Результат интеллектуальной деятельности: БЕСЧЕЛЮСТНАЯ ТЕЛЕЖКА ТЕПЛОВОЗА

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

Известен тепловоз ТЭП 60, описанный в книге "Конструкция и динамика тепловозов. Изд. 2-е. Под ред. В.Н. Иванова. М.: Транспорт, 1974 г.", 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 тележки, содержащие колесные пары с буксами поводки, рессорное подвешивание и тяговые электродвигатели. Несмотря на свою эффективность использования этот тепловоз обладает двумя существенными недостатками, заключающимися в том, что, во-первых, при его движении по прямым участкам пути наблюдается виляние колесных пар, что приводит к износу гребней его колес и, во-вторых, подобному износу и в процессе движения тепловоза в кривых.

Известен также тепловоз 2ТЭ116, описанный 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 тележки аналогична вышеописанной и поэтому недостатки ее в целом подобны тележки тепловоза ТЭП60.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является разработка такой конструкции тележки, которая бы позволила исключить подрез гребней колес колесных пар при прохождении тепловозами, снабженными бесчелюстными тележками, как кривых, так и прямых участков рельсового пути.

Поставленная цель достигается тем, что на каждой из букс тележки закреплены стаканы, внутренние вертикальные поверхности которых снабжены шлицами, взаимосвязанными с ответными полого стержня, выполненного из упругого материала, и внутри его также изготовлены шлицы, взаимодействующие с ответными сплошного сечения стержня, выполненного также из упругого материала, оба стержня снабжены рычагами с вилками, изготовленными из упругого материала, охватывающими пальцы, жестко закрепленные на раме тележки, причем торцы обоих упругих стержней подпружинены относительно дна упомянутых стаканов комплектами винтовых пружин сжатия.

На чертежах фиг. 1 показана одна из колесных пар бесчелюстной тележки тепловоза, на фиг. 2 - разрез части предложенного устройства в месте крепления его к буксе и на фиг. 3 - вид сверху на устройство по стрелке А.

Бесчелюстная тележка тепловоза состоит из рамы 1, тягового электродвигателя 2 буксы 3 с колесной парой 4, стакана 5, жестко закрепленного на буксе 3. В стакане 5 нарезаны шлицы 6, взаимосвязанные с шлицами 7, выполненными на полом стержне 8. Внутри полого стержня 8 также нарезаны шлицы 9, которые контактируют с шлицами 10, имеющимися на стержне сплошного сечения 11. Под полой втулкой 8 и стержнем сплошного сечения 11 расположены винтовые пружины сжатия 12 и они присоединены к рычагам с вилками 13, охватывающими пальцы 14, установленными с помощью кронштейнов 15 на раме 1. Колесная пара 4 перемещается по рельсовому пути 16.

Работает бесчелюстная тележка тепловоза следующим образом. В статике, когда тепловоз находится в отстое, все его детали находятся в таком положении, как это показано на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3. При движении тепловоза как по прямолинейному, так и кривому участку пути происходит следующее. Известно, что при движении тепловозов, снабженных бесчелюстными тележками, наблюдается виляние колесных пар, что в итоге приводит к износу гребней колес, подверженных боковому усилию порядка 2,0-2,5 тонн. В рассматриваемом предложенном техническом решении колебания виляния колесных пар 4 исключены и вот почему. При движении тепловоза по стрелке В роль поводков, передающих усилие тяги от колесных пар 4 к раме 1, выполняют рычаги с вилками 13, которые не могут получить углового поворота, например, по стрелке С, так как они жестко присоединены как к стержню сплошного сечения 11, так и к полой втулке 8 за счет связи не только между собой шлицами 9 и 10, но и шлицами 6 стакана 5, жестко закрепленного на буксе 3. При вертикальных колебаниях тележки рычаги с вилками 13, взаимодействуя с кронштейнами 15, не только способствуют перемещению стержня сплошного сечения 11 и полой втулки 8 относительно стакана 5 по стрелке Е, упруго деформируя при этом винтовые пружины сжатия 12, но и за счет того, что они выполнены из упругого материала одновременно получая изгиб в вертикальной плоскости по стрелкам F. Следовательно, в целом в этой работе поглощения энергии колебаний участвуют не только рычаги с вилками 13 и винтовые пружины сжатия, но и силы трения, возникающие в шлицевых соединениях, образованных шлицами 6, 7, 8 и 10. Предположим теперь, что тепловоз вошел в кривую пути и, как известно, к гребню колеса колесной пары 4, набегающего на головку рельса, будет приложено боковое усилие в пределах 5,5-6,0 тонн. Такое усилие вызовет угловой поворот колесной пары 4, например, по стрелке N и тогда за счет наличия шлицевого соединения стакана 5 с полой втулкой 8 и стержнем сплошного сечения 11 произойдет угловой поворот по стрелкам М и Т рычагов с вилками 13, что создаст момент на сопрягаемых между собой через шлицы стержня сплошного сечения 11 и полой втулки 8. В этом случае такой упругий момент позволит демпфировать возникающую динамическую нагрузку при входе тепловоза в кривую пути. После прохода кривой угловой поворот колесной пары 4 под действием упругих сил демпфированных ранее стержня сплошного сечения 11 и полой втулки 8 возвратятся в исходное положение, такое как это показано на фиг. 1 и фиг. 3. Далее описанные процессы могут повторятся неоднократно не смотря в какую сторону направлена кривая пути.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными конструкциями тележек тепловозов очевидно, так как оно позволяет снизить износ гребней колес в движении как по прямым участкам пути, так и кривым за счет устойчивости движения при прямолинейном перемещении тепловоза и лучшем вписывании его в кривые участки пути.