрез А-А колесной пары рельсового транспортного средства.In FIG. 2 is a section AA of a wheel pair of a rail vehicle.

Устройство состоит из: колесо - 1; металлополимерный подшипник скольжения - 2; ось - 3; букса - 4; элемент демпфирующий - 5; кольцо внешнее - 6; кольцо внутреннее - 7; и 9 - шпонка буксы - 8; шпонка оси; внутренняя пластина - 10; внешняя пластина - 11; крышка буксы - 12; пружина - 13; гидравлический демпфер - 14.The device consists of: wheel - 1; metal-polymer plain bearing - 2; axis - 3; axle box - 4; damping element - 5; outer ring - 6; inner ring - 7; and 9 - spline axle box - 8; axis key; inner plate - 10; outer plate - 11; axle box cover - 12; spring - 13; hydraulic damper - 14.

Колесная пара рельсового транспортного средства работает следующим образом. Динамические колебания, возникающие при движении транспортного средства, гасятся демпфирующими элементами 5, представляющими собой пакет гофрированных пластин, установленных между кольцами 6, 7 и пластинами 10, 11, расположенных между осью 3 и буксой 4 и закрепленных между ними при помощи шпонок 8, 9, обеспечивающих неподвижность оси сжатием демпфирующих элементов между кольцами 6 и 7, а также воспринимаются металлополимерными подшипниками скольжения 2, установленными в ступицы колес 1 и содержащих полимерную вставку, размещенную в металлической оболочке. Колесная пара имеет дополнительную степень свободы в осевом направлении относительно тележки вагона (буксы), так как демпфирующее устройство вместе с ней может перемещаться по шпонкам 8 и 9.Wheel pair of a rail vehicle operates as follows. Dynamic vibrations that occur when the vehicle is moving, are damped by damping elements 5, which are a package of corrugated plates installed between rings 6, 7 and plates 10, 11 located between the axis 3 and axle box 4 and secured between them by means of dowels 8, 9, providing axis immobility by compression of damping elements between rings 6 and 7, and are also perceived by metal-polymer plain bearings 2 installed in wheel hubs 1 and containing a polymer insert placed in metal oh shell. The wheel pair has an additional degree of freedom in the axial direction relative to the carriage of the wagon (axle box), since the damping device with it can move along the keys 8 and 9.

При движении рельсового транспортного средства как в прямых, так и в кривых участках пути с различными радиусами кривизны проскальзывания колес по поверхности катания не будет, так как колеса вращаются независимо друг от друга. Конструкция буксового узла позволит самоустанавливаться колесной паре (в составе тележки вагона) при прохождении кривых участков пути за счет деформации демпфирующих элементов в продольной плоскости пропорционально радиусу кривизны рельсового пути.When the rail vehicle moves in both straight and curved sections of the track with different radii of curvature, the wheels will not slip on the skating surface, since the wheels rotate independently of each other. The design of the axle box unit will allow the wheelset to self-install (as part of the carriage of the car) when passing curved sections of the track due to the deformation of the damping elements in the longitudinal plane in proportion to the radius of curvature of the rail track.

Известно, что свободно вращающиеся колеса в рельсовой колее полностью теряют свое направляющее действие. При этом колеса постоянно соприкасаются гребнями либо с правым, либо с левым рельсом. Силы взаимодействия между ними благодаря устранению извилистого движения существенно снизились, а время «чистого» взаимодействия, наоборот, резко возросло, что и привело к отрицательным результатам, износа гребней бандажей возросла в 5…6 раз по сравнению с традиционной установкой. [Гура Г.С. Механика и трибология движения колесной пары в рельсовой колее [Электронный ресурс]. - М.: УМЦ ЖДТ (Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте), 2013. - 528 с.].It is known that freely rotating wheels in a rail track completely lose their guiding effect. In this case, the wheels are constantly in contact with the ridges with either the right or left rail. The forces of interaction between them, due to the elimination of the tortuous movement, decreased significantly, and the time of “pure” interaction, on the contrary, increased sharply, which led to negative results, the wear of the ridges of the bandages increased by 5 ... 6 times compared to the traditional installation. [Gora G.S. Mechanics and tribology of the movement of a pair of wheels in a rail track [Electronic resource]. - M.: UMC ZhDT (Educational and Methodological Center for Education in Railway Transport), 2013. - 528 p.].

При выходе колесной пары из кривой участка пути, для устранения контакта гребня колеса с боковой гранью рельса (правого или левого), предназначены пружины 13, установленные в буксах между крышками 12 и пластинами 11, которые через демпфирующие элементы стабилизируют движение колесной пары по прямой. Для гашения колебаний предназначены гидравлические демпферы 14, установленные внутри пружин между крышками 12 и осью 3.When the wheel pair leaves the curve of the track section, in order to eliminate the contact of the wheel flange with the side edge of the rail (right or left), springs 13 are mounted in the axle boxes between the covers 12 and the plates 11, which stabilize the movement of the wheel pair in a straight line through the damping elements. To damp vibrations, hydraulic dampers 14 are mounted inside the springs between the covers 12 and the axis 3.

Предлагаемая колесная пара рельсового транспортного средства, позволяет повысить надежность ее работы, за счет улучшения динамических характеристик и стабилизации движения колесной пары в рельсовой колее, увеличить ресурс работы, уменьшить износы колеса и рельса более чем в 2,5…3 раза по сравнению с обычной колесной парой.The proposed wheelset of a rail vehicle allows to increase the reliability of its operation, by improving the dynamic characteristics and stabilizing the movement of the wheelset in the rail track, to increase the service life, to reduce the wear of the wheel and rail by more than 2.5 ... 3 times compared to a conventional wheel a couple.

Claims

A wheelset of a rail vehicle containing a fixed axle with wheels mounted on it by means of metal-polymer sliding bearings with a corrugated surface, in the axle boxes of which damping elements are placed, characterized in that springs, hydraulic dampers, internal and external plates, axle boxes covers, dowels are additionally introduced axles and axle boxes, with grooves for the keys, inner and outer rings, inside of which there is a damping element made of a package of corrugated plates, which are located They are circumferentially wedged and enter into each other, internal and external plates located at the ends of the rings, springs that are installed between the covers and external plates, hydraulic dampers that are placed inside the springs between the axle boxes and the axle, keyways are made in the axle boxes and axle , in which the keys are installed, a wheel pair moves axially relative to the axle box axles with the keys of the inner and outer rings fixed on it with damping elements, on which springs act through the outer plates ny and hydraulic damper.