ТЕЛЕЖКА ЛОКОМОТИВА Российский патент 2015 года по МПК B61F5/04 

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях тепловозов.

Известна тележка локомотива (тележка тепловоза 2ТЭ116), описанная в книге «Конструкция и динамика тепловозов». Изд. 2-е, доп., под ред. Иванова В.Н. М.: Транспорт 1974 г., показанная на рис.70 стр.117 и описанная на стр.118. Такая тележка состоит из рамы, рессорного подвешивания, выполненного в виде винтовых цилиндрических пружин и букс с колесными парами, причем, буксы с помощью поводков связаны с рамой тележки. На раме также установлены тяговые электродвигатели, взаимодействующие с колесными парами с помощью зубчатой передачи. Несмотря на эффективность такой конструкции тележки, последняя обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что рессорное подвешивание не имеет возможности работать в автоматическом режиме при возникновении динамических составляющих усилий, возникающих при преодолении колесными парами неровностей пути, а это снижает плавность хода локомотива.

Известна также тележка локомотива (тележка тепловоза ТЭП60), описанная на стр.59 книги «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов»: Учебник для ст.втузов. Под. ред. Камаева А.А. - М.: Машиностроение, 1981 г., при этом конструкция такой тележки является бесчелюстной и, в целом, аналогична конструкции, описанной в аналоге. Учитывая такое подобие конструкции тележек тепловозов 2ТЭ116 и ТЭП60, можно сделать вывод, что недостатки их одинаковы.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является создание такой конструкции для бесчелюстных тележек тепловозов, которая бы могла в автоматическом режиме изменять жесткость своего рессорного подвешивания в зависимости от динамики процессов, возникающих в движении локомотивов.

Поставленная цель достигается тем, что каждый из поводков букс со стороны крепления их к раме тележки жестко присоединен к пустотелым упругим стержням, расположенным перпендикулярно последним, установленным с возможностью угловых поворотов в неподвижных опорах, закрепленных на тележке, и они снабжены шлицами, взаимосвязанными с ответными, выполненными в подвижных опорах, установленных в направляющих рамы тележки, а во внутренних полостях упругих стержней расположены оси, выполненные из неупругого материала и также жестко присоединенные к поводкам, причем, их другие концы снабжены длиноходовой резьбой, взаимодействующей с ответной, выполненной в упомянутых подвижных опорах.

На фиг.1 показана часть тележки локомотива сбоку со стороны торцевой ее части, а на фиг.2 - укрупненная деталь с разрезами рессорного подвешивания тележки.

Тележка локомотива состоит из рамы 1 и колесных пар 2 (на фиг.1 показана только одна колесная пара), на которые подвешены тяговые электродвигатели 3. На буксах 4 колесных пар 2 шарнирно установлены поводки 5, к которым жестко присоединены пустотелые упругие стержни 6 и расположенные в них оси 7. Пустотелые упругие стержни 6 установлены подвижно в неподвижных опорах 8, жестко закрепленных на раме 1, и снабжены шлицами 9, взаимосвязанными с подобными выполненными в подвижных опорах 10, которые расположены в направляющих 11, также жестко закрепленных на раме 1. Оси 7 снабжены длиноходовой резьбой 12 и взаимодействуют с ответной резьбой, выполненной в подвижных опорах 10. Тележка локомотива перемещается по рельсовому пути 13.

Работает тележка локомотива следующим образом. Перед тем как раму 1 тележки в процессе ее сборки устанавливают на буксы 4, поводки 5 расположены к горизонту под углом α, например, так, как это показано пунктиром на фиг.1. И как только последние соединят с буксами, они под действием собственного веса рамы 1 и собственного веса кузова локомотива (на чертежах он не показан) займут положение такое, как это показано на фиг.1. Предположим теперь, что локомотив находится в движении и под действием неровности пути происходят вертикальные его перемещения по стрелке А. Такие перемещения обеспечат поворот на некоторый угол поводков 5, например, по стрелкам В. Такой угловой поворот поводков 5 за счет жесткой их связи с пустотелым упругим стержнем 6 закрутит и его на некоторый угол за счет того, что он закреплен с помощью шлицев 9 в подвижной опоре 10, при этом его рабочая длина равна l. После исчезновения указанной нагрузки описанные конструкционные элементы возвращаются в исходное положение, такое как это показано на фиг.1, за счет упругих свойств пустотелого упругого стержня 6, демпфируя тем самым указанное динамическое воздействие. Теперь рассмотрим случай, когда амплитуда колебаний, действующих по стрелке В, еще более возросла и тогда подвижная опора 10 за счет наличия длиноходовой резьбы 12 переместит последнюю в ее направляющих 11 по стрелке С, при этом рабочая длина пустотелого упругого стержня 6 уменьшится до размера l₁, что позволит увеличить крутильную жесткость его и погасить эту динамическую составляющую. Такое влечение крутильной жесткости подтверждается известной зависимостью: $$K_{\varphi }=\frac{G{J}_{\rho }}{l{d}^2},$$

где d - диаметр упругого стержня, а l - его длина. После исчезновения и этой нагрузки детали рессорного подвешивания займут вновь исходное положение такое, как это показано на фиг.1. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно позволит успешно демпфировать широкий спектр динамических нагрузок, возникающих при движении локомотива.

Тележка локомотивов содержит раму с тяговыми электродвигателями, колесными парами и рессорным подвешиванием, выполненным в виде цилиндрических винтовых пружин и поводков букс. Поводки жестко присоединены к пустотелым упругим стержням, в которых размещены оси с резьбой. Одна из опор стержня выполнена неподвижной, а другая подвижной, что позволяет уменьшать рабочую длину пустотелого упругого стержня. Обеспечивается автоматическое изменение жесткостных характеристик рессорного подвешивания в зависимости от условий движения тележки. 2 ил.

Тележка локомотива, состоящая из рамы с размещенными на ней колесно-моторными блоками и рессорным подвешиванием, выполненным из винтовых цилиндрических пружин, закрепленных на буксах, которые поводками связаны с рамой тележки, отличающаяся тем, что каждый из поводков букс со стороны крепления их к раме тележки жестко присоединен к пустотелым упругим стержням, расположенным перпендикулярно последним, установленным с возможностью угловых поворотов в неподвижных опорах, закрепленных на тележке, причем упругие стержни снабжены шлицами, взаимосвязанными с ответными, выполненными в подвижных опорах, установленных в направляющих рамы тележки, а во внутренних полостях упругих стержней расположены оси, выполненные из неупругого материала и также жестко присоединенные к поводкам, причем их другие концы снабжены длиноходовой резьбой, взаимодействующей с ответной, выполненной в упомянутых подвижных опорах.