RU2703444C1

RU2703444C1 - Freight car bogie spring suspension

Info

Publication number: RU2703444C1
Application number: RU2018129822A
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Маненков; Вячеслав Михайлович Мишин; Алексей Владимирович Григорьев
Original assignee: Акционерное общество "Рузаевский завод химического машиностроения" (АО "Рузхиммаш")
Priority date: 2018-08-15
Filing date: 2018-08-15
Publication date: 2019-10-16

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to the field of railway transport, in particular to spring suspension of railway car bogies. Spring suspension includes two symmetrical sets of two-row coil springs. Inner and/or outer springs are made cone-shaped or barrel-shaped from rod of variable diameter.

EFFECT: improved dynamic characteristics of freight car.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к рессорному подвешиванию тележек железнодорожных вагонов и может быть использовано в конструкциях тяжеловесных грузовых вагонов, имеющих тележку с максимальной расчетной нагрузкой от колесной пары на рельсы 25-30 тс.The invention relates to the field of railway transport, in particular to spring suspension of railway carriage trolleys and can be used in the construction of heavy freight wagons having a trolley with a maximum design load of 25-30 tf from the wheelset on rails.

Известно комбинированное двухрежимное рессорное подвешивание грузового вагона, содержащее несколько пружинных комплектов, каждый из которых состоит из большой и малой пружин одинаковой высоты, работающих параллельно, отличающееся тем, что в качестве пружинного комплекта установлена большая пружина повышенной жесткости ЖМпр_б высотой Нпр_б, в которую вложен стакан глубиной Нст, причем в стакан установлена малая пружина с жесткостью ЖМпр_м и упругодиссипативный элемент с жесткостью Жупр_э с коэффициентом демпфирования βупр_э высотой Нпр_м. (см. патент РФ №2497701, B61F 5/12).A combined dual-mode spring suspension of a freight car is known, containing several spring sets, each of which consists of a large and a small spring of the same height, working in parallel, characterized in that a large spring of increased stiffness ZhMpr_b with a height of Npr_b, in which a glass of depth is inserted, is installed as a spring set. Nst, and a small spring with a stiffness ЖМпр_м and an elastic-dissipative element with a stiffness Жупр_э with a damping coefficient βupr_e with a height N r_m. (see RF patent No. 2497701, B61F 5/12).

Наиболее близким техническим решением является пружинный комплект для подвешивания тележки грузового железнодорожного вагона (см. патент РФ №101986, B61F 5/06), воспринимающей нагрузку через фрикционные клинья и надрессорную балку, включающий симметрично расположенные двухрядные пружины, состоящие из наружных и внутренних витых цилиндрических пружин, расположенных под фрикционными клиньями и под надрессорной балкой, отличающийся тем, что внутренние пружины под фрикционными клиньями, наружные пружины под фрикционными клиньями, внутренние пружины под надрессорной балкой, наружные пружины под надрессорной балкой выполнены в порядке убывания высоты в свободном состоянии и имеют одинаковую высоту в сжатом до смыкания витков состоянии.The closest technical solution is a spring kit for suspending a bogie of a freight railroad car (see RF patent No. 101986, B61F 5/06), which receives the load through friction wedges and a spring bar, including symmetrically located double-row springs, consisting of external and internal coil springs located under the friction wedges and under the nadressornoj beam, characterized in that the internal springs under the friction wedges, the external springs under the friction wedges, internal Ruzyne under the bolster, outside springs under the bolster performed in descending order of height in a free state, and have the same height in the compressed state to the closing coils.

Недостаток существующих решений заключается в характеристике рессорного подвешивания, при которой жесткость в груженом режиме изменяется ступенчато.A drawback of existing solutions is the characteristic of spring suspension, in which the stiffness in the loaded mode changes stepwise.

Задачей заявляемого изобретения является создание рессорного комплекта тележки грузового вагона, который позволяет обеспечить необходимую жесткость в груженом режиме за счет упругой кубической характеристики пружин каждого комплекта.The objective of the invention is the creation of a spring set of the bogies of a freight car, which allows to provide the necessary rigidity in loaded mode due to the elastic cubic characteristics of the springs of each set.

Техническим результатом заявляемого изобретения является улучшение динамических характеристик тележки грузового вагона с максимальной расчетной нагрузкой от колесной пары на рельсы 25-30 тс, а именно ходовых качеств вагонов на двухосных тележках в порожнем режиме и обеспечение достаточной жесткости в груженом режиме, а также уменьшение статического прогиба тележки под брутто вагона.The technical result of the claimed invention is to improve the dynamic characteristics of a freight wagon trolley with a maximum estimated load of a pair of wheels on rails of 25-30 tf, namely the driving performance of bogies on empty bogies, and ensuring sufficient rigidity in loaded mode, as well as reducing the static deflection of the trolley under the gross wagon.

Технический результат достигается тем, что рессорное подвешивание тележки грузового вагона, включает симметрично расположенные двухрядные пружины, состоящие из наружных и внутренних витых пружин, причем наружные и/или внутренние пружины имеют конусообразную или бочкообразную форму и выполнены из прутка переменного диаметра. Внутренние пружины выполнены с меньшей высотой, чем наружные.The technical result is achieved by the fact that the spring suspension of the wagon of a freight car includes symmetrically arranged double-row springs consisting of external and internal coil springs, the external and / or internal springs having a conical or barrel-shaped shape and made of a bar of variable diameter. The inner springs are made with a lower height than the outer.

Предлагаемое изобретение поясняется графическим материалом.The invention is illustrated in graphic material.

На фиг. 1 показаны наружная и внутренняя пружины рессорного подвешивания в разрезе, на фиг. 2 показан общий вид двухосной тележки с предлагаемым рессорным подвешиванием, на фиг. 3 показано соотношение вертикальной силовой характеристики линейного, билинейного и прогрессивного рессорных комплектов.In FIG. 1 shows the outer and inner springs of spring suspension in section, in FIG. 2 shows a general view of a biaxial trolley with the proposed spring suspension; in FIG. 3 shows the ratio of the vertical power characteristics of linear, bilinear and progressive spring sets.

Предлагаемое рессорное подвешивание относится к прогрессивным и состоит из комплектов пружин 1 (фиг. 2), каждый из которых включает наружные 2 и внутренние 3 витые пружины, причем наружные 2 и внутренние 3 пружины имеют или конусообразную, или бочкообразную форму и выполнены из прутка переменного диаметра.The proposed spring suspension refers to progressive and consists of sets of springs 1 (Fig. 2), each of which includes external 2 and internal 3 coil springs, and the external 2 and internal 3 springs are either conical or barrel-shaped and made of a bar of variable diameter .

Предлагаемое рессорное подвешивание используют в тележках грузового вагона с максимальной расчетной нагрузкой от колесной пары на рельсы 25-30 тс. Данные тележки (фиг. 2) чаще всего содержат надрессорную балку 4, две боковые рамы 5, две колесные пары 6, буксы 7, рессорное подвешивание, расположенное с каждой стороны тележки, состоящее из комплекта 1 двухрядных витых пружин, включающее внутренние 3 пружины (фиг. 1) и наружные 2 пружины. Возможно применение только наружных пружин, или только внутренних пружин, имеющих прогрессивную характеристику нагружения.The proposed spring suspension is used in trolleys of a freight car with a maximum design load of a pair of wheels on rails of 25-30 tf. These trolleys (Fig. 2) most often contain a sprung beam 4, two side frames 5, two wheel pairs 6, axle boxes 7, spring suspension located on each side of the trolley, consisting of a set of 1 double-row coil springs, including internal 3 springs (Fig. . 1) and external 2 springs. It is possible to use only external springs, or only internal springs having a progressive load characteristic.

Внутренние 3 и наружные 2 пружины с нелинейной жесткостью. Это обеспечивается формой пружин и изготовлением их из прутка переменного диаметра (фиг. 3). Это наглядно видно на графике (фиг. 3), где:Internal 3 and external 2 springs with non-linear stiffness. This is ensured by the shape of the springs and their manufacture from a bar of variable diameter (Fig. 3). This is clearly visible on the graph (Fig. 3), where:

8 - вертикальная силовая характеристика рессорного комплекта с линейным подвешиванием;8 - vertical power characteristic of a spring set with linear suspension;

9 - вертикальная силовая характеристика рессорного комплекта с билинейным подвешиванием;9 - vertical power characteristic of a spring set with bilinear suspension;

10 - вертикальная силовая характеристика рессорного комплекта с прогрессивным подвешиванием;10 - vertical power characteristic of a spring set with progressive suspension;

Рпор. - нагрузка, действующая на порожний рессорный комплект;Shoutout. - load acting on the empty spring kit;

Ргр. - нагрузка, действующая на груженый рессорный комплект;Rgr. - load acting on the loaded spring kit;

fcт. пор. - статический прогиб внутренних пружин под весом минимальной тары вагона;fct. since - static deflection of the internal springs under the weight of the minimum tare of the car;

Δ0 - Кдв. fcт. пор. - максимальный прогиб пружин при колебаниях вагона;Δ0 - Kdv. fct. since - maximum deflection of the springs during car oscillations;

Δ1=0,015 (h-fcт.) - разница в прогибе внутренних пружин согласно ГОСТ 1452-2011;Δ1 = 0.015 (h-fct.) - the difference in the deflection of the internal springs according to GOST 1452-2011;

Δ2=0,01h - разница в прогибе наружных пружин согласно ГОСТ 1452-2011;Δ2 = 0.01h - the difference in the deflection of the external springs according to GOST 1452-2011;

fcт. гр. - статический прогиб внутренних пружин в груженом состоянии.fct. column - static deflection of the internal springs in the loaded state.

Конструкция данного прогрессивного подвешивания предусматривает плавное уменьшение диаметра прутка по длине пружины, а также из-за менее жестких концевых витков обеспечивается хорошая плавность хода и общее снижение нагрузки на элементы тележки в порожнем режиме. На неровностях пути и при полной нагрузке в работу включается более жесткая часть пружины, в результате чего, прогрессивно возрастает жесткость подвески.The design of this progressive suspension provides for a smooth decrease in the diameter of the bar along the length of the spring, and also due to the less rigid end turns, good smoothness of movement and an overall reduction in the load on the cart elements in the empty mode are ensured. On uneven paths and at full load, a stiffer part of the spring is included in the work, as a result of which the suspension stiffness progressively increases.

Прогрессивное подвешивание имеет кубическую упругую характеристику, образующая которых имеет или конусообразную, или бочкообразную форму. Сущность использования прогрессивного подвешивания заключается в получении нелинейной силовой характеристики пружины с жесткостью по мере сжатия. Увеличение жесткости при сжатии объясняется неодинаковой податливостью витков, зависящей от их диаметра. С приложением силы деформируются витки наибольшего диаметра. Жесткость пружины прогрессивного подвешивания возрастает по мере сжатия вследствие уменьшения свободных витков и постепенного увеличения их диаметра по длине пружины. Преимуществом прогрессивного подвешивания является плавное ограничение динамического хода системы обрессоривания и получение, во многих случаях, наилучших показателей динамических качеств с сохранением статического и динамического прогиба в заданных пределах.Progressive suspension has a cubic elastic characteristic, the generatrix of which has either a cone-shaped or barrel-shaped shape. The essence of using progressive suspension is to obtain a non-linear force characteristic of the spring with rigidity as it compresses. The increase in stiffness during compression is explained by the unequal flexibility of the coils, depending on their diameter. With the application of force, the turns of the largest diameter are deformed. The spring stiffness of the progressive suspension increases with compression due to a decrease in free turns and a gradual increase in their diameter along the length of the spring. The advantage of progressive suspension is the smooth restriction of the dynamic stroke of the compressor system and the receipt, in many cases, of the best indicators of dynamic qualities while maintaining static and dynamic deflection within specified limits.

Claims

1. Spring suspension of a freight car truck, including symmetrically arranged sets of double-row coil springs, consisting of external and internal coil springs, characterized in that the external and / or internal springs are conical or barrel-shaped and made of a bar of variable diameter and have a progressive characteristic of the diagram loading.

2. Spring suspension of a freight car truck according to claim 1, characterized in that the inner springs are made with a lower height than the outer ones.