Результат интеллектуальной деятельности: ТЕЛЕЖКА ТЕПЛОВОЗА БЕСЧЕЛЮСТНАЯ

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях тепловозов, снабженных трехосными бесчелюстными тележками.

Известен тепловоз ТЭП60, описанный в книге «Конструкция и динамика тепловозов. Изд. 2-ое. Под ред. В.Н. Иванова. М.: Транспорт, 1974 г.», где на стр. 10-11 представлены материалы по его конструктивному исполнению. Такой тепловоз (рис. 4 стр. 11) состоит из кузова с размещенным в нем силовой установкой и вспомогательным оборудованием, который установлен на две бесчелюстные трехосные тележки, содержащие колесные пары с буксами и поводками, рессорное подвешивание и тяговые электродвигатели. Несмотря на свою эффективность использования, такой тепловоз обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что при его движении в кривых пути из-за невозможности углового крайних в тележках колесных пар относительно геометрического центра образующей дуги рельсового пути и копирования ее последними, происходит повышенный износ гребней колес, а в отдельных случаях возможен и сход тележки с рельс.

Известен также тепловоз 2ТЭ116, представленный в книге «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учебник для студентов вузов А.А. Камаев и др. - М: Машиностроение, 1981 г.», где описана его конструкция и, в частности, на рис. 38, стр. 57 показана его тележка. Конструкция такой трехосной тележки в целом аналогична вышеописанной и поэтому недостатки ее в целом подобны тележке тепловоза ТЭП60.

Поэтому, целью предполагаемого изобретения является разработка такой конструкции трехосной бесчелюстной тележки, которая бы позволила исключить подрез гребней колес при прохождении ими как прямой, так и кривой рельсового пути.

Поставленная цель достигается тем, что поводки букс колесных пар выполнены в виде цилиндрических винтовых причины сжатия и их концы размещены во втулках, внутренние поверхности которых снабжены выточками идентичными шагу витков цилиндрических винтовых пружин сжатия, жестко закрепленных, как на упомянутых буксах, так и кронштейнах рамы.

На чертежах фиг. 1 показана передняя часть трехосной бесчелюстной тележки тепловоза вид сбоку и на фиг. 2 одна из элементной базы ходовой ее части.

Тележка тепловоза бесчелюстная состоит из рамы 1, на которой жестко закреплены кронштейны 2 с присоединенными к ним втулками 3 с выточками 4 с размещенными в них поводками выполненными из цилиндрических винтовых пружин сжатия 5. Втулки 3 установлены на буксах 6 колесных пар 7 размещенных на тяговых электродвигателях 8 и сами буксы 6 подпружинены относительно рамы 1 рессорными комплектами 9. Колесные пары 7 расположены на рельсовом пути 10.

Работа тележки происходит следующим образом. Известна конструкция тепловоза, например ТЭП60 (см. аналог представленный выше), у которого сила тяги составляет 12500 кг, а так как он имеет две тележки, то на каждый из 24 поводков приходится нагрузка в 521 кг. В предложенном нами техническом решении поводки выполнены в виде цилиндрических винтовых пружин сжатия 5 и должны обеспечит такое усилие без своей упругой деформации в продольном направлении, а их рабочая нагрузка должна быть несколько выше 521 кг и, например, составлять 640 кг при диаметре прутка d=15 мм (ГОСТ 2590-51) и наружном диаметре пружины 110 мм. Предположим, что при влиянии колесной пары тепловоза ТЭП60, как известно, боковое усилие приложенное к гребню колеса колесной пары 7 составляет порядка 2,0 т и поэтому каждый из ее четырех поводков выполненных из цилиндрических винтовых пружин сжатия 5 будет подвержен нагрузке 2000/4=500 кг. Видно, что принятое нами усилие в 640 кг выше в 1,2 раза, что исключит их упругую деформацию и тем самым снизит влияние колесной пары 7, обеспечив устойчивое движение тележки в целом. Считаем теперь, что тепловоз вошел в кривую пути и тележка получила угловой поворот по стрелке А (см. фиг. 1), например, вправо. Известно, что в практике на колесную пару 7 его стороны внешнего рельса относительно центра кривой будет действовать боковое усилие порядка 6,0 т, что в итоге на каждый из ее четырех поводков будет приложена боковая сила в 1,5 т. И тогда, под его действием цилиндрические винтовые пружины сжатия 5 получат линейное перемещение по стрелке В, в виду того, что такое усилие больше в 2,3 раза рабочей нагрузки в 640 кг описанной выше. Следовательно, под действием такого усилия колесная пара 7 получит угловой поворот и расположится радиально относительно центра кривой. Следует отметить, что по данным эксплуатации трехосных бесчелюстных тележек для снижения износа гребней колесных пар их линейное перемещение вдоль кривой пути незначительное по величине и составляет не более 70 мм. Это позволит снизить износ гребней колес. После прохождения кривой и исчезновения бокового усилия приложенного к колесной паре 7 последняя под действием ранее упруго деформированных пружин 5, займет такое положение, как это показано на фиг. 1. Далее описанные процессы движения тележки по рельсовому пути 10 могут продолжаться неоднократно.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно позволяет вписываться колесным парам в кривые пути, располагаясь радиально относительно центра, траектории кривой и тем самым снизить износ гребней их колес.