RU2794617C1

RU2794617C1 - Device and method for controlling the position of wheel pairs of a freight car bogie in a railway track

Info

Publication number: RU2794617C1
Application number: RU2022129015A
Authority: RU
Inventors: Валерий Семёнович Коссов; Юрий Алектинович Панин; Алексей Алексеевич Тихонов; Андрей Юрьевич Панин; Тимур Валерьевич Кулув; Евгений Владимирович Кочетков
Filing date: 2022-11-09
Publication date: 2023-04-24

Abstract

FIELD: railway transport.

SUBSTANCE: group of inventions relates to devices for controlling the position of wheelsets of freight cars, as well as to methods for controlling their position. The device contains a V-shaped shock absorber, an actuator and a power mechanism. The shock absorber is made of upper and lower plates with elastic material between them. Holes for conical pins of the power mechanism are made in the upper plate and elastic material. The actuator is located in the spring opening of the bogie side frame. The power mechanism is located inside the side frame above the box opening. The conical pins are attached to the power mechanism with the possibility of their movement. When loading a freight car, the actuator acts on the power mechanism. The power mechanism moves the conical pins all the way into the bottom plate of the shock absorber. The stiffness of the shock absorber increases in the longitudinal and transverse directions.

EFFECT: fitting of a freight car into curved sections of the railway track is improved.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам, а именно к устройствам и способам для самоустановки колесных пар тележек при движении по участкам пути с изменяемой кривизной.The invention relates to rail vehicles, and in particular to devices and methods for self-alignment of bogie wheel pairs when moving along track sections with variable curvature.

Известен способ снижения износа системы колесо-рельс, заключающийся во введении дополнительных связей и устройств для уменьшения углов набегания гребней наружных колес колесных пар при движении подвижного состава в кривых участках пути и уменьшении поперечных сил трения в узле взаимодействия колесо-рельс. Для осуществления способа между боковинами в верхней части тележки по центру устанавливается жесткая поперечная связь в виде рамки цельной или коробчатой, сварной или литой конструкции, длинные части которой выполнены в виде обратного коромысла. Указанная рамка связывает боковины тележки друг с другом при помощи болтовых соединений или сварки. Вместо типовых колесных пар предлагается устанавливать колесные пары с независимым вращением колес и осью, состоящей из двух частей. Правая часть оси имеет цилиндрическую полость, в которую вкладывается полимерная вставка, предназначенная для уменьшения трения между частями оси. Левая часть оси заканчивается полусферой, входит в цилиндрическую полость правой части и упирается в полимерную вставку (RU №2449910 С2, B61F 3/00, B61F 5/50, B61F 5/38 опубл. 10.05.2012).A known method of reducing the wear of the wheel-rail system, which consists in the introduction of additional links and devices to reduce the angles of approach of the ridges of the outer wheels of wheel sets when the rolling stock moves in curved sections of the track and to reduce the transverse friction forces in the wheel-rail interaction unit. To implement the method between the sidewalls in the upper part of the bogie, a rigid cross-link is installed in the center in the form of a frame of a solid or box-shaped, welded or cast structure, the long parts of which are made in the form of a reverse rocker arm. The specified frame connects the sidewalls of the bogie to each other by means of bolted connections or welding. Instead of standard wheelsets, it is proposed to install wheelsets with independent wheel rotation and an axle consisting of two parts. The right part of the axle has a cylindrical cavity into which a polymer insert is inserted, designed to reduce friction between the parts of the axle. The left part of the axis ends with a hemisphere, enters the cylindrical cavity of the right part and abuts against the polymer insert (RU No. 2449910 C2, B61F 3/00, B61F 5/50, B61F 5/38 publ. 10.05.2012).

Недостатком известного технического решения является сложность конструкции колесных пар, обусловленная применением в колёсных парах полой оси, состоящей из двух частей, сопряженных друг с другом, что делает технологически нецелесообразным ее использование под грузовыми вагонами.The disadvantage of the known technical solution is the complexity of the design of wheel sets, due to the use of a hollow axle in the wheel sets, consisting of two parts mated to each other, which makes it technologically impractical to use it under freight cars.

Известен способ снижения износа системы колесо-рельс, заключающийся в том, что углы набегания гребней колес на боковую грань головки наружного рельса уменьшают путем разворачивания оси колесной пары в направлении радиуса криволинейного участка пути, для чего с определенной периодичностью и длительностью производят подтормаживание колеса колесной пары, которое движется по внутреннему рельсу (RU № 2515946 С1, В61F 5/38, опубл. 20.05.2014).A known method of reducing the wear of the wheel-rail system, which consists in the fact that the angles of approach of the wheel flanges on the side face of the outer rail head are reduced by turning the axis of the wheelset in the direction of the radius of the curved section of the track, for which, with a certain frequency and duration, the wheels of the wheelset are braked, which moves along the inner rail (RU No. 2515946 C1, B61F 5/38, published on May 20, 2014).

Недостатком указанного способа является то, что из-за периодического неодновременного подтормаживания колёс колёсной пары будет происходить неравномерный износ тормозных колодок и гребней колёс одной из колёсных пар, что приведет к сокращению межремонтных пробегов тележки.The disadvantage of this method is that due to the periodic non-simultaneous braking of the wheels of the wheelset, uneven wear of the brake pads and wheel ridges of one of the wheelsets will occur, which will lead to a reduction in the overhaul runs of the bogie.

Известно устройство соединения буксы с боковой рамой тележки грузового вагона, принятое за прототип, с помощью которого осуществляется управление положением колёсных пар в тележке за счет установки упругого V-образного амортизатора между адаптером и опорными поверхностями буксового проёма боковой рамы тележки с продольной жёсткостью вдоль продольной оси тележки меньшей, чем поперечная жёсткость относительно продольной оси тележки, что обеспечивает благоприятные условия для радиальной установки колесных пар (RU № 2342271 С1, В61F 5/30, опубл. 27.12.2008).A device for connecting the axle box with the side frame of the truck of a freight car, adopted as a prototype, is known, with the help of which the position of the wheelsets in the truck is controlled by installing an elastic V-shaped shock absorber between the adapter and the supporting surfaces of the axle box opening of the side frame of the truck with longitudinal rigidity along the longitudinal axis of the truck less than the transverse rigidity relative to the longitudinal axis of the bogie, which provides favorable conditions for the radial installation of wheel sets (RU No. 2342271 C1, B61F 5/30, publ. 27.12.2008).

Недостатком данного устройства соединения буксы с боковой рамой тележки грузового вагона, с помощью которого осуществляется управление положением колёсных пар в тележке, является невозможность управления поперечной и продольной жесткостями упругого амортизатора при входе в кривой участок пути в зависимости от загруженности грузового вагона.The disadvantage of this device for connecting the axle box with the side frame of the freight car bogie, which controls the position of the wheelsets in the bogie, is the impossibility of controlling the transverse and longitudinal stiffness of the elastic shock absorber when entering a curved section of the track, depending on the load on the freight car.

Техническим результатом заявляемого изобретения является осуществление управления положением колесных пар тележки грузового вагона в железнодорожном пути, улучшающего вписывание грузового вагона в кривые участки железнодорожного пути за счет принудительного изменения поперечной и продольной жесткостей упругого амортизатора в зависимости от загрузки вагона.The technical result of the claimed invention is to control the position of the wheel pairs of a freight car bogie in a railway track, which improves the fitting of a freight car into curved sections of the railway track by forcing a change in the transverse and longitudinal stiffness of the elastic shock absorber depending on the loading of the car.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для управления положением колёсных пар тележки грузового вагона в железнодорожном пути, включающем V-образный амортизатор, выполненный из верхней и нижней металлических пластин с размещённым между ними упругим материалом, установленный между опорными поверхностями адаптера, установленного на буксовом подшипнике, и буксового проёма боковой рамы тележки, в рессорном проёме боковой рамы тележки под надрессорной балкой установлен исполнительный механизм для воздействия на силовой механизм, размещенный внутри боковой рамы тележки над буксовым проёмом для передачи вертикальной силы на прикрепленные к нему вертикальные конические штыри с возможностью их перемещения силовым механизмом к V-образному амортизатору и размещения конических штырей в ответных отверстиях верхней металлической пластины и упругого материала V-образного амортизатора до их упора в его нижнюю металлическую пластину, выполненную цельной.The specified technical result is achieved by the fact that in the device for controlling the position of wheelsets of a freight car bogie in a railway track, including a V-shaped shock absorber made of upper and lower metal plates with an elastic material placed between them, installed between the supporting surfaces of the adapter mounted on the axle box bearing, and the axle box opening of the side frame of the bogie, in the spring opening of the side frame of the bogie under the bolster, an actuator is installed to act on the power mechanism located inside the side frame of the bogie above the axle box opening to transfer the vertical force to the vertical conical pins attached to it with the possibility of their movement by a power mechanism to the V-shaped shock absorber and placing the conical pins in the reciprocal holes of the upper metal plate and the elastic material of the V-shaped shock absorber until they rest against its bottom metal plate, which is made in one piece.

Также технический результат достигается тем, что в способе управления положением колёсных пар тележки грузового вагона, заключающемся в установке между опорными поверхностями буксового проёма боковой рамы и адаптера, установленного на буксовый подшипник, упругого V-образного амортизатора, выполненного из верхней и нижней металлических пластин с размещённым между ними упругим материалом, внутри боковой рамы тележки над буксовым проёмом устанавливают силовой механизм для управления положением колёсных пар, на который воздействуют посредством исполнительного механизма, который размещают в рессорном проёме боковой рамы тележки под надрессорной балкой таким образом, что при загрузке грузового вагона прикрепленные к силовому механизму вертикальные конические штыри перемещаются силовым механизмом к V-образному амортизатору, входят в ответные отверстия верхней металлической пластины и упругого материала V-образного амортизатора до упора в его нижнюю металлическую пластину, выполненную цельной, тем самым увеличивают жёсткость упругого V-образного амортизатора в продольном и поперечном направлениях, что улучшает вписывание грузового вагона в кривые участки железнодорожного пути.Also, the technical result is achieved by the fact that in the method of controlling the position of the wheelsets of a freight car bogie, which consists in installing between the supporting surfaces of the axle box opening of the side frame and the adapter mounted on the axle bearing, an elastic V-shaped shock absorber made of upper and lower metal plates with a between them with an elastic material, inside the side frame of the bogie above the axle box opening, a power mechanism is installed to control the position of the wheel pairs, which is acted upon by means of an actuator that is placed in the spring opening of the side frame of the bogie under the bolster in such a way that, when loading a freight car, they are attached to the power mechanism, the vertical conical pins are moved by the power mechanism to the V-shaped shock absorber, enter the reciprocal holes of the upper metal plate and the elastic material of the V-shaped shock absorber until it stops in its bottom metal plate, which is made in one piece, thereby increasing the rigidity of the elastic V-shaped shock absorber in the longitudinal and transverse directions, which improves the fitting of a freight car into curved sections of the railway track.

Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

- на фиг. 1 изображено устройство управления положением колесных пар тележки при порожнем грузовом вагоне;- in Fig. 1 shows a device for controlling the position of the wheel pairs of a bogie with an empty freight car;

- на фиг. 2 изображено устройство управления положением колесных пар тележки при нагруженном грузовом вагоне;- in Fig. 2 shows a device for controlling the position of the wheel pairs of a bogie with a loaded freight car;

- на фиг. 3 изображена выноска А фиг. 2.- in Fig. 3 shows callout A of FIG. 2.

Устройство для управления положением колёсных пар тележки грузового вагона включает V-образный амортизатор 1, выполненный из верхней 2 и нижней 3 металлических пластин с размещённым между ними упругим материалом 4, установленный между опорными поверхностями адаптера 5, установленного на буксовом подшипнике 6, и буксового проёма 7 боковой рамы 8 тележки. Внутри боковой рамы 8 тележки над буксовым проёмом 7 установлен силовой механизм 9 для передачи вертикальной силы на вертикальные конические штыри 10, прикрепленные к нему и выполненные с возможностью их перемещения силовым механизмом 9 к V-образному амортизатору 1 с размещением вертикальных конических штырей 10 в ответных отверстиях 11 верхней металлической пластины 2 и упругого материала 4 V-образного амортизатора 1 до упора в нижнюю металлическую пластину 3 V-образного амортизатора, выполненную цельной.The device for controlling the position of wheelsets of a freight car bogie includes a V-shaped shock absorber 1 made of upper 2 and lower 3 metal plates with an elastic material 4 placed between them, installed between the supporting surfaces of the adapter 5 mounted on the pedestal bearing 6, and the pedestal opening 7 side frame 8 trolley. Inside the side frame 8 of the bogie above the axle box opening 7, a power mechanism 9 is installed to transfer the vertical force to the vertical conical pins 10 attached to it and made with the possibility of moving them by the power mechanism 9 to the V-shaped shock absorber 1 with the placement of the vertical conical pins 10 in the mating holes 11 of the upper metal plate 2 and the elastic material 4 of the V-shaped shock absorber 1 until it stops against the lower metal plate 3 of the V-shaped shock absorber, which is made in one piece.

На силовой механизм 9 воздействуют посредством исполнительного механизма 12, размещённого в рессорном проёме 13 боковой рамы 8 тележки под надрессорной балкой 14.The power mechanism 9 is affected by the actuator 12, located in the spring opening 13 of the side frame 8 of the truck under the bolster 14.

Работу устройства и реализацию способа управления положением колесных пар тележки грузового вагона в железнодорожном пути рассмотрим в процессе изменения вертикальной нагрузки, воздействующей на V-образный амортизатор, при нагруженном и порожнем грузовом вагоне.The operation of the device and the implementation of the method for controlling the position of the wheel pairs of a freight car bogie in a railway track will be considered in the process of changing the vertical load acting on the V-shaped shock absorber, with a loaded and empty freight car.

В процессе движения порожнего грузового вагона в кривых участках пути вертикальные конические штыри 10 (например, штоки гидроцилиндров), прикрепленные к силовому механизму 9 (например, исполнительному гидроцилиндру), размещенному над буксовым проёмом 7 в боковой раме 8 тележки, и выполненные с возможностью их перемещения силовым механизмом 9 к V-образному амортизатору 1, установленному между опорными поверхностями адаптера 5, установленного на буксовом подшипнике 6, и буксового проёма 7 боковой рамы 8 тележки, находятся в верхнем положении, не контактируют с V-образным амортизатором 1 и не влияют на продольную вдоль продольной оси тележки и поперечную продольной оси тележки жесткости V-образного амортизатора 1.During the movement of an empty freight car in curved sections of the track, vertical conical pins 10 (for example, hydraulic cylinder rods) attached to a power mechanism 9 (for example, an executive hydraulic cylinder) located above the axle box opening 7 in the side frame 8 of the truck, and made with the possibility of moving them power mechanism 9 to the V-shaped shock absorber 1, installed between the supporting surfaces of the adapter 5 mounted on the axle bearing 6, and the axle box opening 7 of the side frame 8 of the truck, are in the upper position, do not contact with the V-shaped shock absorber 1 and do not affect the longitudinal along the longitudinal axis of the bogie and transverse to the longitudinal axis of the bogie stiffness of the V-shaped shock absorber 1.

После загрузки вагона исполнительный механизм 12 (например, задающий гидроцилиндр), размещенный в рессорном проеме 13 боковой рамы 8 тележки под надрессорной балкой 14 воздействует на соединенный с ним силовой механизм 9, расположенный внутри боковой рамы 8 над буксовым проемом 7 тележки. Силовой механизм 9, в свою очередь, воздействует на прикрепленные к нему вертикальные конические штыри 10, и перемещает их в направлении V-образного амортизатора 1 в ответные отверстия верхней металлической пластины 2 и упругого материала 4 V-образного амортизатора 1 до упора в его нижнюю металлическую пластину 3, увеличивая при этом продольную вдоль продольной оси тележки и поперечную продольной оси тележки жесткости V-образного амортизатора 1. After loading the car, the actuator 12 (for example, a master hydraulic cylinder) located in the spring opening 13 of the side frame 8 of the truck under the bolster 14 acts on the power mechanism 9 connected to it, located inside the side frame 8 above the axle box opening 7 of the truck. The power mechanism 9, in turn, acts on the vertical conical pins 10 attached to it, and moves them in the direction of the V-shaped shock absorber 1 into the reciprocal holes of the upper metal plate 2 and the elastic material 4 of the V-shaped shock absorber 1 until it stops in its lower metal plate 3, while increasing the longitudinal along the longitudinal axis of the bogie and transverse to the longitudinal axis of the bogie stiffness of the V-shaped shock absorber 1.

Применение изобретения улучшит управление положением колесных пар тележки в железнодорожном пути и вписывание грузового вагона в кривые участки железнодорожного пути за счёт принудительного изменения продольной вдоль продольной оси тележки и поперечной продольной оси тележки жесткостей в зависимости от загрузки вагона.The application of the invention will improve the control of the position of the wheel sets of the bogie in the railway track and the fit of the freight car into curved sections of the railway track due to the forced change of the longitudinal along the longitudinal axis of the bogie and the transverse longitudinal axis of the bogie stiffness depending on the load of the car.

Claims

1. A device for controlling the position of wheelsets of a freight car bogie in a railway track, including a V-shaped shock absorber made of upper and lower metal plates with an elastic material placed between them, installed between the supporting surfaces of an adapter mounted on an axle bearing and a side axle box opening. bogie frame, characterized in that in the spring opening of the side frame of the bogie under the bolster, an actuator is installed to act on the power mechanism located inside the side frame of the bogie above the axle box opening, to transfer the vertical force to the vertical conical pins attached to it with the possibility of moving them with a power by a mechanism to the V-shaped shock absorber and placing the conical pins in the reciprocal holes of the upper metal plate and the elastic material of the V-shaped shock absorber until they rest against its bottom metal plate, which is made in one piece.

2. A method for controlling the position of wheelsets of a freight car bogie, which consists in installing between the supporting surfaces of the axle box opening of the side frame and the adapter mounted on the axle bearing, an elastic V-shaped shock absorber made of upper and lower metal plates with an elastic material placed between them, which differs by the fact that inside the side frame of the bogie above the box opening a power mechanism is installed to control the position of the wheel pairs, which is acted upon by means of an actuator that is placed in the spring opening of the side frame of the bogie under the bolster in such a way that when loading a freight car, the vertical the conical pins are moved by the power mechanism to the V-shaped shock absorber, enter the reciprocal holes of the upper metal plate and the elastic material of the V-shaped shock absorber until it stops in its bottom metal plate, which is made in one piece, thereby increasing the rigidity of the elastic V-shaped shock absorber in the longitudinal and transverse directions , which improves the fitting of a freight car into curved sections of the railway track.