ЧЕТЫРЕХОСНОЕ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЕ ТЯГОВОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2008 года по МПК B61F5/02 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к четырехосным грузовым, маневровым, промышленным и пассажирским электровозам и тепловозам, моторным вагонам электропоездов, и касается конструкции их экипажа, механизмов продольной связи тележек с кузовом и радиальной установки осей колесных пар.

Известно четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство, содержащее кузов, раму с автосцепками, одну или две кабины, двухступенчатое рессорное подвешивание, две двухосные тележки, содержащие рамы, рессорное подвешивание, колесные пары с буксами, тяговые электродвигатели с подвесками, тяговые редуктора, поводки, устройства передачи тяговых и тормозных сил на раму транспортного средства, гасители колебаний, у которого поводки соединяют буксы колесных пар с рамами тележек таким образом, что буксы каждой колесной пары своими кронштейнами соединяются через ее кронштейны двумя соосными поводками или одним поводком, расположенным параллельно продольной оси тележки, при этом у крайних колесных пар они расположены ниже уровня оси соответствующей колесной пары, при этом буксы передней колесной пары своими вторыми кронштейнами шарнирно соединены с двуплечими рычагами, средней частью шарнирно соединенными продольными связями с рамами тележек, вторые концы которых шарнирно соединены с кузовом железнодорожного транспортного средства продольными связями, а буксы задних колесных пар своими вторыми кронштейнами шарнирно соединены с кузовом железнодорожного транспортного средства продольными связями, или буксы передних колесных пар своими вторыми кронштейнами шарнирно соединены с кузовом железнодорожного транспортного средства продольными связями, а буксы задних колесных пар своими вторыми кронштейнами шарнирно соединены с двуплечими рычагами, средней частью шарнирно соединенными продольными связями с рамами тележек, вторые концы которых шарнирно соединены с кузовом железнодорожного транспортного средства продольными связями (Патент на изобретение № 2263038, В61F 5/02, Российская Федерация).

Недостатками такой конструкции четырехосного железнодорожного тягового транспортного средства с двумя двухосными тележками являются увеличенный габарит и масса букс за счет установки рычагов на буксы, увеличенная необрессоренная масса колесных пар каждой тележки за счет роста габаритов и массы букс и установленных на них рычагов и продольных связей, отсутствие унификации между буксами, все это приводит к увеличению массы транспортного средства, снижению его динамических качеств и скорости движения, и следовательно, к увеличению стоимости и снижению эксплуатационных качеств железнодорожного тягового транспортного средства.

Техническим результатом изобретения является снижение габарита букс, тележек и транспортного средства, снижение необрессоренных масс колесных пар и тележек в целом, снижение динамических нагрузок в узлах и деталях экипажа при движении, увеличение скорости движения, обеспечение радиальной установки осей колесных пар, снижение массы тележек и транспортного средства, обеспечение унификации букс, снижение износов деталей экипажа, что в свою очередь приводит к снижению стоимости четырехосного железнодорожного тягового транспортного средства и повышению его эксплуатационных качеств.

Технический результат достигается тем, что в четырехосном железнодорожном тяговом транспортном средстве, содержащем кузов, раму с автосцепками, одну или две кабины, двухступенчатое рессорное подвешивание, две двухосные тележки, содержащие рамы, рессорное подвешивание, колесные пары с буксами, тяговые электродвигатели с подвесками, тяговые редуктора, поводки, устройства передачи тяговых и тормозных сил на раму транспортного средства, гасители колебаний, его рама снабжена двумя боковыми кронштейнами на каждую колесную пару, шарнирно соединенными связями, расположенными горизонтально и параллельно продольным осям тележек или под углами к горизонту и их продольным осям, с верхними концами двуплечих рычагов шарнирно с обеспечением вращения относительно поперечных осей установленных на рамах тележек по два на каждую колесную пару их средней частью для первой и четвертой колесных пар и своими нижними концами для второй и третьей колесных пар, при этом буксы колесных пар поводками или тягами, расположенными ниже или выше, или соответственно выше и ниже, или ниже и выше осей колесных пар, жестко или шарнирно соединены соответственно с нижними концами и средними частями этих рычагов, кроме того, связи выполнены энергопоглощающими, кроме того, буксовые пружины первой и четвертой колесных пар соединены с рамами тележек или с буксами шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно поперечных осей, кроме того, буксовые пружины второй и третьей колесных пар соединены с рамами тележек или с буксами шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно поперечных осей, кроме того, соединение двуплечих рычагов с рамами тележек выполнено резинометаллическими шарнирами, кроме того, между буксами первой и четвертой колесных пар и рамами тележек установлены продольные гасители колебаний, кроме того, между буксами второй и третьей колесных пар и рамами тележек установлены продольные гасители колебаний, и каждая тележка снабжена не менее чем одним или рама кузова снабжена не менее чем одним на каждую тележку пневмоцилиндром или гидроцилиндром управления поворотом тележек, штоки которых шарнирно соединены соответственно с рамой кузова или рамами тележек.

Такой же технический результат достигается тем, что в четырехосном железнодорожном тяговом транспортном средстве, содержащем кузов, раму с автосцепками, одну или две кабины, двухступенчатое рессорное подвешивание, две двухосные тележки, содержащие рамы, рессорное подвешивание, колесные пары с буксами, тяговые электродвигатели с подвесками, тяговые редуктора, поводки, устройства передачи тяговых и тормозных сил на раму транспортного средства, гасители колебаний, его рама снабжена двумя боковыми кронштейнами на каждую колесную пару, шарнирно соединенными связями, расположенными горизонтально и параллельно продольным осям тележек или под углами к горизонту и их продольным осям, с верхними концами двуплечих рычагов шарнирно с обеспечением вращения относительно поперечных осей установленных на рамах тележек по два на каждую колесную пару их средними частями, при этом буксы этих колесных пар поводками или тягами, расположенными ниже или выше, или соответственно выше и ниже, или ниже и выше осей колесных пар, жестко или шарнирно соединены соответственно первой и четвертой колесных пар с нижними концами их рычагов, а второй и третьей колесных пар с нижними концами вторых двуплечих рычагов шарнирно с обеспечением вращения относительно поперечных осей установленных на рамах тележек по два на вторую и третью колесные пары, которые своими верхними концами шарнирно с обеспечением вращения относительно поперечных осей и продольных перемещений соединены с нижними концами их первых рычагов, кроме того, связи выполнены энергопоглощающими, кроме того, буксовые пружины первой и четвертой колесных пар соединены с рамами тележек или с буксами шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно поперечных осей, кроме того, буксовые пружины второй и третьей колесных пар соединены с рамами тележек или с буксами шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно поперечных осей, кроме того, соединение двуплечих рычагов с рамами тележек выполнено резинометаллическими шарнирами, кроме того, между буксами первой и четвертой колесных пар и рамами тележек установлены продольные гасители колебаний, кроме того, между буксами второй и третьей колесных пар и рамами тележек установлены продольные гасители колебаний, и каждая тележка снабжена не менее чем одним или рама кузова снабжена не менее чем одним на каждую тележку пневмоцилиндром или гидроцилиндром управления поворотом тележек, штоки которых шарнирно соединены соответственно с рамой кузова или рамами тележек.

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

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

на фиг.2 изображена двухосная тележка, общий вид;

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

на фиг.4 изображен вид 1 на фиг.1;

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

на фиг.6 изображено сечение Б-Б на фиг.2.

Четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство (фиг.1, фиг.2, фиг.3, фиг.4, фиг.5, фиг.6) состоит из кузова 1, рамы 2 с автосцепками 3, кабины машиниста 4, боковых кронштейнов 5, центрального рессорного подвешивания 6, тележек 7, рам тележек 8, боковин рам тележек 9, поперечных балок 10, первой и четвертой колесных пар 11, второй и третьей колесных пар 12, продольных гасителей колебаний 13, тяговых электродвигателей 14 с подвесками 15 и тяговыми редукторами 16, букс 17 с кронштейнами 18 и с кронштейнами 19, связей 20 с шарнирами 21, поводков или тяг 22, буксовой ступени рессорного подвешивания 23, двуплечих рычагов 24 с верхними концами 25, средними частями 26 и нижними концами 27, двуплечих рычагов 28 с верхними концами 29, средними частями 30 и нижними концами 31, кронштейнов рам тележек 32 с шарнирами 33, кронштейнов рам тележек 34 с шарнирами 35, шарниров двуплечих рычагов 36, устройств передачи тяговых и тормозных сил на раму транспортного средства 37, шарниров буксового рессорного подвешивания 38, резинометаллических шарниров 39, пневмоцилиндров или гидроцилиндров 40.

Четырехосное 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 14, подвешенные подвесками 15 к рамам 8 тележек 7 или к раме 2, подается напряжение, от которого они начинают вращаться и создавать крутящие моменты, которые тяговыми редукторами 16 передаются на колесные пары 11 и 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 17. Кронштейнами 18 или 19 букс 17 колесных пар 11 силы тяги поводками или тягами 22 передаются на нижние концы 27 двуплечих рычагов 24, которыми через шарниры 33 и 21 они частями передаются соответственно на кронштейны рам тележек 32, а с них на боковины 9 рам тележек 8, и через связи 20 и вторые шарниры 21 на раму 2. С колесных пар 12 силы тяги поводками или тягами 22 передаются на средние части 26 двуплечих рычагов 24, которыми через шарниры 33 и 21 они частями передаются соответственно на кронштейны рам тележек 32, а с них на боковины 9 рам тележек 8, и через связи 20 и вторые шарниры 21 на раму 2, или с колесных пар 12 силы тяги поводками или тягами 22 передаются на нижние концы 31 двуплечих рычагов 28, своими верхними концами 29 шарнирами 36 соединенных с нижними концами 27 двуплечих рычагов 24, и далее через шарниры 33, 35 и 21 они частями передаются соответственно на кронштейны рам тележек 32 и 34, а с них на боковины 9 рам тележек 8, и через связи 20 и вторые шарниры 21 на раму 2. С боковин 9 силы тяги передаются на одну из поперечин 10 рамы тележки 8, с которой устройствами передачи тяговых и тормозных сил 37 они передаются на раму 2 железнодорожного тягового транспортного средства и далее на автосцепку 3, при этом четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство вместе с прицепным составом приходит в движение.

При движении тягового транспортного средства в кривых тележки 7 поворачиваются относительно кузова 1 и рамы 2, при этом боковыми кронштейнами 5 рама 2 через шарниры 21 воздействует на связи 20, создавая в них парные усилия растяжения-сжатия, которые попарно воздействуют на верхние концы 25 двуплечих рычагов 24 колесных пар 11 и 12, которые соответственно своими нижними концами 27 и средними частями 26, опираясь через шарниры 33 на кронштейны рам тележек 32, воздействуют на поводки или тяги 22 и через кронштейны 18 или 19 на буксы 17 этих колесных пар. Или парные усилия растяжения-сжатия попарно воздействуют на верхние концы 25 двуплечих рычагов 24 колесных пар 11 и 12, при этом своими нижними концами 27, опираясь через шарниры 33 на кронштейны рам тележек 32, воздействуют на поводки или тяги 22 и через кронштейны 18 или 19 на буксы 17 колесных пар 11, а у колесных пар 12 своими нижними концами 27, опираясь через шарниры 35 на кронштейны рам тележек 34, воздействуют на верхние концы 29 двуплечих рычагов 28, которые, опираясь своими средними частями 30 через шарниры 33 на кронштейны рам тележек 32, воздействуют на поводки или тяги 22 и через кронштейны 18 или 19 на буксы 17 этих колесных пар.

Эти усилия, оказываемые на буксы, создают на осях колесных пар разворачивающие их моменты. Эти разворачивающие моменты разворачивают колесные пары 11 и 12 каждой тележки 7 относительно их поперечных осей в разные стороны и устанавливают их в радиальное положение.

Установка шарниров буксового рессорного подвешивания 38 в соединении пружин буксовой ступени рессорного подвешивания 23 колесных пар 11 и 12 и рамой тележки 8 или кронштейнами 18 и 19 букс 17 приводит к снижению усилий в связях 20 и поводках или тягах 22, необходимых для установки осей в радиальное положение.

Выполнение связей 20 энергопоглощающими и шарниров 33 и 35 резинометаллическими или установка между кронштейнами 18 или 19 букс 17 колесных пар 11 и 12 и рамами тележек 8 продольных гасителей колебаний 13 гасят возникающие при взаимодействии колес с рельсами продольные колебания, обеспечивая железнодорожному тяговому транспортному средству необходимую плавность хода и скорость движения.

Снабжение рам 8 тележек 7 или рамы 2 не менее чем одним пневмоцилиндром или гидроцилиндром управления поворотом тележек 40 приводит при движении в кривой к установке тележек в наиболее выгодное хордовое положение тележек при любой скорости движения и дополнительному снижению боковых давлений на гребни колес.

Все это и приводит к снижению габарита букс, тележек и транспортного средства, снижению необрессоренных масс колесных пар и тележек в целом, снижению динамических нагрузок в узлах и деталях экипажа при движении, увеличению скорости движения, обеспечению радиальной установки осей колесных пар, снижению массы тележек и транспортного средства, обеспечению унификации букс, снижению износов деталей экипажа, что в свою очередь приводит к снижению стоимости четырехосного железнодорожного тягового транспортного средства и повышению его эксплуатационных качеств.

По первому варианту рама тягового транспортного средства снабжена двумя боковыми кронштейнами (5) на каждую колесную пару, шарнирно соединенными связями (20) с верхними концами двуплечих рычагов (24), шарнирно установленных на рамах тележек по два на каждую колесную пару их средней частью для первой и четвертой колесных пар и своими нижними концами для второй и третьей колесных пар. Буксы (17) колесных пар соединены соответственно с нижними концами и средними частями этих рычагов. По второму варианту боковые кронштейны рамы шарнирно соединены связями с верхними концами двуплечих рычагов, шарнирно установленных на рамах тележек по два на каждую колесную пару их средними частями. Буксы первой и четвертой колесных пар соединены с нижними концами их рычагов, а второй и третьей колесных пар с нижними концами вторых двуплечих рычагов, установленных на рамах тележек по два на вторую и третью колесные пары, которые своими верхними концами шарнирно соединены с нижними концами их первых рычагов. Снижаются габариты транспортного средства, необрессоренные массы тележек, динамические нагрузки при движении, обеспечивается радиальная установка осей колесных пар. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство, содержащее кузов, раму с автосцепками, одну или две кабины, двухступенчатое рессорное подвешивание, две двухосные тележки, содержащие рамы, рессорное подвешивание, колесные пары с буксами, тяговые электродвигатели с подвесками, тяговые редукторы, поводки, устройства передачи тяговых и тормозных сил на раму транспортного средства, гасители колебаний, отличающееся тем, что его рама снабжена двумя боковыми кронштейнами на каждую колесную пару, шарнирно соединенными связями, расположенными горизонтально и параллельно продольным осям тележек или под углами к горизонту и их продольным осям, с верхними концами двуплечих рычагов шарнирно с обеспечением вращения относительно поперечных осей установленных на рамах тележек по два на каждую колесную пару их средней частью для первой и четвертой колесных пар и своими нижними концами для второй и третьей колесных пар, при этом буксы колесных пар поводками или тягами, расположенными ниже или выше, или соответственно выше и ниже, или ниже и выше осей колесных пар, жестко или шарнирно соединены соответственно с нижними концами и средними частями этих рычагов.2. Четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что связи выполнены энергопоглощающими.3. Четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.2, отличающееся тем, что буксовые пружины первой и четвертой колесных пар соединены с рамами тележек или с буксами шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно поперечных осей.4. Четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.3, отличающееся тем, что буксовые пружины второй и третьей колесных пар соединены с рамами тележек или с буксами шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно поперечных осей.5. Четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.4, отличающееся тем, что соединение двуплечих рычагов с рамами тележек выполнено резинометаллическими шарнирами.6. Четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.5, отличающееся тем, что между буксами первой и четвертой колесных пар и рамами тележек установлены продольные гасители колебаний.7. Четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.6, отличающееся тем, что между буксами второй и третьей колесных пар и рамами тележек установлены продольные гасители колебаний.8. Четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.7, отличающееся тем, что каждая тележка снабжена не менее чем одним или рама кузова снабжена не менее чем одним на каждую тележку пневмоцилиндром или гидроцилиндром управления поворотом тележек, штоки которых шарнирно соединены соответственно с рамой кузова или рамами тележек.9. Четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство, содержащее кузов, раму с автосцепками, одну или две кабины, двухступенчатое рессорное подвешивание, две двухосные тележки, содержащие рамы, рессорное подвешивание, колесные пары с буксами, тяговые электродвигатели с подвесками, тяговые редукторы, поводки, устройства передачи тяговых и тормозных сил на раму транспортного средства, гасители колебаний, отличающееся тем, что его рама снабжена двумя боковыми кронштейнами на каждую колесную пару, шарнирно соединенными связями, расположенными горизонтально и параллельно продольным осям тележек или под углами к горизонту и их продольным осям, с верхними концами двуплечих рычагов, шарнирно с обеспечением вращения относительно поперечных осей установленных на рамах тележек по два на каждую колесную пару их средними частями, при этом буксы этих колесных пар поводками или тягами, расположенными ниже или выше, или соответственно выше и ниже, или ниже и выше осей колесных пар, жестко или шарнирно соединены соответственно первой и четвертой колесных пар с нижними концами их рычагов, а второй и третьей колесных пар с нижними концами вторых двуплечих рычагов, шарнирно с обеспечением вращения относительно поперечных осей установленных на рамах тележек по два на вторую и третью колесные пары, которые своими верхними концами шарнирно с обеспечением вращения относительно поперечных осей и продольных перемещений соединены с нижними концами их первых рычагов.10. Четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.9, отличающееся тем, что связи выполнены энергопоглощающими.11. Четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.10, отличающееся тем, что буксовые пружины первой и четвертой колесных пар соединены с рамами тележек или с буксами шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно поперечных осей.12. Четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.11, отличающееся тем, что буксовые пружины второй и третьей колесных пар соединены с рамами тележек или с буксами шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно поперечных осей.13. Четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.12, отличающееся тем, что соединение двуплечих рычагов с рамами тележек выполнено резинометаллическими шарнирами.14. Четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.13, отличающееся тем, что между буксами первой и четвертой колесных пар и рамами тележек установлены продольные гасители колебаний.15. Четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.14, отличающееся тем, что между буксами второй и третьей колесных пар и рамами тележек установлены продольные гасители колебаний.16. Четырехосное железнодорожное тяговое транспортное средство по п.15, отличающееся тем, что каждая тележка снабжена не менее чем одним или рама кузова снабжена не менее чем одним на каждую тележку пневмоцилиндром или гидроцилиндром управления поворотом тележек, штоки которых шарнирно соединены соответственно с рамой кузова или рамами тележек.