RU2743467C1 - Torsion unit of the lateral tilt stabilizer of the car body - Google Patents
Torsion unit of the lateral tilt stabilizer of the car body Download PDFInfo
- Publication number
- RU2743467C1 RU2743467C1 RU2020120370A RU2020120370A RU2743467C1 RU 2743467 C1 RU2743467 C1 RU 2743467C1 RU 2020120370 A RU2020120370 A RU 2020120370A RU 2020120370 A RU2020120370 A RU 2020120370A RU 2743467 C1 RU2743467 C1 RU 2743467C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- torsion
- torsion shaft
- shaft
- lever
- connection
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
- B60G21/00—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces
- B60G21/02—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected
- B60G21/04—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically
- B60G21/05—Interconnection systems for two or more resiliently-suspended wheels, e.g. for stabilising a vehicle body with respect to acceleration, deceleration or centrifugal forces permanently interconnected mechanically between wheels on the same axle but on different sides of the vehicle, i.e. the left and right wheel suspensions being interconnected
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61F—RAIL 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
- B61F5/00—Constructional 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
- B61F5/02—Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
- B61F5/22—Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies
- B61F5/24—Means for damping or minimising the canting, skewing, pitching, or plunging movements of the underframes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области транспортного машиностроения (преимущественно к подвижному составу на железной дороге), конкретно - к стабилизаторам бокового (поперечного) наклона железнодорожных, главным образом пассажирских, вагонов (в том числе двухэтажных, характеризующихся большей массой и более высоким расположением центра масс).The present invention relates to the field of transport engineering (mainly to rolling stock on the railway), in particular to stabilizers of the lateral (transverse) inclination of railway, mainly passenger, cars (including double-deck ones, characterized by a greater mass and a higher center of mass).
Известны торсионные стабилизаторы в составе колесных тележек трамваев и железнодорожных подвижных составов с одним торсионным устройством в системе вторичного подрессоривания, причем торсионный вал (торсион) располагается вдоль надрессорной балки, подвижно соединен с продольными балками рамы те лежки, а с помощью двух рычажных систем - с надрессорной балкой, так что при наклоне кузова (а значит, и надрессорной балки) в поперечном по отношению к направлению тележки направлении сила упругого противодействия, возникающая в торсионе, стремится вернуть надрессорную балку (и кузов) в исходное положение [1. RU 2220863 С2, B61F 5/00, 10.01.2004, ОАО «Крюковский вагоностроительный завод» (UA)]. В этом стабилизаторе торсион, посредством подшипниковых (ради- альные подшипники скольжения) опор, соединяется с продольными балками те- лежки. К торсионному валу жесткой связью, предпочтительно прессовой посадкой со шпонкой, прикреплены две рычажные системы. Шарнирно прикрепленные к рычагам тяги (подвески) связаны с надрессорной балкой.Known torsion stabilizers as part of the wheel bogies of trams and railway rolling stock with one torsion device in the secondary suspension system, and the torsion shaft (torsion bar) is located along the bolster, movably connected to the longitudinal beams of the frame, and with the help of two lever systems - with the bolster beam, so that when the body (and, therefore, the bolster) is tilted in the direction transverse to the direction of the bogie, the elastic resistance force arising in the torsion bar tends to return the bolster (and the body) to its original position [1. RU 2220863 C2, B61F 5/00, 10.01.2004, JSC "Kryukov Carriage Works" (UA)]. In this stabilizer, the torsion bar is connected to the longitudinal beams of the bogie by means of bearing (radial slide bearings) supports. Two link systems are rigidly attached to the torsion shaft, preferably a press fit with a key. The rods (suspension) pivotally attached to the arms are connected to the bolster.
С некоторой модернизацией подобная система запатентована тем же предприятием позднее [2. RU 2376181 С2, B61F 5/00, 10.08.2009, ОАО «Крюковский вагоностроительный завод» (UA)]. Отличие состоит в том, что на подрессоренной раме тележки вдоль продольной оси надрессорной балки с двух сторон расположено по торсионному валу (торсиону) с жестко закрепленными к продольным балкам концами кососимметрично относительно поперечной оси тележки, а к другим концам торсионных валов, вставленным в шарнирные опоры, также кососимметрично относительно поперечной оси тележки жестко присоединены приводные рычаги, шарнирно связанные через стержни с концевыми частями надрессорной балки, при этом стержни одной стороной соединяются с рычагами через выполненные в них продольные пазы, а другой стороной шарнирно присоединены к концевым частям надрессорной балки.With some modernization, a similar system was patented by the same enterprise later [2. RU 2376181 C2, B61F 5/00, 10.08.2009, JSC "Kryukov Carriage Works" (UA)]. The difference is that on the sprung frame of the bogie along the longitudinal axis of the bolster on both sides it is located along the torsion shaft (torsion bar) with the ends rigidly fixed to the longitudinal beams skew-symmetrically relative to the transverse axis of the bogie, and to the other ends of the torsion shafts inserted into the articulated supports, also skew-symmetrically relative to the bogie transverse axis, drive levers are rigidly connected, pivotally connected through rods to the end parts of the bolster, while the rods on one side are connected to the levers through longitudinal grooves made in them, and the other side is pivotally connected to the end parts of the bolster.
К недостаткам таких торсионных стабилизаторов следует отнести неудобство проведения техобслуживания и ремонтов (ТОиР), которые приходится проводить из-под вагона или после демонтажа тележки, а также недостаточно высокие показатели работоспособности цилиндрических подшипников скольжения опоры торсионного вала (торсионных валов) и шарнирных узлов.The disadvantages of such torsion stabilizers include the inconvenience of carrying out maintenance and repairs (MRO), which have to be carried out from under the car or after dismantling the bogie, as well as insufficiently high performance indicators of the cylindrical sliding bearings of the torsion shaft support (torsion shafts) and hinge units.
Мало чем отличается от описанных аналогов и зарубежный торсионный стабилизатор, описанный в источнике [3. Solutions. - URL: https://www.ferrabyme.co.uk/solutions/ (дата выкладки 25.02.2020)].The foreign torsion stabilizer described in the source [3. Solutions. - URL: https://www.ferrabyme.co.uk/solutions/ (published date 25.02.2020)].
В машиностроении известны также:Also known in mechanical engineering:
- клеммовые соединения рычагов с валом [4. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х томах. Том 2. Изд. 5-е перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1980. - С. 516-517, рис. 9];- terminal connections of the levers with the shaft [4. Anuryev V.I. Handbook of the constructor-mechanical engineer. In 3 volumes.
- врезные винты с коническим или цилиндрическим концом для фиксации углового положения деталей на валу [5. Орлов П.И. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие в 3-х книгах. Кн. 3. Изд. 2-е перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1977. - С. 60-61, рис. 129 X; рис. 134 III, V)];- mortise screws with a tapered or cylindrical end to fix the angular position of parts on the shaft [5. Orlov P.I. Basics of design. Reference and methodological manual in 3 books. Book. 3. Ed. 2nd revised and add. - M .: Mechanical Engineering, 1977. - S. 60-61, fig. 129 X; fig. 134 III, V)];
- призонные болты, в том числе конические, и, соответственно, болтовые установочные соединения для передачи крутящего момента, например, с вала на насадную деталь (См. источник [5], с. 75-77, рис. 168 I-IV)), что представляет интерес с позиций предмета заявляемого изобретения.- tight-fitting bolts, including conical ones, and, accordingly, bolted installation joints for transmitting torque, for example, from a shaft to a plug-on part (See source [5], pp. 75-77, Fig. 168 I-IV)) , which is of interest from the standpoint of the subject of the claimed invention.
Однако заявителем не обнаружены такие соединения в приложении к подвижному силовому узлу с хвостовиком (головкой) торсионного вала (в том числе торсионному стабилизатору подвижного состава), во всяком случае, в их комбинации.However, the applicant has not found such connections in the application to the movable power unit with the shank (head) of the torsion shaft (including the torsion bar stabilizer of the rolling stock), at least in their combination.
Наиболее близким к заявляемому устройству аналогом (прототипом) по назначению и совокупности существенных конструктивных признаков является торсионный узел стабилизатора бокового наклона кузова вагона (в составе тележки рельсового двухэтажного пассажирского транспортного средства), содержащий установленный на раме тележки поперечно ее продольной оси симметрии, посредством двух разнесенных подшипниковых опор, торсионный вал, концы которого соединены с кузовом левым и правым рычагами и тягами («подвесками») [6. RU 2688453 С2, B61F 5/02, 17.01.2019].The closest analogue (prototype) to the claimed device for its purpose and a set of essential design features is the torsion bar assembly of the lateral tilt stabilizer of the car body (as part of the bogie of a double-deck rail passenger vehicle), containing the bogie mounted on the bogie frame transversely to its longitudinal axis of symmetry, by means of two spaced bearing supports, a torsion shaft, the ends of which are connected to the body by the left and right levers and rods ("suspensions") [6. RU 2688453 C2, B61F 5/02, 17.01.2019].
В нем торсионный вал установлен на подшипниках скольжения (бронзовые втулки).In it, the torsion shaft is mounted on plain bearings (bronze bushings).
Однако, при всех своих положительных качествах, прототип еще недостаточно совершенен, ограничен в своих технико-эксплуатационных возможностях и характеристиках:However, with all its positive qualities, the prototype is still not perfect enough, it is limited in its technical and operational capabilities and characteristics:
во-первых, возможность проводить ТОиР (в том числе сервисный осмотр, инспекции 1…6 и ревизии 1…4) из-под вагона или после демонтажа колесной тележки;firstly, the ability to carry out maintenance and repair (including service inspection,
во-вторых, повышенный износ цилиндрических подшипников скольжения (втулок) и препятствие с их стороны из-за осевой фиксации (торможение смежности) естественному укорачиванию торсионного вала и его перекосу (по кусочному полиному в соответствии с упругой линией торсионного вала) при его рабочей закрутке;secondly, increased wear of cylindrical plain bearings (bushings) and an obstacle on their side due to axial fixation (deceleration of the adjacency) to the natural shortening of the torsion shaft and its misalignment (along the piecewise polynomial in accordance with the elastic line of the torsion shaft) during its working rotation;
в-третьих, недостаточный (из опыта эксплуатации) срок службы упомянутых шарнирных узлов и узлов взаимосвязи концов торсионного вала и рычагов;thirdly, insufficient (from operating experience) service life of the mentioned hinge assemblies and interconnection assemblies of the torsion shaft ends and levers;
в-четвертых, места соединения рычагов и торсионного вала смещены от концов последнего в связи с организацией подшипников (скольжения) торсионного вала на его концах. Это существенно уменьшает рабочую длину (закручиваемый участок) торсионного вала при той же общей его длине, а значит нерационально.fourthly, the connection points of the levers and the torsion shaft are displaced from the ends of the latter due to the organization of the bearings (sliding) of the torsion shaft at its ends. This significantly reduces the working length (twisted section) of the torsion shaft with the same total length, which means it is irrational.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение (устройство), - разработать (спроектировать) торсионный стабилизатор с улучшенными технико-эксплуатационными характеристиками (ТЭХ).The problem to be solved by the claimed invention (device) is to develop (design) a torsion stabilizer with improved technical and operational characteristics (TEH).
Планируемый технический результат использования - улучшение ТЭХ торсионного узла стабилизатора за счет (на примере железнодорожного вагона): возможности проведения ТОиР сбоку вагона и увеличения надежности; средней наработки на отказ; полного срока службы и гарантийного срока эксплуатации.The planned technical result of the use is the improvement of the thermoelectricity of the torsion unit of the stabilizer due to (by the example of a railway car): the possibility of carrying out MRO on the side of the car and increasing reliability; mean time between failures; full service life and warranty period.
При соответствии группе механического исполнения М26 по ГОСТ 30631.If the group of mechanical design is M26 according to GOST 30631.
Решение обозначенной проблемы (задачи) достигается тем, что в торсионном узле стабилизатора бокового наклона кузова вагона, содержащем установленный на раме тележки поперечно ее продольной оси симметрии в пространстве, посредством двух разнесенных подшипниковых опор, торсионный вал, концы которого соединены с кузовом левым и правым рычагами и тягами, согласно заявляемому изобретению, подшипники опор торсионного вала выполнены сферическими и установлены враспор с возможностью компенсации перекоса при его закрутке, конец торсионного вала выполнен цилиндрическим, а его соединение с рычагом - комбинированным клеммово-болтовым, с параллельным использованием основного клеммового соединения и дополнительного соединения в виде врезных болтов / винтов с коническими фиксирующими концами, установленных радиально на резьбе в ступице рычага и входящих в глухие радиальные гладкие отверстия в теле конца торсионного вала с возможностью передачи крутящего момента от рычага к концу торсионного вала.The solution to the indicated problem (task) is achieved by the fact that in the torsion unit of the stabilizer of the lateral inclination of the car body, containing the bogie mounted on the bogie frame transversely to its longitudinal axis of symmetry in space, by means of two spaced bearing supports, a torsion shaft, the ends of which are connected to the body by left and right levers and rods, according to the claimed invention, the bearings of the torsion shaft supports are spherical and a spherical shaft is installed with the possibility of compensating for misalignment when it is twisted, the end of the torsion shaft is cylindrical, and its connection with the lever is a combined terminal-bolt, with parallel use of the main terminal connection and an additional connection in the form of mortise bolts / screws with tapered fixing ends installed radially on the thread in the hub of the lever and entering blind radial smooth holes in the body of the end of the torsion shaft with the possibility of transmitting torque from the lever to the end of the torsion shaft.
На решение поставленной задачи направлены и частные совокупности существенных признаков устройства в рамках основной совокупности его признаков, сформулированной в предыдущем абзаце и далее в формуле изобретения, а именно:Particular sets of essential features of the device are also aimed at solving the problem posed within the framework of the main set of its features, formulated in the previous paragraph and further in the claims, namely:
- в болтовом / винтовом врезном соединении ступицы рычага с концом торсионного вала могут быть использованы болты со снятой на конце на конус резьбой, с возможностью смятия резьбы на коническом участке при заворачивании в упомянутые глухие отверстия в конце торсионного вала (это - рациональное, относительно простое и экономически выгодное техническое решение при сохранении высокой надежности угловой фиксации в соединении);- in the bolt / screw mortise connection of the lever hub with the end of the torsion shaft, bolts with the thread removed at the end on a taper can be used, with the possibility of crushing the thread on the tapered section when screwing into the mentioned blind holes at the end of the torsion shaft (this is a rational, relatively simple and cost-effective technical solution while maintaining high reliability of angular fixation in the joint);
- в болтовом врезном соединении ступицы рычага с концом торсионного вала могут быть использованы призонные болты, фиксирующие конические концы которых соответствуют профилю упомянутых глухих отверстий в конце торсионного вала (это - альтернативный частный случай по отношению к предыдущему, расширяющий возможности выбора приемлемого для конкретного производителя и особенностей доступных для производителя комплектующих);- in the bolted connection of the lever hub with the end of the torsion shaft, tight-fitting bolts can be used, fixing the tapered ends of which correspond to the profile of the mentioned blind holes at the end of the torsion shaft (this is an alternative special case in relation to the previous one, expanding the possibilities of choosing an acceptable for a particular manufacturer and features components available for the manufacturer);
- в болтовом врезном соединении ступицы рычага с концом торсионного вала могут быть использованы пары врезных болтов / винтов с оппозитным их расположением, то есть с угловым смещением друг от друга в 180° (это позволяет уменьшить ширину ступиц рычагов и длину концов торсионного вала, а также повысить надежность врезного болтового / винтового соединения в целом);- in the bolt mortise connection of the lever hub with the end of the torsion shaft, pairs of mortise bolts / screws with their opposite arrangement can be used, that is, with an angular displacement of 180 ° from each other (this allows to reduce the width of the lever hubs and the length of the torsion shaft ends, as well as increase the reliability of the mortise bolt / screw connection as a whole);
- в торсионном узле может быть предусмотрен защитный кожух торсиона, зафиксированный хомутами, с возможностью защиты последнего от механических повреждений (это внесет дополнительную лепту в достижение положительного технического результата использования заявляемого изобретения при относительно небольшом увеличении геометрических размеров и массы устройства, трудозатрат монтажно-демонтажных работ и стоимости изделия);- in the torsion unit, a protective torsion casing can be provided, fixed with clamps, with the possibility of protecting the latter from mechanical damage (this will make an additional contribution to achieving a positive technical result of using the claimed invention with a relatively small increase in the geometric dimensions and weight of the device, labor costs of installation and dismantling works, and product cost);
- рычаги могут быть связаны с концами торсионного вала, а подшипниковые опоры последнего - смещены к его центру на ширину рычагов (это увеличивает длину рабочего, закручиваемого участка торсионного вала при той же общей его длине).- the levers can be connected to the ends of the torsion shaft, and the bearing supports of the latter are displaced to its center by the width of the levers (this increases the length of the working, twisted section of the torsion shaft with the same total length).
Среди массива известных устройств не обнаружены такие, совокупность существенных признаков которых совпадала бы с заявленной совокупностью признаков. В то же время, именно за счет последней достигается новый технический результат, что обусловливает наличие у заявляемого устройства первого квалификационного признака - «мировой уровень новизны».Among the array of known devices, no such were found, the set of essential features of which would coincide with the stated set of features. At the same time, it is due to the latter that a new technical result is achieved, which determines the presence in the claimed device of the first qualification feature - “the world level of novelty”.
Совокупность отличительных существенных признаков заявляемого устройства не является простой суммой известных технических результатов применения порознь известных компонентов системы. Имеет место «сверхэффект» (в патентоведческом значении этого термина), который не был очевидным для специалиста из достигнутого уровня техники (разумеется, до рассмотрения заявляемого технического решения). Это убедительно демонстрирует изобретательский уровень разработки как второй из триады квалификационных признаков изобретения.The set of distinctive essential features of the claimed device is not a simple sum of the known technical results of using separately known system components. There is a "supereffect" (in the patent meaning of this term), which was not obvious to a specialist from the state of the art achieved (of course, before considering the proposed technical solution). This convincingly demonstrates the inventive step of development as the second of the triad of qualifying features of the invention.
Третий квалификационный признак, - промышленная применимость, - также неоспорим и вытекает из огромного мирового опыта вагоностроения, наличия успешно испытанного авторами экспериментального образца устройства, а также приведенного далее по тексту фрагмента перечня покупных основных комплектующих устройства, производство которых промышленно освоено.The third qualification feature, industrial applicability, is also indisputable and follows from the vast world experience of carriage building, the availability of an experimental device successfully tested by the authors, as well as the fragment of the list of purchased main components of the device, the production of which is industrially mastered, given below.
Подробнее сущность изобретения (на примере железнодорожного вагона как приоритетного объекта внедрения) раскрывается в приведенных ниже примерах, иллюстрируемых фигурами 1-6:The essence of the invention (using the example of a railway car as a priority object of implementation) is disclosed in more detail in the examples below, illustrated by Figures 1-6:
на фиг. 1 представлено 3D-изображение компьютерной модели колесной тележки с торсионным стабилизатором (ТС), общий вид, где позициями обозначены: 1 - рама колесной тележки вагона; 2, 3 - подшипниковые опоры торсионного вала; 10 - рычаг; 12 - тяга; 25 - защитный кожух торсионного вала;in fig. 1 shows a 3D image of a computer model of a wheeled bogie with a torsion stabilizer (TS), general view, where the positions indicate: 1 - the frame of the wagon wheel bogie; 2, 3 - bearing support of the torsion shaft; 10 - lever; 12 - thrust; 25 - protective cover of the torsion shaft;
на фиг. 2 - 3D-изображение компьютерной модели ТС, где тяги подвески показаны обобщенно (условной конструкции) и дополнительно введены позиции: 4, 5 - радиальные сферические подшипники опор 2, 3; 6 - торсионный вал (торсион); 7, 8- концы вала 6; 9-рычаг; 11 - тяга; 13, 14 и 15- врезные болты / винты; 21, 22 и 23, 24 - клеммовые болты / винты (для стяжки половин клеммы);in fig. 2 - 3D-image of the computer model of the vehicle, where the suspension rods are shown in a generalized manner (conventional design) and additionally introduced the following positions: 4, 5 - radial spherical bearings of
на фиг. 3 - чертеж ТС, вид сбоку с местным продольным разрезом по рычагу через конец торсионного вала, где дополнительно введены позиции: 8 - конец торсионного вала; 16 - врезной болт / винт; 18,19, 20 - глухие радиальные отверстия в концах торсионного вала;in fig. 3 - drawing of the vehicle, side view with a local longitudinal section along the lever through the end of the torsion shaft, where additionally entered positions: 8 - end of the torsion shaft; 16 - mortise bolt / screw; 18, 19, 20 - blind radial holes at the ends of the torsion shaft;
на фиг. 4 - болт / винт взаимосвязи конца торсионного вала и ступицы рычага, вид сбоку, где дополнительно введены позиции: 14 - врезной болт / винт;in fig. 4 - bolt / screw of the relationship between the end of the torsion shaft and the hub of the lever, side view, where additional positions are introduced: 14 - mortise bolt / screw;
на фиг. 5 - торсионный вал на подшипниковых опорах, вид сверху (в плане), где дополнительно введены позиции: 8 - конец торсионного вала; 17 - глухое радиальное отверстие в конце торсионного вала;in fig. 5 - torsion shaft on bearing supports, top view (in plan), where additional positions are introduced: 8 - end of the torsion shaft; 17 - blind radial hole at the end of the torsion shaft;
на фиг. 6 - подшипниковая опора торсионного вала, продольный разрез, где дополнительно введены позиции:in fig. 6 - bearing support of the torsion shaft, longitudinal section, where the positions are additionally introduced:
4, 5 - сферические подшипники опор торсионного вала.4, 5 - spherical bearings of the torsion shaft supports.
Торсионный узел стабилизатора бокового наклона кузова вагона (в данном примере) содержит установленный на раме 1 тележки (ходовой части) (см. фиг. 1) поперечно ее продольной оси симметрии в пространстве (здесь - между ее поперечными балками), посредством двух разнесенных подшипниковых опор 2 и 3 с подшипниками 4 и 5 соответственно, торсионный вал (торсион) 6 (см. фиг. 5, 6). Концы 7 и 8 вала 6 соединены с кузовом бортовыми (левым и правым) рычагами 9, 10 и тягами 11,12 (см. фиг. 1-3). Это сделано в обеспечение передачи на него крутящих моментов, обусловленных динамическими силами от колеблющегося в поперечной плоскости кузова.The torsion bar assembly of the side tilt stabilizer of the car body (in this example) contains a bogie (undercarriage) frame (see Fig. 1) installed transversely to its longitudinal axis of symmetry in space (here, between its transverse beams), by means of two spaced bearing supports 2 and 3 with
Подшипники 4, 5 опор 2, 3 торсионного вала 6 выполнены сферическими и установлены враспор, с возможностью компенсации перекоса при его (6) закрутке (см. фиг. 6).
Каждый конец 7, 8 торсионного вала 6 выполнен цилиндрическим (см. фиг. 5), а его (7, 8) соединение с рычагом 9, 10 соответственно - комбинированным клеммово-болтовым, с параллельным использованием основного клеммового соединения и дополнительного («врезного») соединения в виде врезных болтов / винтов 13, 14 и 15, 16 с коническими фиксирующими концами, установленных радиально на резьбе в ступице рычага 9, 10 (выступающей в таком соединении «оправкой) и входящих в глухие радиальные гладкие отверстия 17, 18 и 19, 20 в теле конца 7, 8 торсионного вала 6 с возможностью передачи крутящего момента от рычага 9, 10 к концу 7, 8 соответственно (см. фиг. 3, 4).Each
Упомянутое основное клеммовое соединение представляет собой охватывающие половины ступицы рычага 9, 10 с клеммами, стянутыми двумя клеммовыми болтами / винтами 21, 22 и 23, 24 (см. фиг. 2, 3). Причем с достаточным от проворота трением между внутренними поверхностями половин ступицы рычага 9, 10 и цилиндрической поверхностью конца 7, 8 торсионного вала 6 (с 20%-ым запасом).Said main terminal connection is a female half of the
Далее - подробности упомянутого дополнительного (функционально - подстраховочного) соединения рычага 9, 10 с концом 7, 8 торсионного вала 6.Next - details of the mentioned additional (functional - safety) connection of the
По первому частному случаю (примеру), в болтовом / винтовом врезном соединении ступицы рычага 9, 10 с концом 7, 8 вала 6 могут быть использованы болты / винты 13, 14 и 15, 16 со снятой на их конце на конус резьбой, с возможностью смятия резьбы на коническом участке при заворачивании в ранее упомянутые глухие гладкие отверстия 17, 18 и 19, 20 в хвостовике 7, 8 (синонимы: «ответные отверстия-гнезда», «выборки», «круглые пазы»). Такое техническое решение проиллюстрировано фиг. 3, 4.In the first special case (for example), in the bolt / screw mortise connection of the
По второму (альтернативному) частному случаю (примеру), в болтовом / винтовом врезном соединении ступицы рычага 9, 10 с концом 7, 8 вала 6 могут быть использованы призонные болты 13, 14 и 15, 16, фиксирующие конические концы которых соответствуют профилю глухих отверстий 17, 18 и 19, 20 в конце 7, 8 вала 6 (тоже на конус). Такое техническое решение не проиллюстрировано укрупненным видом фрагмента с «призонным» взаимодействием ввиду достаточности словесного описания для инженеров.For the second (alternative) special case (for example), in the bolted / screw mortise connection of the
В болтовом врезном соединении ступицы рычага 9, 10 с концом 7, 8 торсионного вала 6 могут быть использованы пары врезных болтов / винтов 13, 14 и 15, 16 с оппозитным их расположением, то есть с угловым смещением друг от друга в 180° (см. фиг. 3).In the bolted connection of the
В противном случае болты / винты 13, 14 и 15, 16 устанавливают не оппозитно, а в ряд, преимущественно, вверху (как и болты / винты 21, 22 и 23, 24).Otherwise, the bolts / screws 13, 14 and 15, 16 are not installed oppositely, but in a row, mainly at the top (as well as the bolts / screws 21, 22 and 23, 24).
Клеммово-болтовое / винтовое соединение рассчитано на способность клеммового и болтового / винтового соединений по отдельности выдерживать всю нагрузку самостоятельно.The terminal-bolt / screw connection is designed for the ability of the terminal and bolt / screw connection individually to withstand the entire load independently.
Рычаги 9, 10 могут быть связаны с концами торсионного вала 6, а подшипниковые опоры 2, 3 последнего - смещены к его центру на ширину рычагов 9, 10.
Может быть предусмотрен защитный кожух 25 торсионного вала 6, зафиксированный хомутами, с возможностью защиты последнего (6) от механических повреждений (см. фиг. 1, 2, 5).A
Пример реализации стабилизатора использует конкретные, освоенные промышленностью современные комплектующие (что дополнительно убеждает в выполнении патентоведческого критерия изобретения «промышленная применимость»), в частности стандартные изделия: болты (винты), гайки, шайбы, шплинты, масленки, пробки конические (по соответствующим ГОСТам), подшипники радиальные сферические GE60 ES (С3). Оригинальные детали (6, 9, 10 и др.) в производстве не требуют каких-либо несуществующих технологий.An example of the implementation of the stabilizer uses specific, modern components mastered by the industry (which additionally convinces of the fulfillment of the patented criterion of the invention "industrial applicability"), in particular standard products: bolts (screws), nuts, washers, cotter pins, grease fittings, conical plugs (according to the relevant GOSTs) , spherical radial bearings GE60 ES (C3). Original parts (6, 9, 10, etc.) in production do not require any non-existent technologies.
Заявляемый стабилизатор работает следующим образом.The claimed stabilizer operates as follows.
При боковых наклонах кузова торсионный вал 6 упруго закручивается и создает усилие на рычагах 9, 10, препятствующее этому боковому наклону и стремящееся вернуть кузов в исходное положение. В случае бокового смещения (относа) кузова осуществляется упругий наклон в сторону, противоположную относу. Этот эффект возникает за счет наличия угла наклона тяг 11, 12 к вертикали и взаимного смещения и закручивания рычагов 9, 10 с валом 6. При этом на рычагах 9, 10 возникают разнонаправленные усилия, которые через тяги 11, 12 действуют на кузов и наклоняют его в противоположную сторону относа. Суммарная сила этих двух сил стремится вернуть кузов (а значит и вагон) в положение равновесия.When the body tilts laterally, the
Однако под углом зрения заявляемого изобретения, особый интерес представляют следующие физические процессы (эффекты):However, from the point of view of the claimed invention, the following physical processes (effects) are of particular interest:
Во-первых, визуальный контроль состояния тяг 11, 12 и ряда др. компонентов узла, а также ряд монтажно-демонтажных работ проводят не снизу, а сбоку кузова.Firstly, visual inspection of the condition of
Во-вторых, в сферических подшипниках 4, 5 опор 2, 3 торсионного вала 6 происходит (за счет зазоров и сферичности) компенсация изгибу его (6) упругой линии. А значит - растормаживается смежность, предотвращается повышенный износ подшипниковых опор 2. 3.Secondly, in the
В-третьих, характер взаимосвязи концов 7, 8 торсионного вала 6 с рычагами 9, 10 (точнее - с их ступицами) с использованием комбинированного клеммово-болтового соединения, суть - двух дублирующих (дополняющих) друг друга взаимосвязей, фиксирующих от проворота рычага на конце торсионного вала 6 обеспечивает безударную, надежную передачу крутящих моментов от рычагов 9, 10 к концам 7, 8 торсионного вала 6. И как следствие - снижение перекосов, деформаций и износа. Особенно при двух диаметрально установленных болтах / винтах 13, 14 и 15, 16 (по причине симметрии крепежной схемы, более равномерного распределения напряжений в этом узле - см. фиг. 3, 4).Thirdly, the nature of the interconnection of the
В первом примере такого врезного соединения, в финале закрутки болтов / винтов 13, 14 и 15, 16 участки резьбы, сходящей на конус, сминаются, обеспечивая плотное соединение (что и было заложено в конструкцию и о чем уже говорилось выше).In the first example of such a mortise connection, at the end of the twisting of the bolts / screws 13, 14 and 15, 16, the sections of the tapering thread are crushed, providing a tight connection (which was incorporated into the structure and which was already mentioned above).
Во втором примере (с призонными болтами 13, 14 и 15, 16), плотное соединение обеспечивается «призонными» участками.In the second example (with
В любом из этих двух конструктивных исполнений, в случае неудержания крутящего момента основным соединением - клеммовым, срабатывает описанное врезное болтовое / винтовое (отсюда его характеристика как «параллельного», «подстраховочного»).In any of these two designs, in case of failure to retain the torque by the main connection - terminal, the described mortise bolt / screw is triggered (hence its characteristic as "parallel", "safety").
Кожух 25 защищает торсионный вал 6 от деструктивных воздействий извне (в основном, снизу), в соответствии с опытом эксплуатации подвижных составов и определением «защитный».The
В случае вертикальных колебаний кузова (колебаний галопирования или подскока) торсионный вал 6 стабилизатора свободно, сонаправленно вращается в подшипниках 4, 5 (а подвеска - в своих) и устройство как стабилизатор в работе ходовых частей вагона (тележек) не участвует - торсионный вал 6 не закручивается.In the case of vertical oscillations of the body (oscillations of galloping or jumping), the
Таким образом, предложено техническое решение, решающее поставленную задачу. Использование такого стабилизатора позволит улучшить ТЭХ его и торсионного стабилизатора в целом (на примере железнодорожного вагона) за счет:Thus, a technical solution is proposed that solves the problem. The use of such a stabilizer will improve the fuel efficiency of it and the torsion stabilizer as a whole (for example, a railway carriage) due to:
- возможности проведения ТОиР сбоку вагона (состояние тяг видно);- the possibility of carrying out maintenance and repair on the side of the car (the condition of the rods is visible);
- увеличения надежности (с прогнозом до 1 млн. нагружений при максимальной нагрузке и максимальном угле закрутки торсионного вала, в приведенном частном примере речь идет о 10°) благодаря снижению износа как в подшипниковых опорах торсионного вала, так и узла взаимосвязи хвостовиков торсионного вала и рычагов;- increase in reliability (with a forecast of up to 1 million loads at maximum load and maximum angle of twist of the torsion shaft, in the given particular example, we are talking about 10 °) due to reduced wear both in the bearing supports of the torsion shaft and in the interconnection of the torsion shaft shanks and levers ;
- увеличения средней наработки на отказ (с прогнозом не менее 1200000 км пробега вагона и по причинам, сформулированным в предыдущем абзаце);- an increase in the mean time between failures (with a forecast of at least 1200000 km of run of a car and for the reasons stated in the previous paragraph);
- достижения назначенного полного срока службы (с прогнозом не менее 16 лет и гарантийного срока эксплуатации не менее 8 лет или 2400000 км пробега вагона, также по названным причинам).- reaching the assigned full service life (with a forecast of at least 16 years and a warranty period of at least 8 years or 2,400,000 km of the car's mileage, also for the above reasons).
Причем все это - при соответствии группе механического исполнения М26 по ГОСТ 30631.Moreover, all this - in accordance with the group of mechanical design M26 in accordance with GOST 30631.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020120370A RU2743467C1 (en) | 2020-06-15 | 2020-06-15 | Torsion unit of the lateral tilt stabilizer of the car body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020120370A RU2743467C1 (en) | 2020-06-15 | 2020-06-15 | Torsion unit of the lateral tilt stabilizer of the car body |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2743467C1 true RU2743467C1 (en) | 2021-02-18 |
Family
ID=74666045
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020120370A RU2743467C1 (en) | 2020-06-15 | 2020-06-15 | Torsion unit of the lateral tilt stabilizer of the car body |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2743467C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2772848C1 (en) * | 2022-02-07 | 2022-05-26 | Общество с ограниченной ответственностью "ПетроРемСтрой" (ООО "ПРС") | Set from torsion stabilizer transversal tilt of car body and leader of longitudinal interrelation of frame and car wheel trolley |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2376181C2 (en) * | 2008-02-04 | 2009-12-20 | Открытое акционерное общество "Крюковский вагоностроительный завод" (ОАО "КВСЗ") | Passenger car bogie |
CN102009662B (en) * | 2010-12-01 | 2012-07-04 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | Method and device for supporting side-roll torsion bar system of railway vehicle |
CN103241257B (en) * | 2013-05-30 | 2015-11-11 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | Anti-rolling torsion bar for railway vehicle transverse elasticity localization method and elastic thrust pad |
US20170050650A1 (en) * | 2014-04-28 | 2017-02-23 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Anti-rolling device of railcar |
RU2688453C2 (en) * | 2017-07-17 | 2019-05-21 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" | Trolley of the railway two-storage passenger vehicle |
-
2020
- 2020-06-15 RU RU2020120370A patent/RU2743467C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2376181C2 (en) * | 2008-02-04 | 2009-12-20 | Открытое акционерное общество "Крюковский вагоностроительный завод" (ОАО "КВСЗ") | Passenger car bogie |
CN102009662B (en) * | 2010-12-01 | 2012-07-04 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | Method and device for supporting side-roll torsion bar system of railway vehicle |
CN103241257B (en) * | 2013-05-30 | 2015-11-11 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | Anti-rolling torsion bar for railway vehicle transverse elasticity localization method and elastic thrust pad |
US20170050650A1 (en) * | 2014-04-28 | 2017-02-23 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Anti-rolling device of railcar |
RU2688453C2 (en) * | 2017-07-17 | 2019-05-21 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" | Trolley of the railway two-storage passenger vehicle |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2772848C1 (en) * | 2022-02-07 | 2022-05-26 | Общество с ограниченной ответственностью "ПетроРемСтрой" (ООО "ПРС") | Set from torsion stabilizer transversal tilt of car body and leader of longitudinal interrelation of frame and car wheel trolley |
RU218044U1 (en) * | 2022-11-08 | 2023-05-04 | Сергей Викторович Павлов | RAILWAY CAR BODY TORSION STABILIZER ROD |
RU217826U1 (en) * | 2022-11-25 | 2023-04-20 | Сергей Викторович Павлов | TORSION ASSEMBLY OF RAILWAY CAR BODY TRANSVERSAL TILT STABILIZER |
RU223276U1 (en) * | 2023-07-12 | 2024-02-12 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения" | Torsion bar assembly for the lateral tilt stabilizer of the car body |
RU2824050C1 (en) * | 2023-12-04 | 2024-08-01 | Сергей Викторович Павлов | Torsion assembly in vehicle body anti-roll bar |
RU2823699C1 (en) * | 2024-03-05 | 2024-07-29 | Сергей Викторович Павлов | Hinge assembly |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4458604A (en) | Radial railway truck | |
US5746135A (en) | Self-steering railway truck | |
EP2647541A1 (en) | Central suspension apparatus, goods wagon bogie and express railroad goods wagon | |
CN111674417B (en) | Large-load flatcar | |
EP2660120B1 (en) | Railway vehicle bogie | |
RU161332U1 (en) | RAILWAY VEHICLE TROLLEY ASSEMBLY | |
EP3490867A1 (en) | Portal-axle of low floor rail vehicles and rail-and-tram vehicles | |
RU2608205C2 (en) | Three-link biaxial railway bogie and method of constructing standard series of bogies | |
RU2743467C1 (en) | Torsion unit of the lateral tilt stabilizer of the car body | |
CN108501972B (en) | Method and device for connecting auxiliary frame seat and bearing saddle of self-guiding bogie of railway wagon | |
US6189456B1 (en) | High capacity axle for railway freight cars | |
RU200948U1 (en) | Torsion bar assembly of the anti-roll bar of the vehicle body | |
RU2449910C2 (en) | Method of decreasing wear in rail-wheel system and device to this end | |
RU2743601C1 (en) | Carriage torsion stabilizer link | |
RU2738872C1 (en) | Rod end of torsion stabilizer of transverse stability of vehicle body | |
TWI712528B (en) | Elastic connection method and connection device of U-shaped auxiliary frame and diagonal cross connecting rod | |
RU200957U1 (en) | Rod of the torsion stabilizer bar of the vehicle body | |
CN216662253U (en) | Spherical hinge connected double-beam bridge | |
US7261043B2 (en) | Articulated railway bogie connector | |
CN1204030C (en) | Atriculated type tippler for turning over three cars | |
RU217826U1 (en) | TORSION ASSEMBLY OF RAILWAY CAR BODY TRANSVERSAL TILT STABILIZER | |
RU227306U1 (en) | TORSION BAR UNIT OF VEHICLE BODY STABILIZER ROLL STABILITY | |
RU2782732C1 (en) | Bolted connection for fastening a cylindrical body in a semi-cylindrical seat of the supporting part | |
Domin et al. | Concepts of modern bogies for railway freight wagon | |
RU206895U1 (en) | SUSPENSION UNIT OF TRACTION ELECTRIC MOTOR |