Результат интеллектуальной деятельности: ТЕЛЕЖКА ЛОКОМОТИВА

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях тепловозов и электровозов.

Известен локомотив (тепловоз ТЭП60), описанный в книге «Конструкция и динамика тепловозов. Изд. 2-е. 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 размещенными в нем силовой установкой и вспомогательным оборудованием, который установлен на две тележки, содержащие колесные пары с буксами, 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 поворота 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 локомотив (тепловоз 2ТЭ116), описанный в книге «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учебник для студентов втузов 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 тележки в целом аналогична вышеописанной и поэтому недостатки ее в целом подобны тележке тепловоза ТЭП60.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является разработка такой конструкции тележки, которая бы позволила исключить подрез гребней колес при прохождении ими кривой рельсового пути.

Поставленная цель достигается тем, что на тяговых электродвигателях крайних колесных пар в поперечной их плоскости жестко закреплены по паре кронштейнов, в отверстиях которых подвижно расположены стержни, взаимодействующие с винтовыми пружинами сжатия, контактирующими с рамой тележки, а в пространстве между их торцами размещены сухари с конусными боковыми поверхностями, жестко присоединенными к одним из подпружиненных плеч двуплечих рычагов, шарнирно установленных на тяговых электродвигателях, и их другие плечи снабжены упорами, взаимодействующими с криволинейными направляющими, жестко закрепленными на кузове локомотива, причем упомянутые тяговые электродвигатели связаны с помощью шаровых шарниров с рамой тележки, а поводки букс колесных пар выполнены из упругого материала и также с помощью шаровых шарниров шарнирно соединены с последними и рамой тележки.

На фиг.1 показана часть тележки локомотива, вид сверху, на фиг.2 - она же, но вид по стрелке А и на фиг.3 - принципиальная схема механизма фиксации колесных пар тележки.

Тележка локомотива состоит из рамы 1, на которой с помощью кронштейнов 2 и поводков 3 закреплены буксы 4 колесных пар 5. На оси 6 колесных пар 5 навешаны тяговые электродвигатели 7, связанные с рамой 1 тележки с помощью шаровой опоры 8. На тяговых электродвигателях 7 установлена пара кронштейнов 9, в которых подвижно расположены стержни 10 с жестко к ним присоединенными шайбами 11. Между шайбами 11 и рамой 1 тележки размещены винтовые пружины сжатия 12. С торцами стержней 10 контактирует сухарь 13, жестко закрепленный на плече 14 двуплечего рычага, другое плечо которого 15 своим упором 16 взаимодействует с криволинейной направляющей 17, жестко закрепленной на кузове 18 локомотива. Колесная пара 5 перемещается по рельсовому пути 19, а двуплечий рычаг подпружинен пружиной 20 относительно тягового электродвигателя 7.

Работает тележка локомотива следующим образом. При движении локомотива по стрелке В в единичном варианте или в составе поезда по рельсовому пути 19, имеющему прямолинейный участок, сухарь 13 находится в пространстве между стержнями 10 за счет того, что двуплечий рычаг своим упором 16, жестко закрепленным на его другом плече 15, контактирует с криволинейной направляющей 17 радиусом R₁ (см. фиг.3) так, как это показано на фиг.2. В этом случае стержни 10, переместившись в паре кронштейнов 9 по стрелкам С, упруго сдеформируют винтовые пружины сжатия 12 до такой степени, что все их витки соприкосаются друг с другом, образуя тем самым жесткие элементы, препятствующие угловым поворотам тяговому электродвигателю 7 совместно с его колесной парой 5, подвергающейся ее вилянию при преодолении неровности пути или других возмущающих сил, приложенных к гребням ее колес. Иными словами, колесно-моторный блок (колесная пара 5 и тяговый электродвигатель 7) образует монолитную связь последнего с рамой 1 тележки. Предположим теперь, что локомотив входит в кривую пути, имеющую определенный радиус, и так как тележка получает некоторый угловой поворот относительно кузова 18, то другое плечо 15 двуплечего рычага своим упором16, перемещаясь по криволинейной формы направляющей 17 радиуса Ri, попадает на ее другой участок радиуса R2 и тогда двуплечий рычаг занимает положение (под действием своей ранее сжатой пружины 20), показанное на фиг.3. Такой угловой поворот двуплечего рычага позволяет сухарю 13 выйти по стрелке Е из пространства, образованного парой кронштейнов 9. В результате такого перемещения сухаря 13 стержни 10 под действием ранее упруго сдеформированных винтовых пружин сжатия 12 переместятся в направлении, обратном стрелкам С (см. фиг.2), и займут положение, показанное на фиг.3. Следовательно, в этом случае жесткая связь колесно-моторного блока с рамой 1 тележки исключается и тогда гребни колес колесной пары 5, находящейся на внешней образующей кривой пути, и подверженные существенной поперечной нагрузке, обеспечат некоторый угловой поворот колесно-моторного блока на своей шаровой опоре 8 по стрелке М, создав условия по вписыванию колесной пары 5 в кривую пути. Подобным образом колесно-моторный блок получит угловой поворот и в другую сторону при прохождении кривой пути обратного направления. Следует подчеркнуть, что имеющееся рессорное подвешивание, которое в данном случае выполнено в варианте бесчелюстной тележки (такая конструкция подробно описана в аналоге и прототипе), не ограничивает некоторую его упругую деформацию в поперечной плоскости движения тележки, чему будут способствовать поводки 3 букс 4, которые, во-первых, выполнены из упругого материала и, во-вторых, связывают раму 1 тележки с буксами 4 с помощью шаровых шарниров. Такая упругая деформация указанных конструкционных элементов возможна, так как угловой поворот тележки в кривой пути обычно не превышает 6°00^/. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения очевидно, так как оно позволяет повысить эффективность вписывания колесных пар тележек локомотивов в кривые пути и тем самым снизить износ гребней колес колесных пар.

Тележка локомотива, состоящая из рамы, шарнирно связанной с его кузовом, трех колесно-моторных блоков, включающих тяговые электродвигатели с колесными парами, буксы которых с помощью поводков соединены с рамой, и рессорного подвешивания, выполненного в виде цилиндрических пружин сжатия, отличающаяся тем, что на тяговых электродвигателях крайних колесных пар в поперечной их плоскости жестко закреплены по паре кронштейнов, в отверстиях которых подвижно расположены стержни, взаимодействующие с винтовыми пружинами сжатия, контактирующими с рамой тележки, в пространстве между их торцами размещены сухари с конусными боковыми поверхностями, жестко присоединенными к одним из подпружиненных плеч двуплечих рычагов, шарнирно установленных на тяговых электродвигателях, и их другие плечи снабжены упорами, взаимодействующими с криволинейными направляющими, жестко закрепленными на кузове локомотива, причем упомянутые тяговые электродвигатели связаны с помощью шарниров с рамой тележки, а поводки букс колесных пар выполнены из упругого материала и также с помощью шаровых шарниров соединены с последними и рамой тележки.