ТЕЛЕЖКА ПРИВОДНАЯ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ТРАМВАЯ С НИЗКИМ ПОЛОМ Российский патент 2016 года по МПК B61C9/50 B61F3/16 B61F5/52 B61D13/00 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к рельсовому транспортному средству типа трамвайного вагона с низким уровнем пола.

Известна тележка приводная фирмы BOMBARDIER для вагонов модели VARLOTRAM (Karl Gerhard Baur, «Drehgestelle - Bogies», EK-Verlag, Freiburg, 2009, стр. 246), содержащая сварную раму тележки, состоящую из двух продольных и двух поперечных балок. На портальных концах продольных балок на рычагах, подрессоренных пружинами первичного уровня, установлены независимые друг от друга колеса с осями и колесными приводами. В центральной части продольных балок рамы расположены пружины второго уровня подрессоривания и гидрогасители, под балками - рельсовые тормоза. На поперечной балке рамы установлены продольные тяги. Колесный привод состоит из тягового электродвигателя, элементов гидравлического дискового тормоза и не содержит редуктора. Низкооборотистый двигатель с водяным охлаждением соединен непосредственно с осью колеса.

Недостатком данной конструкции приводной тележки является:

- жесткое крепление колесного привода (тягового электродвигателя, дискового тормоза), обладающего значительной массой на оси колеса, как следствие, ударные нагрузки, воспринимаемые колесом при движении вагона, передаются на силовой блок и ведут к сокращению срока службы его элементов;

- водяное охлаждение привода;

- продольные тяги на поперечной балке требуют увеличения зазора между днищем вагона и этими балками;

- комплектующие узлы зарубежные.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому изобретению является приводная двухосная тележка производства фирмы ALSTOM (Франция) для вагонов модели CITADIS (ЕР 0911239 А1, B61F 3/16, B61F 3/04, В61С 9/50, 23.10.1998), содержащая две колесные пары, соединенные продольными балками, которые совместно образуют раму тележки. Колесная пара представляет собой сварную конструкцию, состоящую из двух тумб, соединенных трубой. На одном конце каждой колесной пары жестко установлен редуктор с вынесенным за пределы колеса тяговым электродвигателем, на другом конце расположены элементы дискового тормоза. Колеса соединены валом, расположенным в трубе колесной пары. На концах колесной пары, с внутренней стороны от колес, установлены пружины подвески вагона. Под продольными балками между колесами расположены рельсовые тормоза. В центральной части каждой продольной балки закреплен гидрогаситель. На одной из колесных пар установлена профильная тяга.

Недостатками данной конструкции приводной тележки являются:

- сварная конструкция требует усложнение технологического процесса изготовления, включая контроль качества сварных швов;

- жесткая конструкция рамы тележки приводит к вывешиванию одного из колес тележки в случае неплоскостности путей при прохождении поворотов, что, как следствие, ведет к увеличению нагрузки на остальные колеса, повышая износ самих колес и рельс, одновременно увеличивая нагрузку на элементы рамы с возможным появлением усталостных трещин;

- комплектующие узлы зарубежные.

Задачей данного изобретения является снижение динамических воздействий на элементы тележки и, как следствие, уменьшение износа колес и рельсов, повышение надежности и ресурса ходовой части.

Решение поставленной задачи достигается тем, что тележка содержит раму, колесные движители, включающие тяговый электродвигатель, редуктор, дисковый тормоз, пружины подвески вагона с гидрогасителем, рельсовый тормоз. Рама несущей конструкции выполнена из продольных и поперечных балок, соединенных с помощью посадочных валиков, установленных на концах поперечных балок. При этом поперечные балки расположены ниже оси колеса. Каждое колесо имеет индивидуальную подвеску в виде балансира с амортизатором и кинематически связано с тяговым электродвигателем с помощью накладного входного и выходного редукторов. Накладной входной редуктор закреплен на подшипниковом узле колеса с одной стороны и на балансире с другой стороны, а накладной выходной редуктор закреплен на торцевой стороне тягового электродвигателя. Сами редукторы соединены между собой с помощью шарнирно-раздвижной сдвоенной муфты. Тяговые электродвигатели установлены на продольных балках рамы между колес так, что оси их параллельны продольной оси тележки.

Поперечные балки выполнены из профильного металла «Т»-образной формы.

Балансиры выполнены двуплечими так, что с одной стороны от центра качания установлено колесо, а с другой стороны от центра качания установлены конические амортизаторы, выполненные резино-металлическими коническими.

Подвеска вагона выполнена в виде трех спиральных пружин, основания которых расположены на продольной балке в форме равнобедренного треугольника, при этом центры двух пружин, определяющие основание треугольника, установлены параллельно линии рельсового пути и колесных движителей, высота треугольника с третьим центром пружины расположена на поперечной оси рамы тележки, а верх спиральных пружин закрыт люлькой для сочленения с вагоном, которая кинематически связана с продольной балкой с помощью гидрогасителя, ось которого также расположена на поперечной оси рамы тележки.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:

на фиг. 1 - общий вид тележки приводной, вид сбоку;

на фиг. 2 - общий вид тележки приводной, вид в плане;

на фиг. 3 - общий вид тележки приводной, вид А;

на фиг. 4 - общий вид подвески первичного уровня (тележки), место Б;

на фиг. 5 - общий вид подвески вторичного уровня (вагона), разрез В-В;

на фиг. 6 - сочленение продольной балки с поперечной балкой, место Г;

на фиг. 7 - кинематическая схема накладного выходного редуктора, место Д;

на фиг. 8 - кинематическая схема накладного входного редуктора, место Е.

Тележка приводная рельсового транспортного средства, преимущественно трамвая с низким полом, содержит (фиг. 1-8) раму несущей конструкции 1, выполненную системой продольных балок 2 и поперечных балок 3, сочлененных между собой с помощью посадочных валиков 4, установленных на обоих концах балки 3, и хомутов 5 с конусной поверхностью 6, контактирующей с конусными поверхностями в местах соединения балок 2 и 3. Поперечные балки 3 выполнены из профильного металла «Т»-образной формы и расположены по обе стороны от поперечной оси симметрии тележки. В поперечном сечении рамы 1 поперечные балки 3 расположены ниже несущих плоскостей 7 продольных балок 2 и осей колесных движителей 8 для образования низкого пола вагона трамвая. На несущей плоскости 7 каждой балки 2 установлены элементы ходовой части колесных движителей 8 с силовыми приводами 9, элементами тормоза, элементами подвески первого уровня (для тележки) и второго уровня (для вагона). В каждом движителе 8 по два колеса 10, расположенных по обе стороны относительно продольной оси тележки на каждой продольной балке 2 с помощью параллельных двуплечих рычагов (балансиров) 11 так, что с одной стороны их от центра качания 12 на вал 13 установлено само колесо. Вал 13 одним концом установлен на один из параллельных двуплечих балансиров 11, а колесо 10 установлено на вал с помощью подшипникового узла 14 и креплением его резьбовыми гайками 15. С другой стороны от центра качания, для подвески первого уровня, установлены резино-металлические конические амортизаторы 16 в количестве двух штук на каждое колесо 10.

Верхняя часть этих амортизаторов 16 кинематически связана с траверсой 17, объединяющая эти стороны балансиров 11. Нижняя часть этих амортизаторов закреплена в кронштейне 18, установленном на балку 2 с последующим резьбовым креплением. Центр качания балансира 11 выполнен в виде узла с шарнирной подвижностью 19, который установлен на каждом рычаге балансира, а через центр такого узла вложен для синхронности поворота двуплечих балансиров вал 20, на концах которого выполнены шлицы. Узлы 19 закреплены на продольной балке 2. Кроме этого каждое колесо 10 сверху закрыто кожухом 21, который закреплен на одном из параллельных двуплечих рычагов 11 с помощью перекладины 22.

На каждое колесо 10 передается вращательный момент от силового привода 9, в состав которого входят: тяговый электродвигатель 23, накладной выходной редуктор 24, накладной входной редуктор 25. Накладной выходной редуктор 24 кинематически связан с накладным входным редуктором 25 с помощью шарнирно-раздвижных сдвоенных муфт (универсальный кардан) 26. Электродвигатель 23 - реверсивный, установлен с помощью кронштейна 27 на продольной балке 2. Для амортизации между электродвигателем 23 и кронштейном 27 установлена амортизационная прокладка 28. Крепление электродвигателя 23 к кронштейну 27 выполнено с помощью, например, стяжных лент 29. Накладной выходной редуктор 24 закреплен на торце корпуса электродвигателя 23 и содержит корпус 30 с элементами крепления к корпусу. Входное зубчатое зацепление выполнено за счет цилиндрических колес 31, 32. На выходной вал 33 колеса 31 установлен дисковый тормоз 34 с креплением на корпусе 30, управляемый, например, с помощью электромагнита 35.

Накладной входной редуктор 25 содержит корпус 36, который закреплен на балансире 11 с помощью хомута 37, используя элементы резьбового соединения. Причем центрирование редуктора 25 выполнено за счет вала 13, на котором закреплен подшипниковый узел 38 с шестерней 39 конического зубчатого зацепления. При этом один конец подшипникового узла 38 сочленен с подшипниковым узлом 14 колеса 10. Выходная часть вала 13 установлена в параллельный двуплечий рычаг 11 с последующим креплением стопорной шайбой 40 и гайкой 41. Входное зубчатое зацепление редуктора 25 выполнено за счет цилиндрических зубчатых колес 42, 43. При этом зубчатое колесо 43 закреплено на валу конической шестерни 44, которая находится в зацеплении с шестерней 39. Для исключения ударных нагрузок в зубчатых зацеплениях в редукторах 24, 25 все зацепления выполнены косозубыми. Входной вал колеса 42 и выходной вал зубчатого колеса 32 кинематически связаны между собой универсальным карданом 26. Как вариант исполнения, кардан 26 выполнен синхронным. Под каждой продольной балкой 2 между колесами 10 установлен рельсовый тормоз 45 для экстренного торможения.

На каждой продольной балке 2 расположены элементы подвески вагона, выполненной из спиральных пружин 46 в количестве, например, трех штук, закрыты сверху люлькой 47 для сочленения с вагоном. Основания спиральных пружин 46 расположены на продольной балке 2 в форме равнобедренного треугольника, при этом центры двух пружин, определяемые основание треугольника, расположены параллельно линии рельсового пути и сторонних колесных движителей 8, на которой также установлены другие элементы этой подвески, включая упоры 48 от продольного смещения, и поводки 49 от поперечного смещения подвески вагона. Высота треугольника с третьим центром пружины расположена на поперечной оси тележки. На этой же оси расположен гидрогаситель 50, связывающий гидравлической связью продольную балку 2 с люлькой 47.

Работает тележка следующим образом:

- при наезде на препятствие, вследствие удара, колесо 10 резко поднимается вверх, увлекая за собой одну сторону параллельных двуплечих балансиров 11, выполняя поворот относительно центра качания 12. Вторая сторона этих рычагов 11 опускается и сжимает резино-металлические конусные амортизаторы 16. Одновременно с колесом 10 поднимается накладной входной редуктор 25. Передача вращательного момента от тягового электродвигателя 23 до редуктора 25 не изменяется за счет установленного кардана 26. В результате индивидуальной работы амортизаторов 16 происходит поглощение энергии удара и снижение динамической нагрузки на элементы силового привода 9 и раму тележки 1.

- при движении вагона по криволинейному участку рельсового пути, имеющему неплоскостность, все колеса тележки продолжают контактировать с поверхностью рельсового пути, лишь с той разницей, что отдельные колеса 10 относительно рамы тележки 1 поднимаются и происходит сжатие амортизаторов 16, другие опускаются, ослабляя сжатие. В результате происходит эластичная индивидуальная работа подвески тележки.

- при движении вагона с непредвиденным торможением в работу вступает подвеска из спиральных пружин 46, упоров 48 при появлении продольных смещений, поводков 49 при появлении поперечных смещений. Одновременно с этим срабатывает гидрогаситель колебаний 50 от работы спиральных пружин 46.

Для экстренного торможения включается рельсовый тормоз 45.

В период длительной стоянки выключается электродвигатель 23 и включается дисковый тормоз 34.

Конструкция приводной тележки обеспечивает снижение динамических воздействий на элементы тележки и, как следствие, уменьшает износ колес, рельсового пути и, как следствие, происходит повышение надежности и ресурса ходовой части

Тележка содержит раму (1), колесные движители (8), включающие тяговый электродвигатель, редуктор, дисковый тормоз, пружины подвески вагона с гидрогасителем, рельсовый тормоз. Рама выполнена из продольных (2) и поперечных (3) балок, соединенных с помощью посадочных валиков (4), установленных на концах поперечных балок. Поперечные балки расположены ниже оси колеса. Каждое колесо (10) имеет индивидуальную подвеску в виде балансира (11) с амортизатором (16) и кинематически связано с тяговым электродвигателем (23) с помощью накладного входного (25) и выходного (24) редукторов. Накладной входной редуктор закреплен на подшипниковом узле колеса с одной стороны и на балансире с другой стороны, а накладной выходной редуктор закреплен на торцевой стороне тягового электродвигателя. Редукторы соединены между собой с помощью шарнирно-раздвижной сдвоенной муфты (26). Тяговые электродвигатели установлены на продольных балках рамы между колес так, что оси их параллельны продольной оси тележки. Уменьшается износ колес и рельс, повышается надежность и ресурс тележки. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Тележка приводная рельсового транспортного средства, преимущественно трамвая с низким полом, содержащая раму, колесные движители, включающие тяговый электродвигатель, редуктор, дисковый тормоз, пружины подвески вагона с гидрогасителем, рельсовый тормоз, отличающаяся тем, что рама выполнена из продольных и поперечных балок, соединенных с помощью посадочных валиков, установленных на концах поперечных балок, при этом поперечные балки расположены ниже оси колеса, а каждое колесо с индивидуальной подвеской в виде балансира с амортизатором кинематически связано с тяговым электродвигателем с помощью накладного входного редуктора, закрепленного на подшипниковом узле колеса с одной стороны и на балансире с другой стороны, и накладного выходного редуктора, закрепленного на торцевой стороне тягового электродвигателя, а сами редукторы соединены между собой с помощью шарнирно-раздвижной сдвоенной муфты, при этом тяговые электродвигатели установлены на продольных балках рамы между колес так, что оси их параллельны продольной оси тележки.

2. Тележка приводная рельсового транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что поперечные балки выполнены из профильного металла «Т»-образной формы.

3. Тележка приводная рельсового транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что балансиры выполнены двуплечими так, что с одной стороны от центра качания установлено колесо, а с другой стороны от центра качания установлены конические амортизаторы.

4. Тележка приводная рельсового транспортного средства по п. 3, отличающаяся тем, что амортизаторы выполнены резинометаллическими коническими.

5. Тележка приводная рельсового транспортного средства по п. 1, отличающаяся тем, что подвеска вагона выполнена в виде трех спиральных пружин, основания которых расположены на продольной балке в форме равнобедренного треугольника, при этом центры двух пружин, определяющие основание треугольника, установлены параллельно линии рельсового пути и колесных движителей, высота треугольника с третьим центром пружины расположена на поперечной оси рамы тележки, а верх спиральных пружин закрыт люлькой для сочленения с вагоном.