ВОСЬМИОСНОЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ ТЯГОВОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2006 года по МПК B61F5/02 B61F3/06 B61C9/50 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к грузовым, пассажирским, маневровым и промышленным тепловозам, электровозам, и касается конструкции его экипажа, механизмов передачи тяги и радиальной установки осей колесных пар.

Известно тяговое транспортное средство, содержащее главную раму, оборудованную автосцепками, кузов, кабину, двухступенчатое рессорное подвешивание, две, три или четыре двухосные тележки, содержащие рамы, рессорное подвешивание, колесные пары с буксами, тяговые электродвигатели, тяговые редукторы, тяги, поводки, главная рама которого снабжена центральными кронштейнами, расположенными по его продольной оси и пропущенными между осями каждой тяговой тележки, и шарнирно соединенными тягами, расположенными горизонтально или под углом к горизонту в вертикальной срединной плоскости, с рамами этих тележек или с осями задних колесных пар одной или двух передних тележек и передних колесных пар одной или двух задних тележек, и четырьмя боковыми кронштейнами на каждую тележку, два из которых шарнирно соединены с кронштейнами букс передних колесных пар одной или двух передних тележек и задних колесных пар одной или двух задних тележек связями, расположенными под углом к горизонту или горизонтально, при этом буксы этих колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными выше их осей, и два других боковых кронштейна шарнирно соединены с кронштейнами букс задних колесных пар одной или двух передних тележек и передних колесных пар одной или двух задних тележек связями, расположенными под углом к горизонту или горизонтально, при этом буксы этих колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными ниже их осей (Патент на изобретение №2229992, В 61 С 11/00, Российская Федерация).

Недостатками такой конструкции при выполнении восьмиосного тягового транспортного средства являются увеличенный габарит тележек, а следовательно, и тягового транспортного средства, сложность конструкции, большая масса тележек, обрессоренная только буксовой ступенью рессорного подвешивания, что приводит к высоким динамическим нагрузкам на тяговые электродвигатели и колесно-моторные блоки из-за увеличения жесткости буксовой ступени при двухступенчатом рессорном подвешивании по сравнению с обычным, низкое расположение тяг, что создает трудности при изготовлении и обслуживании, отсутствие унификации в расположении поводков передних и задних колесных пар.

Техническим результатом изобретения является использование межтележечного пространства для механизмов передачи тяги, снижение габарита тележек и восьмиосного тягового транспортного средства, снижение динамических нагрузок на тяговые электродвигатели и колесно-моторные блоки, упрощение конструкции рам тележек, механизмов передачи тяги и радиальной установки осей колесных пар с повышением уровня их унификации, улучшение условий их эксплуатации, снижение износов бандажей, что в свою очередь приводит к снижению затрат на изготовление, снижению стоимости восьмиосного железнодорожного тягового транспортного средства, а также снижению затрат на его эксплуатацию и ремонт.

Технический результат достигается тем, что в восьмиосном железнодорожном тяговом транспортном средстве, содержащем раму с автосцепками, одну или две кабины, двухступенчатое рессорное подвешивание, четыре двухосные тележки, содержащие рамы, рессорное подвешивание, колесные пары с буксами, поводки, тяги, тяговые электродвигатели с маятниковыми подвесками, тяговые редукторы, гасители колебаний, его рама снабжена двумя центральными тяговыми кронштейнами, один из которых размещен между двумя передними тележками, а второй - между двумя задними тележками, каждый из них шарнирно тягами, расположенными по продольной оси тягового транспортного средства под углами к горизонту ниже уровня осей колесных пар, соединен с рамами соответствующих тележек, при этом тяговые электродвигатели установлены на осях каждой тележки с встречным расположением их маятниковых подвесок в сторону поперечной оси каждой тележки, при этом маятниковые подвески тяговых электродвигателей своими вторыми концами шарнирно закреплены на рамах соответствующих тележек, а также по два боковых кронштейна на первую, вторую, седьмую и восьмую колесные пары, шарнирно соединенных с кронштейнами букс этих колесных пар связями, расположенными горизонтально и параллельно их продольным осям, при этом кронштейны букс попарно первой и восьмой и соответственно второй и седьмой колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными соответственно выше и ниже их осей, кроме того его рама снабжена по два боковых кронштейна на третью, четвертую, пятую и шестую колесные пары, шарнирно соединенных с кронштейнами букс этих колесных пар связями, расположенными горизонтально и параллельно их продольным осям, при этом кронштейны букс попарно третьей и шестой и соответственно четвертой и пятой колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными соответственно выше и ниже их осей, кроме того кронштейны букс соединены с ними шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно поперечных осей.

Такой же технический результат достигается тем, что в восьмиосном железнодорожном тяговом транспортном средстве, содержащем раму с автосцепками, одну или две кабины, двухступенчатое рессорное подвешивание, четыре двухосные тележки, содержащие рамы, рессорное подвешивание, колесные пары с буксами, поводки, тяги, тяговые электродвигатели с маятниковыми подвесками, тяговые редукторы, гасители колебаний, его рама снабжена двумя центральными тяговыми кронштейнами, один из которых размещен между двумя передними тележками, а второй - между двумя задними тележками, каждый из них шарнирно тягами, расположенными по продольной оси тягового транспортного средства горизонтально ниже уровня осей колесных пар, соединен с рамами соответствующих тележек, при этом тяговые электродвигатели установлены на осях каждой тележки с последовательным расположением маятниковых подвесок в сторону середины транспортного средства, при этом маятниковые подвески тяговых электродвигателей своими вторыми концами шарнирно закреплены на раме тягового транспортного средства, а также по два боковых кронштейна на первую, вторую, седьмую и восьмую колесные пары, шарнирно соединенных с кронштейнами букс этих колесных пар связями, расположенными горизонтально и параллельно их продольным осям, при этом кронштейны букс попарно первой и восьмой и соответственно второй и седьмой колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными соответственно выше и ниже их осей, кроме того его рама снабжена по два боковых кронштейна на третью, четвертую, пятую и шестую колесные пары, шарнирно соединенных с кронштейнами букс этих колесных пар связями, расположенными горизонтально и параллельно их продольным осям, при этом кронштейны букс попарно третьей и шестой и соответственно четвертой и пятой колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными соответственно выше и ниже их осей, кроме того кронштейны букс соединены с ними шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно поперечных осей.

Такой же технический результат достигается тем, что в восьмиосном железнодорожном тяговом транспортном средстве, содержащем раму с автосцепками, одну или две кабины, двухступенчатое рессорное подвешивание, четыре двухосные тележки, содержащие рамы, рессорное подвешивание, колесные пары с буксами, поводки, тяги, тяговые электродвигатели с маятниковыми подвесками, тяговые редукторы, гасители колебаний, его рама снабжена двумя центральными тяговыми кронштейнами, один из которых размещен между двумя передними тележками, а второй - между двумя задними тележками, каждый из них шарнирно тягами, расположенными по продольной оси тягового транспортного средства под углами к горизонту на уровне осей колесных пар, соединен с рамами соответствующих тележек, при этом тяговые электродвигатели установлены на осях каждой тележки с последовательным расположением маятниковых подвесок в сторону середины транспортного средства, при этом маятниковые подвески тяговых электродвигателей своими вторыми концами шарнирно закреплены на раме тягового транспортного средства, а также по два боковых кронштейна на первую, вторую, седьмую и восьмую колесные пары, шарнирно соединенных с кронштейнами букс этих колесных пар связями, расположенными горизонтально и параллельно их продольным осям, при этом кронштейны букс попарно первой и восьмой и соответственно второй и седьмой колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными соответственно выше и ниже их осей, кроме того его рама снабжена по два боковых кронштейна на третью, четвертую, пятую и шестую колесные пары, шарнирно соединенных с кронштейнами букс этих колесных пар связями, расположенными горизонтально и параллельно их продольным осям, при этом кронштейны букс попарно третьей и шестой и соответственно четвертой и пятой колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными соответственно выше и ниже их осей, кроме того кронштейны букс соединены с ними шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно поперечных осей.

Предлагаемое восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство представлено на чертежах, где

на фиг.1 изображено восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство, общий вид;

на фиг.2 изображены передние тележки, общий вид;

на фиг.3 изображен вид сверху на фиг.2;

на фиг.4 изображено сечение А-А на фиг.3.

Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство (фиг.1 - 4) состоит из рамы или кузова 1 с автосцепками 2, центральных кронштейнов 3 со шкворнями 4, боковых кронштейнов 5, кабины машиниста 6, рессорного подвешивания второй ступени 7, передних тележек 8, задних тележек 9, рам тележек 10, боковин рам тележек 11, поперечных балок 12, первой колесной пары 13, промежуточных колесных пар 14, восьмой колесной пары 15, тяговых электродвигателей 16 с маятниковыми подвесками 17 с шарнирами 18, букс 19 с кронштейнами 20, букс 21 с кронштейнами 22, буксовых шарниров 23, связей 24 с шарнирами 25, поводков 26, тяговых редукторов 27, буксовой ступени рессорного подвешивания 28, двуплечих рычагов 29, кронштейнов 30, тяг 31 с шарнирами 32, пятников 33, крышек 34, систем смазки 35, уплотнений 36, вертикальных гасителей 37, поперечных гасителей 38.

Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство с двухосными тележками работает следующим образом: машинист из кабины машиниста 6 производит пуск тягового транспортного средства и устанавливает необходимый режим его работы, при этом на тяговые электродвигатели 16 передних тележек 8 и задних тележек 9 подается напряжение, от которого они начинают вращаться и создавать крутящие моменты, которые тяговыми редукторами 27 передаются на колесные пары 13, 14 и 15, которые в свою очередь начинают вращаться, при этом в зонах контакта колес с рельсами возникают силы тяги. Силы тяги с колес передаются на оси колесных пар, а с них на буксы 19 и 21. С букс силы тяги поводками 26 передаются на боковины рам тележек 11 рам 10 тележек 8 и 9, а с них поперечными балками 12 через шарниры 32 на тяги 31, с которых вторыми подшипниками 32 силы тяги передаются на соответствующие тяговые кронштейны 3. Причем с двух передних тележек 8 тяговые усилия передаются на один центральный кронштейн 3, расположенный в пространстве между ними, а с двух задних тележек 9 они передаются на второй центральный кронштейн 3, расположенный между ними. Тяговыми кронштейнами 3 тяговые усилия передаются на раму или кузов 1 и далее на автосцепку 2, при этом тяговое транспортное средство вместе с прицепным составом приходит в движение.

При шарнирном соединении тяговых электродвигателей 16 маятниковыми подвесками 17 с рамой или кузовом 1 коэффициент использования сцепного веса предлагаемого транспортного средства, как показывает компьютерное моделирование, может достигать: η=0,9-0,91, а сила тяги по сцеплению тягового транспортного средства может достигать соответственно величины: F_сц=8·0,385·245,2·0,9=680 кН.

При подвеске тяговых электродвигателей маятниковыми подвесками к раме или кузову тягового транспортного средства уменьшается масса рамы тележки на массу ее узлов, обеспечивающих их подвеску к раме в обычных конструкциях, кроме того, можно считать, что половина массы тяговых электродвигателей и маятниковых подвесок снимается с рам тележек и передается непосредственно на раму или кузов тягового транспортного средства. Принимая, что коэффициент вертикальной динамики буксовой ступени рессорного подвешивания составляет 0,4, а рессорного подвешивания в целом 0,2, можно сказать, что снижение динамической нагрузки на тяговый электродвигатель составит: ΔF_д=0,5·(0,4-0,2)·М_д. При массе двигателя, например, 3000 кг снижение динамической нагрузки на тяговый электродвигатель и колесно-моторный блок составит не менее: ΔF_д=0,5·(0,4-0,2)·3000·9,81=2943 Н=2,9 кН.

При движении тягового транспортного средства в кривых тележки 8 и 9 поворачиваются относительно рамы или кузова 1, при этом своими кронштейнами 5 рама или кузов воздействует на связи 24 с шарнирами 25, создавая в них парные усилия растяжения-сжатия, которые попарно воздействуют на кронштейны 20, поводки 26 и буксы 19 первой колесной пары 13 и восьмой колесной пары 15, и кронштейны 22, поводки 26 и буксы 21 соответствующих им промежуточных колесных пар 14.

Эти усилия, оказываемые на буксы, создают на осях колесных пар разворачивающие их моменты. При разноименном смещении буксовых поводков 26 первой колесной пары 13 и задней колесной пары 15 относительно их осей с одной стороны и соответствующих им промежуточных колесных пар 14 с другой стороны, или при их одноименном смещении, но с применение для одной из пар связей двуплечих рычагов 29, эти разворачивающие моменты разворачивают передние и задние колесные пары в разные стороны, и устанавливают их в радиальное положение.

Установка шарниров 23 в соединении буксовых кронштейнов 20 и 22 с буксами соответственно 19 и 21 приводит к снижению усилий в связях 24 и поводках 26, необходимых для установки осей в радиальное положение.

Вертикальные гасители 37 и поперечные 38 гасят все возникающие при взаимодействии колес с рельсами колебания обеспечивая железнодорожному тяговому транспортному средству необходимую плавность хода.

Тяги 31 с подшипниками 32, закрепленными на центральных кронштейнах 3 и поперечных балках 12 пятниками 33 с крышками 34, снабжены системой жидкой или консистентной смазки 35 с уплотнениями 36, что обеспечивает им заданный срок службы.

Все это и приводит к использованию межтележечного пространства для механизмов передачи тяги, снижению габарита тележек и восьмиосного тягового транспортного средства, снижению динамических нагрузок на тяговые электродвигатели и колесно-моторные блоки, упрощению конструкции рам тележек, механизмов передачи тяги и радиальной установки осей колесных пар с повышением уровня их унификации, улучшению условий их эксплуатации, снижению износов бандажей, что в свою очередь приводит к снижению затрат на изготовление, снижению стоимости восьмиосного железнодорожного тягового транспортного средства, а также снижению затрат на его эксплуатацию и ремонт.

Изобретение относится к рельсовым транспортным средствам и касается конструкции экипажа локомотива, механизмов передачи тяги и радиальной установки осей колесных пар. Рама 1 восьмиосного железнодорожного тягового транспортного средства (ТТС) снабжена двумя центральными тяговыми кронштейнами 3, каждый из них шарнирно тягами, расположенными по продольной оси тягового транспортного средства под углами к горизонту ниже уровня осей колесных пар, соединен с рамами соответствующих тележек. Тяговые электродвигатели 16 установлены на осях каждой тележки с встречным расположением их маятниковых подвесок 17 в сторону поперечной оси каждой тележки, при этом маятниковые подвески тяговых электродвигателей своими вторыми концами шарнирно закреплены на рамах соответствующих тележек. Рама снабжена боковыми кронштейнами 5, шарнирно соединенными с кронштейнами букс колесных пар связями 24. По второму варианту, тяги расположены горизонтально ниже уровня осей колесных пар, а маятниковые подвески расположены последовательно в сторону середины ТТС и шарнирно закреплены на его раме. По третьему варианту, тяги расположены под углами к горизонту на уровне осей колесных пар, а маятниковые подвески расположены последовательно в сторону середины ТТС и шарнирно закреплены на его раме. Технический результат - снижение габарита тележек и ТТС, снижение динамических нагрузок. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство, содержащее раму с автосцепками, одну или две кабины, двухступенчатое рессорное подвешивание, четыре двухосные тележки, содержащие рамы, рессорное подвешивание, колесные пары с буксами, поводки, тяги, тяговые электродвигатели с маятниковыми подвесками, тяговые редукторы, гасители колебаний, отличающееся тем, что его рама снабжена двумя центральными тяговыми кронштейнами, один из которых размещен между двумя передними тележками, а второй между двумя задними тележками, каждый из них шарнирно тягами, расположенными по продольной оси тягового транспортного средства под углами к горизонту ниже уровня осей колесных пар, соединен с рамами соответствующих тележек, при этом тяговые электродвигатели установлены на осях каждой тележки с встречным расположением их маятниковых подвесок в сторону поперечной оси каждой тележки, при этом маятниковые подвески тяговых электродвигателей своими вторыми концами шарнирно закреплены на рамах соответствующих тележек, а также по два боковых кронштейна на первую, вторую, седьмую и восьмую колесные пары, шарнирно соединенных с кронштейнами букс этих колесных пар связями, расположенными горизонтально и параллельно их продольным осям, при этом кронштейны букс попарно первой и восьмой и соответственно второй и седьмой колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными соответственно выше и ниже их осей.2. Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что его рама снабжена по два боковых кронштейна на третью, четвертую, пятую и шестую колесные пары, шарнирно соединенных с кронштейнами букс этих колесных пар связями, расположенными горизонтально и параллельно их продольным осям, при этом кронштейны букс попарно третьей и шестой и соответственно четвертой и пятой колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными соответственно выше и ниже их осей.3. Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.2, отличающееся тем, что кронштейны букс соединены с ними шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно поперечных осей.4. Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство, содержащее раму с автосцепками, одну или две кабины, двухступенчатое рессорное подвешивание, четыре двухосные тележки, содержащие рамы, рессорное подвешивание, колесные пары с буксами, поводки, тяги, тяговые электродвигатели с маятниковыми подвесками, тяговые редукторы, гасители колебаний, отличающееся тем, что его рама снабжена двумя центральными тяговыми кронштейнами, один из которых размещен между двумя передними тележками, а второй между двумя задними тележками, каждый из них шарнирно тягами, расположенными по продольной оси тягового транспортного средства горизонтально ниже уровня осей колесных пар, соединен с рамами соответствующих тележек, при этом тяговые электродвигатели установлены на осях каждой тележки с последовательным расположением маятниковых подвесок в сторону середины транспортного средства, при этом маятниковые подвески тяговых электродвигателей своими вторыми концами шарнирно закреплены на раме тягового транспортного средства, а также по два боковых кронштейна на первую, вторую, седьмую и восьмую колесные пары, шарнирно соединенных с кронштейнами букс этих колесных пар связями, расположенными горизонтально и параллельно их продольным осям, при этом кронштейны букс попарно первой и восьмой и соответственно второй и седьмой колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными соответственно выше и ниже их осей.5. Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.4, отличающееся тем, что его рама снабжена по два боковых кронштейна на третью, четвертую, пятую и шестую колесные пары, шарнирно соединенных с кронштейнами букс этих колесных пар связями, расположенными горизонтально и параллельно их продольным осям, при этом кронштейны букс попарно третьей и шестой и соответственно четвертой и пятой колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными соответственно выше и ниже их осей.6. Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.5, отличающееся тем, что кронштейны букс соединены с ними шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно поперечных осей.7. Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство, содержащее раму с автосцепками, одну или две кабины, двухступенчатое рессорное подвешивание, четыре двухосные тележки, содержащие рамы, рессорное подвешивание, колесные пары с буксами, поводки, тяги, тяговые электродвигатели с маятниковыми подвесками, тяговые редукторы, гасители колебаний, отличающееся тем, что его рама снабжена двумя центральными тяговыми кронштейнами, один из которых размещен между двумя передними тележками, а второй между двумя задними тележками, каждый из них шарнирно тягами, расположенными по продольной оси тягового транспортного средства под углами к горизонту на уровне осей колесных пар, соединен с рамами соответствующих тележек, при этом тяговые электродвигатели установлены на осях каждой тележки с последовательным расположением маятниковых подвесок в сторону середины транспортного средства, при этом маятниковые подвески тяговых электродвигателей своими вторыми концами шарнирно закреплены на раме тягового транспортного средства, а также по два боковых кронштейна на первую, вторую, седьмую и восьмую колесные пары, шарнирно соединенных с кронштейнами букс этих колесных пар связями, расположенными горизонтально и параллельно их продольным осям, при этом кронштейны букс попарно первой и восьмой и соответственно второй и седьмой колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными соответственно выше и ниже их осей.8. Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.7, отличающееся тем, что его рама снабжена по два боковых кронштейна на третью, четвертую, пятую и шестую колесные пары, шарнирно соединенных с кронштейнами букс этих колесных пар связями, расположенными горизонтально и параллельно их продольным осям, при этом кронштейны букс попарно третьей и шестой и соответственно четвертой и пятой колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными соответственно выше и ниже их осей.9. Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.8, отличающееся тем, что кронштейны букс соединены с ними шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно поперечных осей.