Спосіб компенсування прогинання осі візка залізничного вагона та спосіб зменшення концентрації навантаження на поверхню контакту між боковиною та віссю та візок вантажного вагона (варіанти)

Номер патенту: 93983

Опубліковано: 25.03.2011

Автори: Берг Томас Р., Фішер Курт, Майерс Джеймс

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб компенсування прогинання осі візка залізничного вантажного вагона, який має боковину, що має буксову щелепу з верхньою ділянкою, та підшипниковий вузол під верхньою ділянкою буксової щелепи, спосіб включає етап:

надання верхній ділянці буксової щелепи кутоподібної форми для того, щоб відповідати адаптеру підшипника, при цьому в основному вирівнюється контакт адаптера підшипника з верхньою ділянкою буксової щелепи, коли візок вантажного вагона знаходиться під навантаженням.

2. Спосіб за п. 1, який додатково містить етап розміщення підшипникового вузла в адаптері підшипника перед тим, як розміщувати підшипниковий вузол під верхньою ділянкою буксової щелепи.

3. Спосіб за п. 1, в якому прогинання (під навантаженням) має кут прогинання, який лежить в межах від 0 до 5 градусів.

4. Спосіб зменшення концентрації навантаження на поверхню контакту між боковиною та віссю і візком вантажного вагона, який має боковину з двома розташованими на протилежних кінцях боковини буксовими щелепами, які мають верхні ділянки, вісь в кожній верхній ділянці буксової щелепи з підшипниковим вузлом та адаптером підшипника, які приєднано до кінця осі, спосіб включає етап:

створення розташованої під кутом поверхні контакту між верхньою ділянкою буксової щелепи та адаптером підшипника, при цьому адаптер підшипника контактує з верхньою ділянкою буксової щелепи та в основному рівномірно передає навантаження від вантажного вагона на підшипниковий вузол.

5. Спосіб за п. 4, в якому адаптер підшипника виконаний таким чином, що він утворює гострий кут з верхньою ділянкою буксової щелепи.

6. Спосіб за п. 5, в якому кут між адаптером підшипника та верхньою ділянкою буксової щелепи складає від 0 до 5 градусів.

7. Спосіб за п. 5, в якому адаптер підшипника контактує з верхньою ділянкою буксової щелепи в основному рівномірно та передає навантаження від вантажного вагона в основному рівномірно від верхньої ділянки буксової щелепи до підшипникового вузла.

8. Візок вантажного вагона, який містить:

боковину з буксовою щелепою;

підшипниковий вузол усередині буксової щелепи;

верхню ділянку буксової щелепи, сформовану в буксовій щелепі, яка виконана кутоподібною для того, щоб в основному рівномірно розподіляти навантаження від вантажного вагона між верхньою ділянкою буксової щелепи та підшипниковим вузлом.

9. Візок вантажного вагона за п. 8, в якому підшипниковий вузол містить адаптер підшипника, при цьому адаптер підшипника контактує з верхньою ділянкою буксової щелепи.

10. Візок вантажного вагона за п. 8, в якому кутоподібна ділянка є гострокутною з кромкою, щоб відповідати зовнішній кромці адаптера підшипника, коли він знаходиться у ненавантаженому стані.

11. Візок вантажного вагона за п. 8, в якому кут нахилу кутоподібної ділянки є аксіальним кутом в межах від 0 до 5 градусів.

12. Візок вантажного вагона за п. 8, в якому прогинання є кутоподібною дугою, причому центр дуги є паралельним до боковини.

13. Візок вантажного вагона за п. 9, в якому кутоподібна поверхня на верхній ділянці буксової щелепи в основному рівномірно контактує з адаптером підшипника, коли вантажний вагон завантажено.

14. Візок вантажного вагона, який містить:

боковину з двома верхніми ділянками буксової щелепи, розташованими на протилежних кінцях боковини;

вісь, розташовану під верхньою ділянкою буксової щелепи; та

підшипниковий вузол та адаптер підшипника, приєднані до кінців осі, які утворюють розташовану під кутом поверхню контакту між верхньою ділянкою буксової щелепи та верхньою ділянкою підшипника, яка в основному рівномірно передає навантаження від вантажного вагона на підшипниковий вузол.

15. Візок вантажного вагона за п. 14, в якому адаптер підшипника виконаний таким чином, що він знаходиться під гострим кутом до верхньої ділянки буксової щелепи.

16. Візок вантажного вагона за п. 15, в якому кут між адаптером підшипника та верхньою ділянкою буксової щелепи знаходиться в межах від 0 до 5 градусів.

17. Візок вантажного вагона за п. 14, в якому адаптер підшипника контактує з верхньою ділянкою буксової щелепи в основному рівномірно та передає вагу вантажного вагона в основному рівномірно від верхньої частини буксової щелепи до підшипникового вузла.

18. Пристрій за п. 14, в якому розташована під кутом поверхня контакту є дугою з центром дуги, паралельним до боковини.

Текст

1. Спосіб компенсування прогинання осі візка залізничного вантажного вагона, який має боковину, що має буксову щелепу з верхньою ділянкою, та підшипниковий вузол під верхньою ділянкою буксової щелепи, спосіб включає етап: надання верхній ділянці буксової щелепи кутоподібної форми для того, щоб відповідати адаптеру підшипника, при цьому в основному вирівнюється контакт адаптера підшипника з верхньою ділянкою буксової щелепи, коли візок вантажного вагона знаходиться під навантаженням. 2. Спосіб за п.1, який додатково містить етап розміщення підшипникового вузла в адаптері підшипника перед тим, як розміщувати підшипниковий вузол під верхньою ділянкою буксової щелепи. 3. Спосіб за п.1, в якому прогинання (під навантаженням) має кут прогинання, який лежить в межах від 0 до 5 градусів. 4. Спосіб зменшення концентрації навантаження на поверхню контакту між боковиною та віссю і візком вантажного вагона, який має боковину з двома розташованими на протилежних кінцях боковини буксовими щелепами, які мають верхні ділянки, вісь в кожній верхній ділянці буксової щелепи з підшипниковим вузлом та адаптером підшипника, які приєднано до кінця осі, спосіб включає етап: створення розташованої під кутом поверхні контакту між верхньою ділянкою буксової щелепи та адаптером підшипника, при цьому адаптер підшипника контактує з верхньою ділянкою буксової щелепи та в основному рівномірно передає наванта 2 (19) 1 3 93983 4 вісь, розташовану під верхньою ділянкою буксової щелепи; та підшипниковий вузол та адаптер підшипника, приєднані до кінців осі, які утворюють розташовану під кутом поверхню контакту між верхньою ділянкою буксової щелепи та верхньою ділянкою підшипника, яка в основному рівномірно передає навантаження від вантажного вагона на підшипниковий вузол. 15. Візок вантажного вагона за п.14, в якому адаптер підшипника виконаний таким чином, що він знаходиться під гострим кутом до верхньої ділянки буксової щелепи. 16. Візок вантажного вагона за п.15, в якому кут між адаптером підшипника та верхньою ділянкою буксової щелепи знаходиться в межах від 0 до 5 градусів. 17. Візок вантажного вагона за п.14, в якому адаптер підшипника контактує з верхньою ділянкою буксової щелепи в основному рівномірно та передає вагу вантажного вагона в основному рівномірно від верхньої частини буксової щелепи до підшипникового вузла. 18. Пристрій за п.14, в якому розташована під кутом поверхня контакту є дугою з центром дуги, паралельним до боковини. Даний винахід відноситься до візків залізничних вантажних вагонів, і, зокрема, до боковини візка залізничного вантажного вагона та поверхні контакту між боковиною візка та підшипниковим вузлом. Боковини візків залізничних вантажних вагонів відомі як такі, що мають таке конструктивне виконання буксової щелепи, що вона є плоскою в горизонтальній проекції чи вигинається з максимальним радіусом у 15 дюймів вздовж бічних кромок, починаючи від центральної лінії. Максимальний радіус у 15 дюймів встановлений стандартом Асоціації Американських Залізниць (AAR) S-325-94, "Limiting Dimensions for AAR Alternate Standard Pedestal Type Sideframes." Плоска горизонтальна верхня ділянка таких відомих конструктивних рішень не компенсує прогинання надресорної балки та вісі, які виникають за умови, коли вагон завантажено. З підвищеними навантаженнями на вісь, які зазвичай існують в цій галузі, це прогинання збільшується. Поєднання підвищеного навантаження на вісь та збільшеного прогинання призводить до того, що додаткове навантаження концентрується на підшипниковому вузлі, наприклад на внутрішньому кільці елементів роликового підшипника, які є частиною розташованого на кінці осі підшипникового вузла. Одним з прикладів підшипникового вузла є роликовий підшипник, і навантаження буде концентруватися на внутрішньому кільці елементів роликового підшипника. Така підвищена концентрація навантаження зменшує строк служби підшипникового вузла. В одному з варіантів здійснення даного винаходу представлено підшипниковий вузол, який включає адаптер підшипника. Один з варіантів здійснення даного винаходу представляє розташовану під кутом негоризонтальну поверхню у верхній ділянці буксової щелепи боковини. В одному з варіантів здійснення даного винаходу кут нахилу є відносним до поздовжніх осей боковини. Кут вибрано таким чином, щоб компенсувати прогинання надресорної балки та осі, коли вагон завантажено, та розподілити навантаження по довжині підшипникового вузла з метою зниження концентрування навантаження на підшипниковий вузол. Інший варіант здійснення даного винаходу представляє розташовану під кутом негоризонтальну поверхню адаптера підшипника. Кут нахилу адаптера підшипника при цьому є відносним до поздовжніх осей верхньої ділянки буксової щелепи боковини. Кут вибрано таким чином, щоб компенсувати прогинання надресорної балки та осі, коли вагон завантажено, та розподілити навантаження по довжині підшипникового вузла з метою зниження концентрування навантаження на підшипниковому вузлі. Короткий опис винаходу Предметом даного винаходу є спосіб компенсування прогинання вісі візка залізничного вантажного вагона, який має боковину, що має буксову щелепу з верхньою ділянкою, та підшипниковий вузол під верхньою ділянкою буксової щелепи, та який включає етап: надання верхній ділянці буксової щелепи такої форми, щоб вона дозволяла рівномірно аксіально розподілити навантаження по підшипниковому вузлу. Іншим предметом даного винаходу є спосіб зменшення концентрації навантаження на поверхню контакту між боковиною та віссю і візком вантажного вагона, який має боковину з двома розташованими на протилежних кінцях боковини буксовими щелепами, які мають верхні ділянки, вісь в кожній верхній ділянці буксової щелепи з підшипниковим вузлом та адаптером підшипника, які приєднано до кінця осі, та який включає етап: створення розташованої під кутом поверхні контакту між верхньою ділянкою буксової щелепи та адаптером підшипника, при цьому адаптер підшипника контактує з верхньою ділянкою буксової щелепи та в основному рівномірно передає навантаження від вантажного вагона на підшипниковий вузол. Іншим предметом даного винаходу є пристосування для компенсування прогинання вісі у залізничному візку вантажного вагона, коли він знаходиться під навантаженням. Іншим предметом даного винаходу є візок вантажного вагона, який містить: боковину з буксовою щелепою; підшипниковий вузол усередині буксової щелепи; 5 верхню ділянку буксової щелепи, сформовану в буксовій щелепі, яка виконана кутоподібною для того, щоб в основному рівномірно розподіляти навантаження від вантажного вагону між верхньою ділянкою буксової щелепи та підшипниковим вузлом. Ще одним предметом даного винаходу є візок вантажного вагона, який містить: боковину з двома верхніми ділянками буксової щелепи, розташованими на протилежних кінцях боковини; вісь, розташовану під верхньою ділянкою буксової щелепи; та підшипниковий вузол та адаптер підшипника, приєднані до кінців осі, які утворюють розташовану під кутом поверхню контакту між верхньою ділянкою буксової щелепи та верхньою ділянкою підшипника, яка в основному рівномірно передає навантаження від вантажного вагона на підшипниковий вузол. Фіг.1 є видом у перспективі залізничного візка, на якому показано буксову, щелепу боковини у відповідності з одним з варіантів здійснення даного винаходу. Фіг.2 є деталізованим видом бічного перетину підшипникового вузла, осі та боковини у відповідності з варіантом здійснення даного винаходу, коли вони знаходяться у ненавантаженому стані. Фіг.3 є бічним перетином відомих з попереднього рівня техніки підшипникового вузла, осі та боковини, коли вони знаходяться у ненавантаженому стані. Фіг.4 є бічним перетином відомих з попереднього рівня техніки підшипникового вузла, осі та боковини, коли вони знаходяться під навантаженням. Фіг.5 є бічним перетином підшипникового вузла, осі та боковини відповідно до варіанту здійснення даного винаходу, коли вони знаходяться у ненавантаженому стані. Фіг.6 є бічним перетином підшипникового вузла, осі та боковини відповідно до варіанту здійснення даного винаходу, коли вони знаходяться під навантаженням. Фіг.7 є бічним перетином підшипникового вузла, осі та боковини відповідно до другого варіанту здійснення даного винаходу, коли вони знаходяться у ненавантаженому стані. Фіг.8 є бічним перетином підшипникового, вузла, осі та боковини відповідно до другого варіанту здійснення даного винаходу, коли вони знаходяться під навантаженням. На Фіг.1 малюнків зображено залізничний візок 10, який має буксову щелепу боковини 11. Залізничний візок 10 має першу боковину 12 та другу ідентичну їй боковину 12, рознесені по ширині одна відносно одної та розташовані в основному паралельно поздовжній осі візка L. Кожна боковина 12 має внутрішню поверхню 13 та зовнішню поверхню 14. Боковини 12 попарно посаджені на пару рознесених колісних пар 4. Одна колісна пара 4 містить вісь 16V посаджені на неї колеса 18 та підшипникові вузли 25. Вісь 16 має перший кінець осі 15 та другий кінець осі 17. Підшипникові вузли 93983 6 25 посаджено на перший кінець осі 15 та на другий кінець осі 17. Кожна з боковин 12 має буксову щелепу 50 на кожному кінці і виріз для надресорної балки 23 на середній ділянці боковини. Надресорна балка 20 тягнеться між вирізами для надресорної балки боковин 23 та підтримується на ресорах 22. Надресорна балка 20 може бути приєднана до візка знизу до розташованої в центрі центральної пластини 21. На Фіг.2, яка зображує один з варіантів здійснення даного винаходу, підшипниковий вузол 125 встановлений на кінці осі 117 за допомогою підкладного кільця 125А, а на іншому кінці осі за допомогою підкладного кільця 125В. Підшипниковий вузол 125 містить роликовий підшипник 125с із зовнішнім кільцем 126 та внутрішнім кільцем 124. Внутрішнє кільце 124 посаджено на кінець осі 117 і обертається разом з кінцем осі 117. Адаптер підшипника 170 контактує із зовнішнім кільцем 126. Верхня ділянка буксової щелепи 111 контактує з адаптером підшипника 170, в деяких варіантах адаптера підшипника 170 може не бути, і верхня ділянка буксової щелепи може знаходитися у безпосередньому контакті із зовнішнім кільцем 126. На Фіг.3 та 4 зображено конструкцію, відому з попереднього рівня техніки. На Фіг.3 боковина 50, підшипниковий вузол 25, адаптер підшипника 70 та верхня ділянка буксової щелепи 11 зображені у ненавантаженому стані. Верхня ділянка буксової щелепи 11 в основному є горизонтальною і в ненавантаженому стані навантаження розподіляється рівномірно. Треба зазначити, що навантаження у підшипниковому вузлі 25 у ненавантаженому стані є досить незначним, складається виключно з ваги незавантаженого вантажного вагона, зазвичай від 40,000 до 60,000 фунтів, і розподіляється між чотирма ділянками на два візки вантажного вагона. Після завантаження додаються від 200,000 до 250,000 додаткових фунтів навантаження, по половині на кожен візок. На Фіг.4 показані боковина 50, підшипниковий вузол 25, адаптер підшипника 70 та верхня ділянка буксової щелепи 11, які знаходяться під навантаженням. Дія навантаження обумовлює появу кута прогинання від 0-5 градусів, причому навантаження концентрується на внутрішній ділянці зовнішнього кільця підшипника 26, що призводить до непотрібного напруження у підшипниковому вузлі 25. На Фіг.5, у відповідності з одним з варіантів здійснення даного винаходу, зображені верхня ділянка буксової щелепи 111, підшипниковий вузол 125 та перехідник 170 разом з віссю 117, колесами 118, боковиною 112 та надресорною балкою 120 у ненавантаженому стані. Верхня ділянка буксової щелепи 111 має компенсуючий прогинання кут b, вирізаний у верхній ділянці буксової щелепи 111. Компенсуючий прогинання кут b, який має значення від 0 до 5 градусів, сформовано таким чином, щоб рівномірно розподілити навантаження на адаптер підшипника .170 та підшипниковий вузол 125, коли візок знаходиться під навантаженням. 7 У ненавантаженому стані, як показано на Фіг.5, вага порожнього вантажного вагона концентрується на зовнішніх ділянках адаптера підшипника 170 та зовнішньому кільці підшипника 126. Однак, як було зазначено вище, навантаження підшипника при такому ненавантаженому стані є досить незначним. Вісь 117 при цьому за будь-яких умов є рівною. На Фіг.6, у відповідності до варіанту здійснення даного винаходу, представленого на Фіг.5, зображено верхню ділянку буксової щелепи 111, підшипниковий вузол 125 та адаптер підшипника 170 під навантаженням. Вісь 117 вигинається завдяки навантаженню, яке вона отримує на кінцях через підшипники 125, адаптер підшипника 170 та боковини 112. Надресорна балка 120 також вигинається, що призводить до спрямованого назовні зсуву боковини 112. Однак, через те, що, верхня ділянка буксової щелепи 111 має компенсуючий прогинання кут b, вирізаний у верхній ділянці буксової щелепи 111, навантаження рівномірно розподіляється від верхньої ділянки буксової щелепи 111 до адаптера підшипника 170 та підшипникового вузла 125. На Фіг.7 показаний інший варіант здійснення даного винаходу. Показані верхня ділянка буксової щелепи 211, підшипниковий вузол 225, адаптер підшипника 270 разом із боковиною 212, віссю 217, колесами 218 та надресорною балкою 220. Адаптер підшипника 270 має компенсуючий прогинання 93983 8 кут с, вирізаний в ньому. Компенсуючий прогинання кут с знаходиться в межах від 0 до 5 градусів. Такий кут формується для того, щоб рівномірно розподілити навантаження на адаптер підшипника 270 та підшипниковий вузол 225 під навантаженням. При відсутності завантаження, як це зображено на Фіг.7, навантаження від порожнього вантажного вагона концентрується на верхній ділянці адаптера підшипника 270 і таким чином на зовнішньому кільці підшипника 226. Однак, як зазначалося раніше, навантаження на підшипник при такому ненавантаженому стані є досить незначним. Вісь 117 за будь-яких умов залишається прямою. На Фіг.8 показаний варіант здійснення даного винаходу, представлений на Фіг.7, під навантаженням. Зображені верхня ділянка буксової щелепи 211, підшипниковий вузол 225 та адаптер 270. Вісь 217 прогинається завдяки навантаженню, яке вона отримує на своїх кінцях через підшипники 225, адаптер підшипника 270 та боковину 212 Боковина 220 також зміщується назовні завдяки вигинанню під навантаженням надресорної балки 120. Однак, так як адаптер підшипника має вирізаний в ньому компенсуючий прогинання кут с, навантаження на верхню ділянку буксової щелепи 211 рівномірно розподіляється від верхньої ділянки буксової щелепи 211, через адаптер підшипника 270 до підшипникового вузла 225. 9 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 93983 Підписне 10 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method of compensation of bending of axle of car truck and method of reduction of load concentration on surface of contact between sideframe and axle and freight truck (embodiments)

Автори англійською

Berg Thomas R., Fisher Kurt, Myers James

Назва патенту російською

Способ компенсации прогибания оси тележки железнодорожного вагона и способ уменьшения концентрации нагрузки ha поверхность kohtakta между боковиной и осью и тележка грузового вагона (варианты)

Автори російською

Берг Томас P, Фишер Курт, Майерс Джеймс

МПК / Мітки

МПК: B61F 5/26

Мітки: спосіб, поверхню, зменшення, концентрації, компенсування, залізничного, вантажного, вагона, осі, прогинання, варіанти, навантаження, віссю, контакту, боковиною, візок, візка

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/5-93983-sposib-kompensuvannya-proginannya-osi-vizka-zaliznichnogo-vagona-ta-sposib-zmenshennya-koncentraci-navantazhennya-na-poverkhnyu-kontaktu-mizh-bokovinoyu-ta-vissyu-ta-vizok-vantazhn.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб компенсування прогинання осі візка залізничного вагона та спосіб зменшення концентрації навантаження на поверхню контакту між боковиною та віссю та візок вантажного вагона (варіанти)</a>

Подібні патенти