ТЯГОВОЕ УСТРОЙСТВО ДВУХОСНОЙ ТЕЛЕЖКИ ТЕПЛОВОЗА Российский патент 2001 года по МПК B61F5/00 B61F3/04 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции тягового устройства двухосной тележки.

Известно тяговое устройство двухосной тележки тепловоза (заявка Великобритании N 2076348, МПК B 61 F 5/24), содержащее под рамой тележки поперечную балку с цилиндрическим вертикальным пальцем, расположенным сверху поперечной балки и выполненным за одно целое с ней. Цилиндрический палец входит в опорное отверстие центра рамы тележки тепловоза. По краям поперечная балка соединена четырьмя боковыми наклонными тягами с рамой кузова тепловоза, передающими силу тяги от тележки к кузову. Наклонные тяги тележки проходят вниз от двух точек на каждой боковой стороне рамы кузова к общей точке, расположенной на уровне верха головок рельсов, и позволяют выровнять осевые нагрузки тележки при действии силы тяги. Для получения точки пересечения линии наклонных тяг на уровне верха головок рельсов применяется низкое расположение опорного отверстия, что достигается изгибом рамы тележки в центре.

Недостаток данной конструкции тягового устройства двухосной тележки состоит в дополнительных нагрузках на изогнутой части рамы тележки из-за эксцентричного приложения силы тяги на данной части рамы тележки при понижении опорного отверстия и в невозможности понижения опорного отверстия до уровня верха головок рельсов, так как этому препятствует нижнее положение поперечной балки. При этом под действием силы тяги возникает неустранимый перекос поперечной балки в продольной вертикальной плоскости и дополнительные силы краевого нагружения опорного отверстия. Происходит ускоренный износ опорного отверстия, что снижает надежность работы тягового устройства двухосной тележки и уменьшает эффективность выравнивания осевых нагрузок тепловоза при действии силы тяги.

Изобретением решается задача повышения надежности работы тягового устройства двухосной тележки тепловоза для более эффективного выравнивания осевых нагрузок тепловоза при действии силы тяги.

Для решения указанной задачи тяговое устройство двухосной тележки тепловоза, содержащее поперечную балку, установленную под рамой тележки посредством вертикального цилиндрического пальца и соединенную с рамой кузова четырьмя боковыми наклонными тягами, снабжено двумя опорными брусами, расположенными поперек рамы тележки, на которых установлены вертикальные кронштейны подвески тяговых электродвигателей, а также втулкой, расположенной снизу поперечной балки и насаженной на цилиндрический палец, закрепленный между вертикальными кронштейнами.

Заявляемое тяговое устройство двухосной тележки тепловоза, которое снабжено двумя опорными брусами, расположенными поперек рамы тележки, на которых установлены вертикальные кронштейны подвески тяговых электродвигателей, а также втулкой, расположенной снизу поперечной балки и насаженной на цилиндрический палец, закрепленный между вертикальными кронштейнами, позволяет повысить его надежность для эффективного выравнивания осевых нагрузок тепловоза при действии силы тяги. Оно может быть применено для маневровых и грузовых тепловозов, и для тепловозов, выполняющих вывозную работу.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено тяговое устройство двухосной тележки, вид сбоку; на фиг. 2 - тяговое устройство двухосной тележки, вид на тележку в поперечной вертикальной плоскости; на фиг. 3 - тяговое устройство двухосной тележки, вид на тележку снизу; на фиг. 4 представлена схема сил, действующих на втулку поперечной балки.

Тяговое устройство двухосной тележки состоит (см. фиг. 1-3) из вертикального цилиндрического пальца 1, закрепленного между вертикальными кронштейнами 2 подвески тяговых электродвигателей 3, поперечной балки 4, расположенной под рамой 5 тележки, насаженной посредством прикрепленной к ней снизу втулки 6 на цилиндрический палец 1, и четырех боковых наклонных тяг 7, соединяющих концевые части поперечной балки 4 с рамой кузова 8. Линии наклонных тяг, расположенных с одной стороны тележки, имеют точку пересечения 0, расположенную на уровне верха головок рельсов (см. фиг. 1). Кронштейны 2 подвески тяговых электродвигателей 3 размещены на двух опорных брусах 9 рамы 5 тележки, расположенных поперек рамы тележки. Подвеска тяговых электродвигателей имеет пружину 10 для восприятия вертикальных сил и понижающий осевой редуктор 11. Рама 5 тележки имеет буксовые направляющие 12, ограничивающие свободу перемещения колесных пар 13. Она опирается на буксовые витые пружины 14, которые образуют первичное рессорное подвешивание. Рама кузова 8 опирается на витые пружины 15 (см. фиг. 1, 2), установленные на раме тележки вблизи опорных брусов 9, образующие вторичное рессорное подвешивание тепловоза. Втулка 6 поперечной балки 4 расположена вблизи уровня верха головок рельсов. Она выполнена за одно целое с поперечной балкой.

Тяговое устройство двухосной тележки работает следующим образом. Поперечная балка 4 всегда занимает фиксированное поперечное положение относительно рамы 8 кузова при помощи тяг 7. При повороте тележки относительно кузова в кривых участках пути происходит вращение цилиндрического пальца 1 во втулке 6. При смещении рамы тележки 5 относительно кузова цилиндрический палец 1 скользит вниз или вверх во втулке 6. При поперечном относе двухосной тележки относительно кузова поперечная балка 4 совершает совместно с тележкой плоскопараллельное перемещение относительно рамы кузова. При этом происходит незначительное перемещение втулки 6 по цилиндрическому пальцу 1 вверх. Поперечный относ тележки осуществляется перпендикулярно кузову.

Тяговое устройство двухосной тележки не препятствует повороту тележки относительно кузова в кривых участках пути, вертикальным смещениям рамы тележки относительно кузова при колебаниях и поперечному относу тележки при входе тепловоза в кривые участки пути.

Тяговый крутящий момент, развиваемый электродвигателем 3, передается осевым редуктором 11 на колесную пару 13. В точках контакта каждой колесной пары 13 с рельсами образуется касательная сила тяги Fк, которая через буксовые направляющие 12 передается на раму 5 тележки и через опорные брусы 9 и кронштейны 2 - на цилиндрический палец 1. На цилиндрическом пальце 1 касательные силы тяги от двух колесных пар суммируются и передаются через втулку 6, поперечную балку 4 на наклонные тяги 7. Дополнительно на кронштейны 2 действуют вертикальные силы подвесок тяговых электродвигателей. От опорных брусов 9 рама 5 тележки получает дополнительный изгиб в вертикальной продольной плоскости. Изгиб рамы тележки в обратном направлении получается от дополнительных сил буксовых пружин 14. Эксцентричное приложение силы тяги на раме 5 тележки не возникает, дополнительные нагрузки на раме 5 тележки, характерные для конструкции с опорным отверстием, также не возникают. Изгиб цилиндрического пальца 1 в продольной вертикальной плоскости воспринимается кронштейнами 2 опорно-осевой подвески тяговых электродвигателей. На фиг. 4 представлены суммарные силы тяги 2Fк от двух колесных пар, действующие в средней части втулки 6, суммарные силы двух передних (T₁) и двух задних (T₂) наклонных тяг 7 и силы R краевого нагружения втулки 6. Передние по ходу движения наклонные тяги 7 при передаче силы тяги на раму кузова являются толкающими, работают на сжатие. Задние наклонные тяги 7 являются тянущими, работают на растяжение. При этом обеспечивается устойчивое положение передних толкающих тяг, так как они не отклоняются при повороте тележки, и задние тяги препятствуют любому малому угловому отклонению передних тяг в горизонтальной плоскости. В общем случае момент суммарной силы тяги 2Fк, действующий на втулку 6 (см. фиг. 4) относительно точки 0, уравновешивается моментом сил R краевого нагружения втулки, и силы R равны

где b - половина длины втулки 6, участвующей в передаче силы тяги;
1 - расстояние от уровня верха головок рельсов до средней части втулки 6.

Данные силы R равны нулю при расположении средней части втулки 6 на уровне верха головок рельсов (1 = 0). В этом случае краевые нагрузки в конструкции с втулкой 6 не возникают. С учетом же габаритов рельсового пути силы R получаются незначительными и не приводят к ускоренному износу втулки 6 поперечной балки 4.

Силы 2Fк, R, приложенные к цилиндрическому пальцу 1, направлены противоположно указанным на фиг. 4. Сумма моментов сил 2Fк, R, действующих на цилиндрический палец 1, относительно точки 0, равна опрокидывающему моменту тележки. Опрокидывающий момент тележки с предлагаемым тяговым устройством равен нулю. Вертикальные смещения поперечной балки 4 относительно уровня верха головок рельсов, которые возникают при колебаниях кузова тепловоза, не приводят к появлению существенного опрокидывающего момента тележки. Осевые нагрузки двухосной тележки при действии силы тяги всегда будут равны, и износ втулки поперечной балки 4 в предлагаемой конструкции тягового устройства будет незначителен.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции тягового устройства двухосной тележки. Тяговое устройство двухосной тележки содержит поперечную балку, установленную под рамой тележки посредством вертикального цилиндрического пальца. Поперечная балка соединена с кузовом четырьмя боковыми наклонными тягами. Также имеются два опорных бруса, распoложенных поперек рамы тележки, на которых установлены вертикальные кронштейны подвески тяговых двигателей, и втулка, расположенная снизу поперечной балки и насажeнная на цилиндрический палец, закрепленный между вертикальными кронштейнами. Изобретение решает задачу повышения надежности работы тягового устройства двухосной тележки тепловоза для более эффективного выравнивания осевых нагрузок тепловоза при действии силы тяги. 4 ил.

Тяговое устройство двухосной тележки тепловоза, содержащее поперечную балку, установленную под рамой тележки посредством вертикального цилиндрического пальца и соединенную с рамой кузова четырьмя боковыми наклонными тягами, отличающееся тем, что снабжено двумя опорными брусами, расположенными поперек рамы тележки, на которых установлены вертикальные кронштейны подвески тяговых электродвигателей, а также втулкой, расположенной снизу поперечной балки и насажeнной на цилиндрический палец, закрепленный между вертикальными кронштейнами.