RS20060233A - Točak za teretni vagon i osovinski sklop - Google Patents

Abstract

Pronalazak se odnosi na točkove teretnih vagona sa većim i manjim prečnicima, kao i na osovinske sklopove sa točkovima ove vrste za trčeće sklopove koji zavise od visoko pasivnog radijalnog postavljenja pri prolasku kroz krivine i koji moraju da ostanu stabilni pri velikim brzinarna. Kao rezultat relativno velikog ulaznog prečnika u prelaznom području od gazeće povrsine do venca točka, profil točka prema pronalasku je naznačen malom ekvivalentnom konusnošću. Ovim se omogućava mirnije kretanje osovinskog sklopa kada se on kreće pravolinijski. U krivinama postoji zadovoljavajuca razlika krugova kotrljanja što omogućava manje habanje.

Description

TOČAKZA TRANSPORTNI VAGON I SKLOP TOČKA

Pronalazak se odnosi na točkove železničkih transportnih vagona sa različitim prečnicima mernog kruga, kao i na zupčanike koji imaju ovakve točkove.

UIC instrukcioni list 510-2, Medjunarodni savez železnica, Beuth Verlag GmbH, 10787 Berlin sadrži uslove za izgradnju i održavanje točkova putničkih i transportnih vagona, koji se koriste u medjunarodnom saobraćaju. On obuhvata prečnike točkova od 330 do 1000 mm i za sklop točka navodi dozvoljeno opterećenje materijala točka i šine. Profil točka ( profil kretanja) opisan je u UIC instrukcionom listu za različite opsege. Profil kretanja točka ima unutrašnju površinu prirubnice točka ili spoljnu čeonu površinu točka, na koju se nadovezuje prirubnica točka. Prirubnica profila kretanja opisana je unutrašnjim bokom prirubnice šine, i spoljašnjim vrhom prirubnice šine i spoljašnjim bokom prirubnice šine. Prirubnica šine prelazi u šupljinu profila kretanja, na koju se nadovezuje površina kretanja. Kao posledica se javlja naginjanje spoljnih delova površine kretanja, spoljašnje zakošenje površine kretanja i spoljne površine prirubnice točka ili spoljne čeone površine točka. Nadalje je profil kretanja opisan visinom prirubnice šine, debljinom prirubnice šine, širinom prirubnice točka ili čeone površine točka, mernim prečnikom, poluprečnicima vrhova prirubnice točka, poluprečnikom šupljine profila kretanja i uglom spoljašnjeg boka prirubnice točka. Profil je uvek opisan u fiksnom koordinatnom sistemu , čiji se početak (y = 0, x = 0) nalazi u mernoj kružnoj ravni (750 mm od centralne ravni sklopa točka).

Takodje se navode i reference koje se odnose na Konstrukciju i rad železnica, uvek u smislu odgovarajućih saveznih država BOA, propisa za konstrukciju i održavanje (EBO), železničkih propisa za konstrukciju i rad železnica (model), Medjunarodnih propisa za vagone (RIC) i Medjunarodnih propisa za vozila (RIV).

Prema postojećem stanju tehnike postoji više profila točkova, čiji su primeri uključeni u profil točka S1002 (UIC 510-1), koji se uobičajeno koristi za obrtna postolja kod vagona za transport dobara sa sklopom točka normalne veličine, i profil točka SBB32-3, koji se koristi prvenstveno pri vuči vagoneta sa malim sklopovima točkova. Profili sa ekstremno ravnim površinama kretanja su takodje poznati za ostvarivanje najmirnijih mogućih kretanja.

Profil točka S1002 je profil koji je prilagodjen za gradijent šina 1:40 i koji je karaktersitičan po tome što za vreme procesa habanja ostaje najvećim delom nepromenjenog oblika u odnosu na put kretanja i malo se menja u pogledu karaktersitika kretanja. U odnosu na navedeno profil S1002 može se smatrati kao habajući profil. Ugao prirubnice prirubnice točka je 70°. Mana ovakvog profila je što nastaje mala razlika u poluprečnicima izmedju desnog i levog točka usled minimalnog zazora u medjuprostoru točka, posebno na šinama sa ugradjenim gradijentom 1:20. Ovo ima posebno negativni efekat u slučaju kretanja zupčanika sa nesamoupravljivim osovinama, kao što je to slučaj, naprimer, kod Y25 obrtnih postolja. Zbog odsustva AR funkcije, sklop točka nije u stanuju da razvije dovoljnu upravljačku silu da lako pogoni obrtno postolje u krivini pri kontaktu sa prirubnicom točka Kao rezultat kontakta sa prirubnicom točka nastaje diskontinualno upravljačko kretanje i velike kvazi-statičke transverzalne sile, koje lako mogu da prevazidju granične vrednosti opterećenja puta. Ovo se posebno odnosi na jake krivine. Dalja mana je promenljiva derivacija AR funkcije pri linijskom gradijentu 1:20.

Profil točka SBB32-3 je razvijen specijalno za male prečnike kretanja i ponovo za vuču železničkih vagona. Za razliku u odnosu na profil S1002, on se razlikuje posebno strmijim uglom prirubnice od 75° umesto da je 70° Relevantna površina površine kretanja ima ravnomerniji nagib i tako manje prečnike kretanja u odnosu na onu kod S1002. Širina prirubnice točka od 135 mm je identična širini kod S1002 Poluprečnik od 216 mm na ulazu u nagib prirubnice točka počinje u centru merne kružne ravni.. Posle približno 26 mm u pravcu prirubnice poluprečnik od 216 mm prelazi u poluprečnik od 17,7 mm, a onda prelazi u poluprečnik od 13 mm posle daljih 7 mm. Sa debljinom prirubnice od 32,2 mm, profil SBB32-3 se takodje nalazi unutra opsega profila S1002.

Ovde je mana što za slučaj profila SBB32.3 ne postoji bilo kakva samoupravljačka funkcija točka zbog relativno male razlike u poluprečniku izmedju desnog i levog točka usled pomeranja sklopa točka u medjuprostor točka (AR funkcija). Dalja mana je promenljiva derivacija AR funkcije u prelazu od površine kretanja ka prirubnici točka , što čini nemogućim korišćenje većih razlika poluprečnike kretanja . Zbog male koničnosti profila točka postoji dovoljna stabilnost kretanja u pravoj liniji. Profil točka nije dimenziono stabilan.

Dalja mana gore navedenog profila točka je u činjenici daje vrednost Y/Q suviše visoka.

Predmet pronalaska je ostvaren karakteristikama koje su date u Zahtevu 1 i Zahtevu 8. Dalje prednosti primera pronalaska su opisane u zavisnim Zahtevima.

Točkovi prema pronalasku su posebno namenjeni za sklopove točkova u zupčanicima, koji se oslanjaju na jako pasivno radijalno pozicioniranje pri prolazu kroz krivine i koji mora da ostane stabilan pri velikim brzinama vožnje. Zbog relativno velikih poluprečnika ulaza u prelaznu oblast od površine kretanja ka prirubnici točka , profil točka točkova je izražen sa malom ekvivalentnom konusnošću. Ovo obezbedjuje ravnomernije kretanje sklopa točka, dok je kretanje u pravoj liniji. U krivinama postoji ipak dovoljna razlika u kretanju.

Ovo rezultira smanjenim trenjem i habanjem, posebno u odnosu na bok prirubnicu točka. U slučaju ponovnog profiliranja nije potrebno da se skine toliko zapremine kao za konvencionalne profile točkova.

Odlučujuća prednost profila točka točkova prema pronalasku je što se šine sa gradijentima i 1: 20 i 1: 40, znači šine sa drugim gradijentima, mogu podešavati do optimalnog stepena. Izabrana kontura profila točka kombinovana sa sadašnjim profilima točka, tj. UIC60, osigurava kontinualno kretanje tačaka kontakta točak/šina u širokom dijapazonu profila točka za vreme transverzalnog skretanja sklopa točka Ovim se takodje obezbedjuje ravnomerno smanjenje habanja konture profila, tj. oblik profila točka se više ili manje zadržava. Za profil točka točkova prema pronalasku konstrukcija površine profila točka koji je opisan šupljinom profila kretanja i površinom kretanja je posebno odlučujući faktor. Površine profila točka, koje su opisane inklinacijom spoljnog dela površine kretanja i spoljnog konusa profila kretanja i čeonim površinama prirubnice točka ili spoljne čeone površine točka, mogu se konstruisati strmijim ili položenijim, zavisno od uslova, kao što je odstupanje, naprimer, dvostrukih šina na tačkama prekida, ukrštanju nivoa, gornjeg sloja itd. i zavisno od nastajanja habanja profila točka (tj. nepravilnog kretanje para prirubnica točka/šupljina).

Nadalje će biti detaljno opisana dva primera izvodjenja pronalaska pozivajući se na slike, na kojima:

Slika 1 pokazuje profil točka za transportni vagon sa jednim malim prečnikom točka,

Slike 2a do 2c pokazuju opis profila profila točka sa Slike 1 u fiksnom koordinatnom sistemu, uključujući poluprečnike kružnih segmenata koji opisuju profil,

Slika 3 pokazuje profil točka sa jednim velikim prečnikom točka, i

Slike 4a do 4c pokazuju opis profila profila točka sa Slike 3 u fiksnom koordinatnom sistemu, uključujući poluprečnike kružnih segmenata koji opisuju profil.

Slika 1 pokazuje profil točka za točkove sa jednim malim prečnikom, koji je karakterističan za male točkove sa prečnikom od 330 - 760 mm. Slika 2a pokazuje u obliku tabele pojedinačne koordinate i poluprečnike jednog optimalnog profila za prečnike od 330 - 760 mm, a posebno za prečnik od 380 mm, koje je pronalazač razvio kroz mnoštvo ispitivanja i simulacija, dok Slike 2b i 2c daju opsege vrednosti za koordinate i poluprečnike Pokazalo se da prednosti pronalaska dolaze tek onda do izražaja, kada se koordinate nalaze unutrar navedenih vrednosti datih na Slikama 2b i 2c

Profil točka za male točkove opisan je sa deset opsega, koji se nalaze izmedju tačaka lili. Opis profila daje se u fiksnom koordinatnom sistemu čije se prvobitne vrednosti (y = 0, z = 0) nalaze u mernoj kružnoj ravni (750 mm od ravni sklopa točka). Opisani profil točka predvidjen je za sklopove točkova, koji, prema medjunarodnim propisima (RIC, RIV, UIC), postoje posebno za veličinu točkova izmedju 1421 i 1426 mm.

Opsezi profila točka, koji se nalaze izmedju 1 i 2, 2 i 3, 3 i 4, 5 i 6, 6 i 7, kao i 7 i 8, opisani su kružnim segmentima, pri čemu su kružni segmenti, koji su ostvareni krugovima sa već navedenim centrima Ml do M6 i poluprečnikom R. Kružni segmenti sa navedenim centrima i poluprečnicima prelaze jedan u drugi kontinualno, što znači da nema varijacija na tačkama.

Za povoljne karakteristike kretanja posebno su odlučujući poluprečnici M4, M5 i M6, koji opisuju kružne segmente izmedju tačaka 5 i 6, 6 i 7, kao i 7 i 8. Ovi opsezi nalaze se u šupljini profila kretanja i površine kretanja.

Poluprečnik R16 kruga oko centra M4 nalazi se tolerancijskom području izmedju 15 i 18 mm i kreće se na rastojanju od 30 do 32 mm od bočne površine prirubnice točka, mereno od tačke opterećenja točka na prirubnici točka. Poluprečnik R83 oko centra M5 nalazi se u tolerancijskom područjuod 80 do 84 mm, u kome centar saglasno varira. Poluprečnik R303 oko centra M6 nalazi se u tolerancijskom području od 300 do 305 mm i teži tački udaljenoj 4 do 6 mm udaljenoj od centra mernog kruga, u kome centar saglasno varira. U preporučenom primeru poluprečnici su 16, 83 i 303 mm.

Područje profila izmedju tačaka 4 i 5 opisano je pravom linijom koja seče x osu pod uglom od 75° (ugao spoljnog boka prirubnice točka). Ipak, bočni ugao može da bude i ispod 70°.

Zbog relativno velikog poluprečnika R 303 oko centra M6, u opsegu od 300 do 305 mm, i zbog povezivanja poluprečnika oko centara M5 i M6 od 80 do 84 mm i od 15 do 18 mm respektivno, kombinovano sa smanjenom veličinom točka, manja ekvivalentna konusnost je dobijena kada se sklop točka kreće po pravoj liniji. Na ulazu u jake krivine postoji relativno strm porast konture profila točka tamo gde točak dolazi u dodir sa sklopom točka na oko 16 mm od centra mernog kruga (prečnik) , gledano u pravcu boka prirubnice , što je posledica malog poluprečnika, koji se kreće od 80 do 84 mm oko centra M5. Zbog toga nastaje dovoljno velika AR funkcija da bi se obezbedio sklop točka, dok se kreće u krivini, koji odgovara podešenom momentu usled tangencijalnog longitudinalnog klizanja u opsegu gradijenata šine od 1:20 do 1:40 i više. Poluprečnik oko centra M4 (15 do 18 mm) povezan sa poluprečnikom oko centra M5 (80 do 84 mm) pod uglom od 75° na prelazu ka površini boka je zbog toga veći nego kod profila točka prema postojećem stanju tehnike Kada dodje do kontakta sa prirubnicom točka ostvaruje se garantovani lagani kontakt, bez udara Sledi da ova površina sa profilom šine UIC60 (gradijent 1:20 do 1:40) proizvodi "više konstantnu" prvu derivaciju AR funkcije. Zbog toga neće doći do kontakta u dve tačke izmedju profila točka i profila šine.

Kada ulazi u krivinu, relativno mali poluprečnik R 83 oko centra M5, koji povezuje poluprečnik R 303 oko centra M6, rezultira u strmom povećanju AR funkcije kada prirubnica točka dodje u kontakt sa osloncem na šini. Ovo, nasuprot, rezultira pozitivnim upravljačkim momentom sklopa točka, pa time i boljim radijalnim podešavanjem sklopa točka. Poluprečnik R16, povezan za poluprečnik R 83 u prelazu ka površini boka pod 75°, dozvoljava lagani kontakt, bez udara, izmedju prirubnice točka i oslonca na šini ako postoje bilo kakva odstupanja u krivini šine, koje mogu da se jave ako je oštećena glavni trag. Malo veća ekvivalentna konusnost, koja je posledica veće AR funkcije, kada podešene krivine ne predstavljaju problem zbog toga što veća AR funkcija pri kretanju u krivini je podešena za manje brzine pa se stabilno kretanje predodredjene rute ostvaruje usled centrifugalne sile vagona za prevoz dobara po predvidjenoj trasi.

Slika 3 pokazuje profil točka za velike točkove sa velikim prečnikom, što je karakteristika točkova dimenzija u opsegu od 760 do 1000 mm. Slika 4a pokazuje, preko tablice, individualne koordinate i poluprečnike jednog optimalnog profila za prečnik od 920 mm, koji su pronalazači razvili na osnovu velikog broja testova i simulacija, dok Slike 4b i 4c označavaju opsege vrednosti koordinata i poluprečnika. Pokazano je da se prednosti pronalaska ostvaruju i onda kada se koordinate nalaze unutar opsega vrednosti naznačenih na Slikama 4b i 4c.

Zato su veće vrednosti za veće prečnike u odnosu na one za profil točka za male točkove, koje su date pozivajući se na Slike 1 i 2a do 2c, dobijene za koordinate tačaka i poluprečnika. Zato su takodje ovde opsezi profila točkova izmedju tačaka 6 i 7, 7 i 8 i 8 i 9, koje su opisane krugovima poluprečnika M5, M6 i M7, posebno odlučujući.

Poluprečnik R 16 kruga oko centra M5 nalazi se unutar tolerancijskog opsega izmedju 15 i 18 mm i kreće u bočnu površinu prirubnice točka na rastojanju od 36 do 39 mm, mereno od tačke pritiska izmedju točka i prirubnice točka. Poluprečnik R 83 kruga oko centra M6 nalazi se unutar tolerancijskog opsega izmedju 80 i 84 mm u kome saglasno varira centar. Poluprečnik R 303 kruga oko centra M7 nalazi se unutar tolerancijskog opsega izmedju 300 i 305 mm i kreće se od 1 do 2 mm od centra mernog kruga, u kome centar varira saglasno U preporučenom primeru poluprečnici su 16, 83 i 303 mm. Nasuprot primeru pokazanom na Slikama 1 i 2, ugao boka spoljne prirubnice točka izmedju tačaka 5 i 6 je 70°.

Kada ulazi u jaku krivinu postoji relativno strm porast konture profila točka kada točak dodiruje sklop točka samo na približno 13 mm od centra mernog kruga, gledano u pravcu boka prirubnice. Ako se koordinate tačaka 6, 7 i 8 posebno nalaze unutar opsega vrednosti koje su navedene, biće obezbedjene iste prednosti, opisane pozivajući se na Slike 1 i Slike 2a do 2c za manje točkove, i za veće točkove.

U ovom smislu zbog toga ukazuje se na opis prvog primera.

Claims (14)

1. Točak za transportne vagone, sa mernim prečnikom kruga od 330 do 760 mm, a posebno od 380 mm, čiji je profil točka opisan unutrašnjom površinom prirubnice točka ili spoljnom čeonom površinom točka, unutrašnjim bokom prirubnice točka, vrhom prirubnice šine , spoljašnjim bokom prirubnice šine, šupljinom profila kretanja, površinom kretanja, gradijentom dela spoljašnje površine kretanja, spoljašnjim zakošenjem površine kretanja i spoljnom površinom prirubnice točka ili spoljnom čeonom površinom točka, naznačen time, što je profil točka u području šupljine profila kretanja i površine kretanja opisan sledećim koordinatama (X i j0 4, Y ido4) u fiksnom koordinatnom sistemu , čiji se početak (x = 0, y = 0) nalazi u mernoj kružnoj ravni, i čije se koordinate nalaze u opsegu vrednosti koje su označene.

2. Točak, prema Zahtevu 1, naznačen time, što je profil točka u području šupljine profila kretanja i površine kretanja opisan sledećim koordinatama (X1do4, Y1do4) u fiksnom koordinatnom sistemu, čije se koordinate nalaze u opsegu vrednosti koje su označene:

3. Točak, prema Zahtevu 1 ili 2, naznačen time, što su područja profila točka, koji se nalaze izmedju individualnih koordinata, opisana kružnim segmentima, pri čemu je pravac profila izmedju kružnih segmenata konstantan.

4. Točak, prema jednom od Zahteva 1 do 3, naznačen time, što je šupljina profila kretanja opisana kružnim segmentom, čiji je poluprečnik izmedju 15 i 18 mm.

5. Točak, prema jednom od Zahteva 1 do 4, naznačen time, što je površina površine kretanja, koja je opisana kružnim segmentom čiji je poluprečnik izmedju 80 i 84 mm, spojena sa šupljinom profila kretanja.

6. Točak, prema Zahtevu 5, naznačen time, što je površina susedna površini kretanja, koja je susedna šupljini profila kretanja, spojena sa jednom površinom koja je opisana kružnim segmentom, čiji je poluprečnik izmedju 300 i 305 mm.

7. Sklop točka sa točkom, prema jednom od Zahteva 1 do 6, naznačen je time što sklop točka ima veličinu točka koja se nalazi izmedju 1420 i 1425 mm.

8. Točak za transportne vagone, sa mernim prečnikom kruga od 760 do 1000 mm, a posebno od 920 mm, čiji je profil točka opisan unutrašnjom površinom prirubnice točka ili spoljnom čeonom površinom točka, unutrašnjim bokom prirubnice točka, vrhom prirubnice šine , spoljašnjim bokom prirubnice šine, šupljinom profila kretanja, površinom kretanja, gradijentom dela spoljašnje površine kretanja, spoljašnjim zakošenjem površine kretanja i spoljnom površinom prirubnice točka ili spoljnom čeonom površinom točka, naznačen time, što je profil točka u području šupljine profila kretanja i površine kretanja definisan sledećim koordinatama (Xido4, Y ido4) u fiksnom koordinatnom sistemu , čiji se početak (x = 0, y = 0) nalazi u mernoj kružnoj ravni, čije se koordinate nalaze u opsegu vrednosti koje su označene:

9. Točak, prema Zahtevu 8, naznačen time, što je profil točka u području šupljine profila kretanja i površine kretanja opisan sledećim koordinatama (Xido4, Y1do4) u fiksnom koordinatnom sistemu, čije se koordinate nalaze u opsegu vrednosti koje su označene:

10. Točak, prema Zahtevu 8 ili 9, naznačen time, što su područja profila točka, koji se nalaze izmedju individualnih koordinata, opisana kružnim segmentima, pri čemu je pravac profila izmedju kružnih segmenata konstantan.

11. Točak, prema jednom od Zahteva 8 do 10, naznačen time, stoje šupljina profila kretanja opisana kružnim segmentom, čiji je poluprečnik izmedju 15 i 18 mm.

12. Točak, prema jednom od Zahteva 8 do 11, naznačen time, što je površina površine kretanja, koja je opisana kružnim segmentom čiji je poluprečnik izmedju 80 i 84 mm, spojena sa šupljinom profila kretanja.

13. Točak, prema Zahtevu 12, naznačen time, što je površina susedna površini kretanja, koja je susedna šupljini profila kretanja, spojena sa jednom površinom koja je opisana kružnim segmentom, čiji je poluprečnik izmedju 300 i 305 mm.

14. Sklop točka sa točkom, prema jednom od Zahteva 8 do 13, naznačen je time što sklop točka ima veličinu točka koja se nalazi izmedju 1420 i 1425 mm.