ВОСЬМИОСНОЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ ТЯГОВОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 2006 года по МПК B61F5/02 B61F5/18 B61F5/48 B61F3/06 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к восьмиосным грузовым и пассажирским электровозам и тепловозам, и касается конструкции их 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 редуктора, тяги, поводки, в котором главная рама тягового транспортного средства снабжена центральными кронштейнами, расположенными на его продольной оси, пропущенными между осями каждой тяговой тележки, и снабженными поперечными траверсами, соединенными с ними с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, и своими концами шарнирно соединенными тягами, расположенными горизонтально или под углом к горизонту, с буксами задних колесных пар одной или двух передних тележек и передних колесных пар одной или двух задних тележек, и двумя боковыми кронштейнами на каждую тележку, шарнирно соединенными с кронштейнами букс передних колесных пар одной или двух передних тележек и задних колесных пар одной или двух задних тележек связями, расположенными горизонтально или под углом к горизонту, при этом буксы этих колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными выше их осей, и другими двумя боковыми кронштейнами на каждую тележку, шарнирно соединенными с кронштейнами букс задних колесных пар одной или двух передних тележек и передних колесных пар одной или двух задних тележек связями, расположенными горизонтально или под углом к горизонту, при этом буксы этих колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными ниже их осей (Патент РФ №2243914, кл. В 61 С 11/00).

Недостатками такой конструкции в восьмиосном тяговом транспортном средстве являются большая масса экипажа, вызванная наличием рам тележек, большого количества центральных кронштейнов, буксовых поводков, рычагов и продольных связей с шарнирами, неудовлетворительное динамическое вписывание в кривые участки пути со снижением скорости движения по ним из-за больших углов поворота и относа тележек относительно кузова, что создает высокие динамические нагрузки в системе колесо-рельс и затрудняет необходимую установку колесных пар, что обеспечивает значительные износы гребней колесных пар и повышенное сопротивление при движении в кривых участках пути, высокая себестоимость экипажа и тягового транспортного средства в целом.

Техническим результатом изобретения является снижение габарита экипажа и транспортного средства, снижение динамических нагрузок при движении в кривых, снижение углов поворота и относа тележек относительно кузова, что в свою очередь приводит к снижению поперечных перемещений и нагрузок на пружины рессорного подвешивания при обеспечении прохождения кривых малых радиусов, включая кривые с радиусом 80 м, обеспечение радиальной установки осей колесных пар, снижение массы, снижение износов бандажей, что в свою очередь приводит к снижению затрат на эксплуатацию и ремонт восьмиосного железнодорожного тягового транспортного средства.

Технический результат достигается тем, что в восьмиосном железнодорожном тяговом транспортном средстве, содержащем кузов, раму с автосцепками, одну или две кабины, центральное рессорное подвешивание, две четырехосные тележки, содержащие колесные пары с буксами, буксовое рессорное подвешивание, тяговые электродвигатели с подвесками, поводки или тяги, тормозное оборудование, гасители колебаний, каждая четырехосная тележка выполнена из двух двухосных безрамных тележек, соединенных между собой балкой, опирающейся на их буксовое рессорное подвешивание, а на эти балки опирается рама кузова через центральное рессорное подвешивание, при этом рама кузова снабжена одним центральным тяговым кронштейном со шкворнем на каждую четырехосную тележку, расположенным на продольной оси между ее двухосными тележками, с закрепленной на нем с возможностью вращения относительно вертикальной оси поперечной траверсой, соединенной буксовыми поводками или тягами с буксами ближайших колесных пар или с кронштейнами, которыми снабжены буксы, а буксы или их кронштейны внешних колесных пар каждой тележки соединены с соответствующими буксами или их кронштейнами соответствующих им внутренних колесных пар буксовыми поводками или тягами, расположенными симметрично в боковых продольных или расположенных под углами к продольным осям тележек вертикальных плоскостях горизонтально или под углами к горизонту, с шарнирами с консистентной или с жидкой смазкой или с резинометаллическими шарнирами, кроме того тормозное оборудование и гасители колебаний размещены на съемных или несъемных кронштейнах, которыми снабжены буксы, или на балках, кроме того тяговые электродвигатели, установленные на осях колесных пар, снабжены маятниковыми подвесками, своими вторыми концами закрепленными на кронштейнах рамы кузова, или на кронштейнах рамы кузова и центральных тяговых кронштейнах, или на балках, а также балки четырехосных тележек снабжены устройствами ограничения относа кузова, и поперечные траверсы снабжены возможностью упругого вертикального перемещения относительно центральных тяговых кронштейнов.

Предлагаемое восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство представлено на чертежах, где:

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

на фиг.2 изображена четырехосная тележка, общий вид;

на фиг.3 изображена четырехосная тележка, общий вид;

на фиг.4 изображена четырехосная тележка, вид сверху;

на фиг.5 изображено сечение А-А на фиг.2;

на фиг.6 изображено сечение Б-Б на фиг.3;

на фиг.7 изображено сечение В-В на фиг.4;

на фиг.8 изображена тяга с системой жидкого смазывания.

Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство (фиг.1-8) состоит из кузова 1, рамы 2 с автосцепками 3, кабины машиниста 4, центральных тяговых кронштейнов 5 со шкворнями 6, центрального рессорного подвешивания 7, четырехосных тележек 8, балок 9, двухосных безрамных тележек 10, буксового рессорного подвешивания 11, колесных пар 12 с буксами 13, буксовых кронштейнов 14, буксовых поводков 15, тяговых электродвигателей 16 с маятниковыми подвесками 17, тяговых редукторов 18, поперечных траверс 19, тяг 20, шарниров 21, резинометаллических шарниров 22, резинометаллических шарниров траверс 23, упругих элементов поперечных траверс 24, ограничителей относа кузова 25, вертикальных гасителей колебаний 26, поперечных гасителей колебаний 27, продольных гасителей колебаний 28, упорных пятников 29, уплотнений 30, прокладок 31, крышек 32, систем жидкого смазывания тяг 33, уплотнений 34, кронштейнов 35, системы жидкого смазывания тяговых кронштейнов 36, осей шарниров 37, уплотнений шарниров 38, подшипников 39, тормозного оборудования 40, защитных кожухов 41.

Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство работает следующим образом: машинист из кабины машиниста 4 производит пуск тягового транспортного средства и устанавливает необходимый режим его работы, при этом на тяговые электродвигатели 16 двухосных безрамных тележек 10 подается напряжение, от которого они начинают вращаться и создавать крутящие моменты, которые тяговыми редукторами 18 передаются на колесные пары 12, 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 13. С букс внешних колесных пар четырехосных тележек силы тяги буксовыми поводками 15 или тягами 20 с шарнирами 21 или с резинометаллическими шарнирами 22 передаются на буксы 13 их внутренних колесных пар, с которых суммарные тяговые усилия буксовыми поводками 15 или тягами 20 с шарнирами 21 или с резинометаллическими шарнирами 22 передаются на поперечные траверсы 19, с которых через шкворни 6 и центральные тяговые кронштейны 5 тяговые силы передаются на раму 2 и далее на автосцепку 3, при этом восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство вместе с прицепным составом приходит в движение.

Опирание кузова 1 рамой 2 через центральное рессорное подвешивание 7 на балки 9 четырехосных тележек 8, опирающихся на буксовое рессорного подвешивания 11 двухосных безрамных тележек 10 при прохождении кривых участков пути, приводит к тому, что каждая балка 9 поворачивается на промежуточный угол между углами поворота двухосных безрамных тележек 10 каждой четырехосной тележки 8, что в свою очередь приводит к уменьшению углов поворота этих тележек относительно балки 9, что и обеспечивает снижение поперечных перемещений и нагрузок на пружины центрального 7 и буксового 11 рессорного подвешивания при обеспечении прохождения кривых малых радиусов, включая кривые с радиусом 80 м.

Снабжение рамы 2 кузова 1 центральным тяговым кронштейном 5 со шкворнем 6 на каждую четырехосную тележку 8, расположенным на продольной оси между ее двухосными тележками 10, с закрепленной на нем с возможностью вращения относительно вертикальной оси поперечной траверсой 19 и ее соединение буксовыми поводками 15 или тягами 20 с буксами 13 или их кронштейнами 14 ближайших колесных пар 12, а букс или их кронштейнов внешних колесных пар с соответствующими буксами или их кронштейнами внутренних колесных пар буксовыми поводками 15 или тягами 20, расположенными симметрично горизонтально или под углами к горизонту, а также закрепление маятниковых подвесок 17 вторыми концами на кронштейнах рамы кузова 35 или на балках 9 обеспечивает коэффициент использования сцепного веса предлагаемого транспортного средства, как показывает компьютерное моделирование, в пределах η=0,9-0,93, а сила тяги по сцеплению тягового транспортного средства достигает соответственно величины F_сц=8·ψ·Q_сц·η=8·0,385·245,2·0,93=702 кН.

Вертикальные гасители колебаний 26, поперечные гасители колебаний 27 и продольные гасители колебаний 28, размещенные на на буксах 13 и буксовых кронштейнах 14 и балках 9, обеспечивают раздельное гашение всех колебаний железнодорожного тягового транспортного средства, обеспечивая ему заданные скорости движения.

Обеспечение вращения поперечной траверсы 19 относительно вертикальной оси шкворня 6 центрального тягового кронштейна 5 приводит к выравниванию усилий в буксовых поводках 15 или тягах 20, что в свою очередь приводит к выравниванию тяговых усилий на правых и левых колесах колесных пар 12 тележки (к выравниванию сил крипа) как при движении в прямых участках пути, так и в криволинейных участках.

Буксовые поводки 15 или тяги 20, снабженные шарнирами 21 или 22, кроме выравнивания нагрузок обеспечивают возможность вращения тележки 10 относительно балки 9 вокруг поперечной и продольной осей и поперечное перемещение тележки относительно балки, а также вращения и перемещения балки относительно кузова величинами, допускаемыми буксовым 11 и центральным 7 рессорным подвешиванием с ограничителями относа кузова 25. Это в свою очередь приводит к эффективному гашению колебаний вертикальными 26, поперечными 27 и продольными 28 гидравлическими гасителями колебаний и снижению динамических нагрузок в прямых и кривых участках пути.

Обеспечение возможности упругого вертикального перемещения поперечных траверс 19 относительно центральных тяговых кронштейнов 5 установкой в их соединении упругих элементов поперечных траверс 24 с их закреплением на тяговых шкворнях упорными пятниками 29 обеспечивает полное отсутствие блокировки рессорного подвешивания предлагаемым устройством при колебаниях тягового транспортного средства на рессорном подвешивании.

Размещение буксовых поводков 15 или тяг 20 в симметричных боковых вертикальных плоскостях под углами к продольным осям тележек обеспечивает радиальную установку колесных пар тележек при движении в кривой за счет центробежных сил, раздвигающих поводками или тягами за счет углов их установки колеса с наружной стороны кривой и сдвигающих колеса с внутренней стороны кривой, а также за счет бокового давления на гребни набегающих колес первой и третьей колесных пар каждой тележки.

Снабжение устройства системой жидкого смазывания 36 центральных тяговых кронштейнов 5 со шкворней 6, а также системой жидкостного смазывания 33 тяг 20, закрытых уплотнениями 30 и 34 прокладками 31 с крышками 32 обеспечивает смазывание трущихся поверхностей и шарниров длительное время.

Снабжение балок 9 устройствами ограничения относа кузова 25 обеспечивает ограничение относа кузова 1 при прохождении кривых в заданных пределах.

Все это и приводит к снижению габарита экипажа и транспортного средства, снижению динамических нагрузок при движении в кривых, снижению углов поворота и относа тележек относительно кузова, что в свою очередь приводит к снижению поперечных перемещений и нагрузок на пружины рессорного подвешивания при обеспечении прохождения кривых малых радиусов, включая кривые с радиусом 80 м, обеспечению радиальной установки осей колесных пар, снижению массы, снижению износов бандажей, что в свою очередь приводит к снижению затрат на эксплуатацию и ремонт восьмиосного железнодорожного тягового транспортного средства.

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, в частности к восьмиосным тяговым транспортным средствам (ТТС), и касается конструкции их экипажа, механизмов передачи тяги и радиальной установки осей колесных пар. ТТС содержит кузов, раму 2 с автосцепками, две четырехосные тележки 8. Каждая четырехосная тележка выполнена из двух двухосных безрамных тележек 10, соединенных между собой балкой 9, опирающейся на их буксовое рессорное подвешивание 11, а на эти балки опирается рама кузова через центральное рессорное подвешивание 7. Рама кузова снабжена одним центральным тяговым кронштейном 5 со шкворнем на каждую четырехосную тележку, расположенным на продольной оси между ее двухосными тележками, с закрепленной на нем с возможностью вращения относительно вертикальной оси поперечной траверсой 19, соединенной буксовыми поводками 15 или тягами с буксами или их кронштейнами ближайших колесных пар. Буксы или их кронштейны внешних колесных пар каждой тележки соединены с соответствующими буксами или их кронштейнами соответствующих им внутренних колесных пар буксовыми поводками или тягами с шарнирами с консистентной или с жидкой смазкой или с резинометаллическими шарнирами. Технический результат - снижение габарита тележек и ТТС, снижение динамических нагрузок при движении в кривых, снижение углов поворота и относа тележек относительно кузова, снижение поперечных перемещений и нагрузок на пружины рессорного подвешивания в кривых, обеспечение радиальной установки осей колесных пар, снижение износов бандажей. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство, содержащее кузов, раму с автосцепками, одну или две кабины, центральное рессорное подвешивание, две четырехосные тележки, содержащие колесные пары с буксами, буксовое рессорное подвешивание, тяговые электродвигатели с подвесками, поводки или тяги, тормозное оборудование, гасители колебаний, отличающееся тем, что каждая четырехосная тележка выполнена из двух двухосных безрамных тележек, соединенных между собой балкой, опирающейся на их буксовое рессорное подвешивание, а на эти балки опирается рама кузова через центральное рессорное подвешивание, при этом рама кузова снабжена одним центральным тяговым кронштейном со шкворнем на каждую четырехосную тележку, расположенным на продольной оси между ее двухосными тележками, с закрепленной на нем с возможностью вращения относительно вертикальной оси поперечной траверсой, соединенной буксовыми поводками или тягами с буксами ближайших колесных пар или с кронштейнами, которыми снабжены буксы, а буксы или их кронштейны внешних колесных пар каждой тележки соединены с соответствующими буксами или их кронштейнами соответствующих им внутренних колесных пар буксовыми поводками или тягами, расположенными симметрично в боковых продольных или расположенных под углами к продольным осям тележек вертикальных плоскостях горизонтально или под углами к горизонту, с шарнирами с консистентной или с жидкой смазкой или с резинометаллическими шарнирами.2. Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что тормозное оборудование и гасители колебаний размещены на съемных или несъемных кронштейнах, которыми снабжены буксы, или на балках.3. Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.2, отличающееся тем, что тяговые электродвигатели, установленные на осях колесных пар, снабжены маятниковыми подвесками, своими вторыми концами закрепленными на кронштейнах рамы кузова, или на кронштейнах рамы кузова и центральных тяговых кронштейнах, или на балках.4. Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.3, отличающееся тем, что балки четырехосных тележек снабжены устройствами ограничения относа кузова.5. Восьмиосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.4, отличающееся тем, что поперечные траверсы снабжены возможностью упругого вертикального перемещения относительно центральных тяговых кронштейнов.