МОНОРЕЛЬСОВАЯ ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА НАВЕСНОГО ТИПА Российский патент 2000 года по МПК B61B13/04 E01B25/10 B61B5/00 

Изобретение относится к пассажирским транспортным системам, а именно к монорельсовым транспортным системам навесного типа, и может быть использовано при разработке конструкции монорельсовой дороги и ходовой части транспортного средства.

Монорельсовые транспортные системы обладают рядом преимуществ перед другими видами транспорта как наземного, так и подземного. К этим преимуществам можно отнести следующее:
- не требуется сплошное земляное полотно с бетонным покрытием или железнодорожный путь со шпалами и рельсами, благодаря чему резко сокращается объем земляных работ при строительстве дороги;
- стоимость постройки монорельсовой дороги в городах меньше стоимости метрополитена (в 3...8 раз), современной автострады в (в 1, 2...3 раза, железной дороги в 2...6 раз);
- опыт действующих монорельсовых дорог показывает, что средний уровень эксплуатационных расходов на них на 15-30% ниже, чем у трамвая;
- монорельсовые дороги в большинстве случаев обеспечивают непрерывную, надежную и безопасную эксплуатацию при самых неблагоприятных погодных условиях.

Из приведенных отличительных особенностей монорельсовых дорог следует, что этот вид транспорта имеет преимущества перед существующими видами наземного транспорта и применение его является экономически целесообразным для освоения пассажирских перевозок в условиях города.

Монорельсовые (однорельсовые) дороги относятся к разряду специальных надземных эстакадных дорог, применяемых в основном для перевозки людей. В настоящее время в качестве пассажирских монорельсовых дорог наибольшее распространение получили монорельсовые навесные (опорные) и подвесные дороги.

У навесных монорельсовых дорог центр тяжести вагонов может быть расположен ниже точки опоры колес на рельс (дороги системы Пальмера, Хлудова, Андреева и Вальднера) и выше точки опоры колес на рельс (дороги системы Лартинга, Бера и Алвег).

К подвесным монорельсовым дорогам, у которых центр тяжести вагона расположен ниже точки опоры колеса на рельс, относятся дороги с ездой по верху рельса, дороги с ездой по двутавровой или тавровой балке и дороги с ездой по двухрельсовому пути или коробчатому рельсу. Монорельсовая система с закрытой коробчатой балкой применяется на дорогах, построенных по проекту французской фирмы САФЕЖЕ (SAFEGE). Коробчатая балка обладает перед остальными балками тем преимуществом, что ходовой путь защищен от непосредственного воздействия атмосферных осадков и не требует специальных мероприятий для очистки его от гололеда и снега. При этом следует отметить, что для подвесных монорельсовых дорог приходится решать ряд проблем по устранению раскачивания от ветровой нагрузки, стабилизации вагона при подходе к станции. Эти обстоятельства, в свою очередь, ограничивают применение этого типа монорельсовых транспортных систем.

В качестве ближайшего аналога (прототипа) авторы рассмотрели монорельсовую навесную дорогу типа Альвега (см. В.В.Чиркин, О.С.Петренко, А.С.Михайлов, Ю. М. Галонен, "Пассажирские монорельсовые дороги", Машиностроение, 1969, стр.18, рис.7, стр.109, рис.48д), содержащую транспортную балку, жестко закрепленную на вертикальных опорах, и транспортное средство с приводом движения и установленными на подвесках опорными и стабилизирующими колесными парами, при этом транспортное средство охватывает транспортную балку. К недостатку монорельсовых систем этого типа, как отмечается в технической литературе, относится то, что вагоны с пневматическими шинами на открытых путях навесного типа не пригодны для снежных районов. Для предотвращения образования гололеда, особенно в районе станций, ездовая поверхность открытых железобетонных балок в ряде случаев обогревается (1000 ватт на один погонный метр пути). Эти обстоятельства сдерживают применение этого типа монорельсовых транспортных систем в снежных районах.

Из представленного материала видно, что обе монорельсовые транспортные системы навесного и подвесного типа имеют как недостатки, так и преимущества. В то же время из анализа технической литературы по развитию монорельсового транспорта в Японии следует, что протяженность введенных в эксплуатацию монорельсовых транспортных дорог типа Альвег составила 30,3 км, а типа Сафеже 18,8 км (по состоянию на 1992 год). Протяженность же строящихся в Японии монорельсовых дорог типа Альвег составляет 40,4 км, а типа Сафеже всего 3,3 км. Очевидное предпочтение как построенных, так и строящихся отдается монорельсовым дорогам типа Альвег.

Суммирование изложенного позволяет сделать вывод о том, что актуальным является совершенствование эксплуатационных характеристик монорельсовых транспортных систем навесного типа, как более широко используемых в практике.

Технической задачей, решаемой в данной заявке, является расширение области использования монорельсовых дорог навесного типа с пневматическими шинами, например, для использования в снежных районах.

Поставленная техническая задача решается тем, что в известной монорельсовой транспортной системе навесного типа, содержащей транспортную балку, жестко закрепленную на вертикальных опорах, и транспортное средство с приводом движения и установленными на подвеске опорными и стабилизирующими колесными парами, при этом транспортное средство охватывает транспортную балку, согласно изобретению она снабжена защитным устройством, выполненным в виде незамкнутого короба, верхняя стенка которого установлена на транспортной балке и жестко с ней скреплена, а каждая боковая стенка короба одним торцом соединена с верхней стенкой короба, а другой ее торец выполнен в виде П-образного паза, при этом колеса опорных пар размещены в П-образных пазах боковых стенок короба, одна колесная стабилизирующая пара взаимодействует с транспортной балкой, другая стабилизирующая колесная пара взаимодействует с наружными боковыми стенками короба, а подвеска опорных и стабилизирующих колесных пар выполнена в виде рамной конструкции, охватывающей короб.

Частные признаки, характеризующие конструкцию монорельсовой транспортной системы.

Привод движения установлен на подвеске опорных и стабилизирующих колесных пар и соединен с опорными колесными парами.

Привод движения установлен на подвеске опорных и стабилизирующих колесных пар и соединен со стабилизирующими колесными парами, взаимодействующими с боковыми стенками короба.

Силовой привод выполнен в виде линейного асинхронного двигателя, статор которого размещен внутри короба на его боковых стенках и вдоль них.

Силовой привод выполнен в виде линейного асинхронного двигателя, статор которого размещен на боковых стенках короба вдоль него и снаружи него.

Силовой привод выполнен в виде линейного асинхронного двигателя, статор которого размещен на транспортной балке вдоль нее и внутри короба.

Транспортная балка выполнена в виде сечения Л-образного профиля, у которого размер верхнего основания меньше размера нижнего основания.

На фиг. 1 изображена монорельсовая транспортная система навесного типа; на фиг. 2 - монорельсовая транспортная система навесного типа с приводом движения, соединенным с опорными колесными парами; на фиг. 3 привод движения соединен со стабилизирующими колесными парами; на фиг. 4 силовой привод выполнен в виде линейного асинхронного двигателя, статор которого размещен вдоль короба и внутри его; на фиг. 5 силовой привод выполнен в виде линейного асинхронного двигателя, статор которого размещен вдоль короба и снаружи него; на фиг. 6 силовой привод выполнен в виде линейного асинхронного двигателя, статор которого размещен вдоль транспортной балки и внутри короба; на фиг. 7 транспортная балка выполнена из замкнутого Л-образного профиля и установлена на вертикальные опоры большим основанием профиля.

Конкретный пример реализации монорельсовой транспортной системы навесного типа.

Монорельсовая транспортная система навесного типа, фиг. 1, содержит транспортную балку 1, жестко закрепленную на вертикальных опорах 2, и транспортное средство 3. Транспортная балка 1 снабжена защитным устройством в виде незамкнутого короба 4, жестко скрепленным с ней. Подвеска 5 опорных и стабилизирующих колесных пар выполнена в виде рамных конструкций, охватывающих короб, и с узлами двух стабилизирующих пар, при этом колеса опорных пар 6 и 7 размещены внутри короба. Колеса одной стабилизирующей пары 8 и 9 взаимодействуют с транспортной балкой, а колеса другой стабилизирующей пары 10 и 11 - с внешней боковой поверхностью короба. Опорная пара 6 и 7 на подвеске размещена между стабилизирующими парами.

На фиг. 2 показан вариант размещения привода движения 12 и 13 транспортного средства, соединенного с опорными колесными парами 6 и 7.

На фиг. 3 показан вариант размещения силового привода движения 14 и 15 транспортного средства, соединенного со стабилизирующими колесными парами 10 и 11.

На фиг. 4 показан вариант выполнения силового привода движения в виде линейного асинхронного двигателя, статор 16 и 17 которого размещен вдоль короба и внутри него.

На фиг. 5 показан вариант выполнения силового привода движения в виде линейного асинхронного двигателя, статор 18 и 19 которого размещен вдоль короба и снаружи него.

На фиг. 6 показан вариант выполнения силового привода движения в виде линейного асинхронного двигателя, статор 20 и 21 которого размещен вдоль транспортной балки и внутри короба.

Короб 4, фиг. 1, охватывает транспортную балку 1 и жестко скреплен с силовой балкой по ее поверхности, противоположной поверхности установки ее на вертикальные опоры 2 таким образом, что незамкнутая поверхность короба размещена у поверхности силовой балки, опирающейся на вертикальные опоры 2.

Транспортная балка 1, фиг. 7, может быть выполнена из замкнутого Л-образного профиля и установлена на вертикальные опоры 2 большим основанием профиля.

Приведенные на фиг. 1 - 7 конструкции монорельсовых транспортных систем навесного типа имеют закрытые пути, благодаря чему защищены от гололеда и снега и могут быть использованы в снежных районах. Тем самым показано, что достигается расширение области использования монорельсовых транспортных систем навесного типа.

Приведем описание работы монорельсовой транспортной системы навесного типа.

Транспортная балка 1, фиг. 1, жестко закреплена на вертикальных опорах 2 и с ней жестко скреплен дополнительный силовой незамкнутый короб 4. Колеса опорной пары 6 и 7 размещают внутри короба 4, при этом контакт их с коробом осуществляется по его внутренним горизонтальным поверхностям. Вся весовая нагрузка транспортного средства 3 передается через подвеску 5 на опорные колеса 6 и 7 и воспринимается внутренними горизонтальными плоскостями незамкнутого короба 4. При движении транспортного средства опорные колеса 6 и 7 катятся по внутренней горизонтальной поверхности незамкнутого короба 4. Для придания устойчивого положения транспортному средству 3 на подвеске устанавливают стабилизирующие пары колес 8, 9 и 10, 11. Стабилизирующая пара 8 и 9 катится по вертикальным плоскостям стенки транспортной балки, а стабилизирующая пара 10 и 11 катится по вертикальным наружным плоскостям дополнительного короба 5, при этом стабилизирующая пара 8 и 9 размещается у нижней плоскости транспортной балки, а 10 и 11 - у верхней ее плоскости. Устойчивость положения транспортного средства достигается тем, что опрокидывающий момент (например, в результате движения транспортного средства по криволинейному участку дороги возникает боковая инерционная нагрузка, стремящаяся опрокинуть транспортное средство) воспринимается стабилизирующими колесными парами. Таким образом, из описания работы транспортной системы навесного типа (фиг. 1) видно, что поверхность качения опорных колес находится внутри дополнительного короба и этим обеспечивается защита поверхности качения от попадания на них атмосферных осадков, что позволяет использовать монорельсовые дороги навесного типа с пневматическими шинами в снежных районах, а жесткое крепление с транспортной балкой увеличивает момент сопротивления кручению и изгибу.

Изобретение относится к пассажирским транспортным системам навесного типа и предназначено для использования при разработке конструкции монорельсовых дорог и ходовых частей транспортных средств. Предложенная транспортная система, содержащая установленную на вертикальных опорах транспортную балку и охватывающее балку транспортное средство с пневматическими шинами, снабжена защитным устройством, выполненным в виде незамкнутого короба, верхняя стенка которого установлена на транспортной балке, а П-образные боковые стенки образуют желоба, в которых размещены колеса опорных пар. При этом стабилизирующие колеса одной пары взаимодействуют с транспортной балкой, а другой пары - с наружными боковыми стенками короба. Благодаря защитному устройству данная система имеет расширенную область применения, охватывающую снежные районы. 6 з.п.ф-лы, 7 ил.

1. Монорельсовая транспортная система навесного типа, содержащая транспортную балку, жестко закрепленную на вертикальных опорах, защитное устройство, выполненное в виде незамкнутого короба, верхняя стенка которого установлена на транспортной балке и жестко с ней скреплена, и охватывающее транспортную балку транспортное средство с силовым приводом и парами опорных и стабилизирующих колес, установленных на подвеске, выполненной в виде рамной конструкции, охватывающей короб, отличающаяся тем, что незамкнутый короб выполнен с П-образными боковыми стенками, образующими желоба, в которых размещены колеса опорных пар, стабилизирующие колеса одной пары установлены с возможностью взаимодействия с транспортной балкой, а другой пары - с возможностью взаимодействия с наружными боковыми стенками короба. 2. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что силовой привод установлен на подвеске пар опорных и стабилизирующих колес и связан с опорными колесами. 3. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что силовой привод установлен на подвеске пар опорных и стабилизирующих колес и связан со стабилизирующими колесами, взаимодействующими с боковыми стенками короба. 4. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что силовой привод выполнен с линейным асинхронным двигателем, статор которого размещен внутри короба на его боковых стенках и вдоль них. 5. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что силовой привод выполнен с линейным асинхронным двигателем, статор которого размещен снаружи короба на его боковых стенках и вдоль них. 6. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что силовой привод выполнен с линейным асинхронным двигателем, статор которого размещен внутри короба на транспортной балке и вдоль нее. 7. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что транспортная балка выполнена с сечением Л-образного профиля, у которого размер верхнего основания меньше размера нижнего основания.