ХОДОВАЯ ЧАСТЬ ДЛЯ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2018 года по МПК B61C9/50 

Изобретение относится к ходовой части для рельсовых транспортных средств, в частности, с установленными внутри колесными парами, у которых в раме ходовой части установлены две колесные пары с приводным блоком, состоящим из тягового двигателя, передаточного механизма или сцепной муфты, причем, по меньшей мере, части приводного блока при помощи пружинных устройств установлены с возможностью упругого перемещения в поперечном направлении к направлению движения.

У рельсовых транспортных средств ходовая часть осуществляет по отношению к транспортному средству боковые поступательные движения и поворотные движения. Динамическая реакция ходовых частей ввиду повреждения (помех) рельсового пути становится в силу конических рабочих поверхностей колес интенсивнее при увеличении скорости. Эта динамическая реакция в виде виляния (поезда) создает основу для критической скорости, выше которой транспортное средство больше не должно эксплуатироваться. На эту критическую скорость влияют многие параметры ходовой части: наряду с конусностью рабочих поверхностей колес, жесткостью направляющего устройства колесных пар, диаметром колес и т.д., также соединенные с колесной парой массы. При этом важна как масса, так и жесткость и демпфирование.

Из EP 0444016 B1 известна ходовая часть указанного вначале типа, у которой тяговый двигатель своим одним расположенным в направлении движения концом установлен с возможностью поворота на раме ходовой части, причем на противоположном конце двигатель соединен с рамой ходовой части при помощи проходящих вертикально листовых рессор. Листовые рессоры своими концами зажаты между двигателем и рамой ходовой части. Вследствие этого тяговый двигатель упруго подвешен и может упруго раскачиваться в поперечном направлении к направлению движения.

Из EP 0979190 B1 также известна ходовая часть для электрических локомотивов, у которой тяговый двигатель может осуществлять поступательные движения в поперечном направлении к направлению движения транспортного средства, для того чтобы исполнять роль инерционного демпфера. При этом тяговый двигатель со стороны оси подвешен на раме ходовой части при помощи одного рычага, а со стороны двигателя посредством двух рычагов.

У этих известных ходовых частей пружинные устройства постоянно закреплены непосредственно на раме ходовой части. Это имеет тот недостаток, что ходы пружин относительно велики, как правило, они проходят между рамой ходовой части и колесной парой в области приводов при вертикальном прогибе пружины от 25 до 50 мм и при обратном ходе пружины от 15 до 35 мм. В поперечном направлении для движений привода требуется еще дополнительно около ±10 мм. Эти ходы пружин заданы не конструктивным исполнением приводов, а конструкцией ходовой части и потому не могут оптимизироваться также в отношении приводов, так что ввиду относительно больших амплитуд колебаний доступное пространство в пределах рамы ходовой части для приводного блока уменьшается, и тяговые двигатели с более высокой мощностью можно размещать лишь с большими сложностями.

Задача изобретения состоит в устранении этих недостатков известных ходовых частей. В соответствии с изобретением это достигается мерами согласно отличительной части пункта 1 формулы изобретения.

Вследствие этого ходы пружин сильно сокращаются. Ход пружины подвески привода может при соответствующем изобретению расположении рассчитываться в соответствии с требованиями привода и может сокращаться, как правило, в вертикальном направлении на ±10 мм. В поперечном направлении должен устанавливаться лишь больше требуемый приводом ход пружины в соединении привода, и не должен также устанавливаться дополнительный ход пружины за счет рамы ходовой части. Доступное пространство в пределах рамы ходовой части увеличивается, так что может повышаться не только критическая скорость, но и в пределах рамы ходовой части могут размещаться приводные блоки более высокой мощности.

Благодаря мерам пунктов 2 и 3 формулы изобретения может достигаться максимальное демпфирующее действие с оптимальным согласованием в отношении поперечной жесткости и поперечного демпфирования, в частности в частотном диапазоне приблизительно от 1 до 10 Гц.

Наиболее простая и предпочтительная конструкция пружинного устройства проистекает из мер согласно пунктам с 4 по 6 формулы изобретения, причем движение приводного блока упруго ограничивается как в вертикальном направлении, так и в поперечном направлении к направлению движения.

Благодаря мерам согласно пунктам 7 и 8 формулы изобретения получается наиболее простое с конструктивной точки зрения исполнение соответствующего изобретению пружинного устройства.

Согласно пункту 9 формулы изобретения в некоторых случаях применения является предпочтительным закреплять приводной блок на раме ходовой части дополнительно при помощи опоры двигателя в виде опоры крутящего момента.

Благодаря различному расположению фланцеобразных накладок согласно пунктам с 10 по 12 формулы изобретения приводные блоки различной мощности и конструкции могут оптимально располагаться в пределах рамы ходовой части.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В последующем описании изобретение разъясняется более подробно при помощи нескольких примеров осуществления, ссылаясь на чертежи.

На чертежах показаны:

фиг.1 - вид в перспективе боковой части соответствующей изобретению ходовой части с установленными внутри колесными парами,

фиг. с 2а по 2d - вид сверху на ходовую часть с четырьмя примерами осуществления в отношении расположения соответствующего изобретению, пружинящего крепления приводного блока,

фиг.3 - вид в разрезе варианта осуществления соответствующего изобретению пружинного устройства,

фиг. с 4 по 6 - виды дальнейшего варианта осуществления изобретения с различными расположениями пружинного устройства на корпусе буксы колесной пары,

фиг.7 - частичный вид в разрезе на буксу колесной пары с дальнейшим вариантом осуществления соответствующего изобретению пружинного устройства и

фиг.8 - вид спереди по линии A-A разреза с фиг.7.

ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1 и 2а изображена боковая часть соответствующей изобретению ходовой части на виде в перспективе и соответственно на виде сверху. Ссылочной позицией 1 обозначена рама ходовой части. Ось 6 колесной пары с обоими колесами 7 установлена на подшипниках в буксах 13 колесной пары. Неподвижные на балке 15 буксы 13 колесной пары соединены с рамой 1 ходовой части при помощи рессор 8 и амортизаторов 9. В пределах рамы 1 ходовой части расположен приводной блок 2, состоящий из электродвигателя 3, передаточного механизма 4 и сцепной муфты 5. Приводной блок 2 подвешен в трех местах и имеет для этой цели три фланцеобразные накладки 16, 17, 18, которые жестко соединены с приводным блоком 2. Накладка 18 соединена с элементом 11 рамы ходовой части при помощи опоры 12, служащей в качестве опоры крутящего момента. Опора 12 делает возможными движения приводного блока 2 вокруг горизонтальной оси, а также допускает боковое поворотное движение приводного блока 2. Обе другие накладки 16, 17 соединены с соответствующими изобретению закрепленными на буксах 13 колесной пары пружинными устройствами 14. Пружинные устройства 14, которые описываются более подробно позже со ссылкой на фиг.3 и 7, делают возможным движение приводного блока 2 вбок в поперечном направлении к направлению движения и движение в вертикальном направлении. Между приводным блоком 2 и рамой 1 ходовой части дополнительно расположен демпфирующий элемент 10, который демпфирует боковые движения.

При оптимальном согласовании с пружинным устройством и массой привода демпфирующий элемент 10 служит в качестве амортизатора для динамической реакции ходовой части в поперечном направлении. Согласно наиболее предпочтительному варианту осуществления демпфирующий элемент 10 закреплен между корпусом 19 буксы 13 колесной пары и приводным блоком 2.

На фиг.1 и 2а можно увидеть то, что пространство в пределах рамы 1 ходовой части в отличие от уровня техники находится в полном распоряжении для приводного блока 2, так что могут размещаться электродвигатели с высокой мощностью. Далее из варианта осуществления согласно фиг.2а можно увидеть то, что боковые движения приводного блока 2 ввиду коротких ходов пружинных устройств 14, установленных неподвижно на буксах 13 колесной пары, ограничены жесткими упорами.

На фиг. с 2b по 2d показаны дальнейшие варианты осуществления, в которых накладки 16, 17 с соответствующими пружинными устройствами 14 расположены в различных местах.

На фиг. с 2b по 2d для одинаковых элементов ходовой части используются те же ссылочные позиции, как на фиг.1 и 2а.

В варианте осуществления согласно фиг.2b накладки 16, 17 и соответствующие пружинные устройства 14 расположены по обе стороны от оси 6 колесной пары по диагонали друг против друга.

На фиг.2с накладки 16, 17 и пружинные устройства 14 расположены на высоте оси 6 колесной пары друг против друга, причем накладка 17 проходит под косым углом к оси 6 колесной пары.

В варианте осуществления согласно фиг.2d накладки 16, 17 и соответствующие пружинные устройства 14 расположены друг против друга и на левой стороне от оси 6 колесной пары.

Благодаря различному позиционированию накладок 16, 17 и соответствующих пружинных устройств 14 согласно вариантам осуществления на фиг. с 2а по 2d имеющие различные конструкции приводные блоки 2 могут располагаться в пределах рамы 1, причем их вибрационная характеристика может также адаптироваться в индивидуальном порядке.

Пружинное устройство 14 согласно фиг.3 прочно привинчено к корпусу 19 буксы колесной пары. Снабженная отверстием 34 фланцеобразная накладка обозначена ссылочной позицией 16. Накладка 16 зажата между двумя плоскими упругими телами, предпочтительно кольцеобразными телами 26, 27. Корпус 19 буксы колесной пары имеет участок 20 с опорной поверхностью 21. На участке 20 предусмотрено отверстие 22, которое продолжается резьбовым отверстием 23. Стальная втулка 24 с расположенным на верхнем конце кольцом 28 вставляется в отверстие 22 через снабженную отверстием прижимную пластину 25, верхнее упругое кольцевое тело 26, отверстие 34 накладки 16 и через нижнее упругое тело 27. Винт 27 с предусмотренной в нижней области наружной резьбой проходит сквозь стальную втулку 24 до резьбового отверстия 23. Благодаря затяжке винта 27 тела 26, 27 нагружаются предварительным напряжением. Далее накладка 16 снабжена на верхней и нижней стороне кольцеобразным, прилегающим к кольцевым телам 26, 27 уступом 29, 30, так что упругие тела 26, 27 могут воспринимать усилия также в горизонтальном направлении, то есть в поперечном направлении к направлению движения. Далее на корпусе буксы 13 предусмотрена ступень с упорными поверхностями 32, 33. Усилия, оказанные приводным блоком 2 через накладку 16, ограничиваются в вертикальном направлении упорной поверхностью 33, а в поперечном направлении упорной поверхностью 32.

Посредством выбора материала упругих тел 26, 27 и посредством настройки приложенного винтом 27 предварительного напряжения вибрационная характеристика приводного блока 2 может регулироваться в большом диапазоне. Из варианта осуществления согласно фиг.3 можно также увидеть то, что ходы пружин относительно коротки и ограничены упорными поверхностями 32, 33.

На фиг.4, 5 и 6 изображен дальнейший пример осуществления соответствующей изобретению ходовой части. Для одинаковых элементов ходовой части используются те же ссылочные позиции, как на фиг.1 и 2а. В этом варианте осуществления отказались от накладки 18 (фиг.2а), закрепленной на элементе 11 ходовой части и служащей в качестве опоры крутящего момента. Вместо этого предусмотрены четыре расположенные сбоку с обеих сторон от оси 6 колесной пары, соединенные с приводным блоком 2 накладки (16, 17, 16а, 17а), которые упруго соединены с четырьмя расположенными на корпусе 19 буксы колесной пары пружинными устройствами 14. Расположение и закрепление пружинных устройств 14 на корпусе 19 буксы с обеих сторон от оси 6 колесной пары можно увидеть на фиг.6. Несмотря на то что расположение трех опорных точек приводного блока 2 даже без расположенной на элементе 11 ходовой части опоры крутящего момента является достаточным, наиболее предпочтительным оказалось расположение четырех опорных точек приводного блока 2 согласно варианту осуществления на фиг. с 4 по 6.

На фиг.7 и 8 изображен дальнейший вариант осуществления соответствующего изобретению пружинного устройства 14а, причем для одинаковых элементов ходовой части используются те же ссылочные позиции, как на фиг.1 и 2а.

Корпус 19 буксы 13 колесной пары имеет горизонтальное отверстие 35, в которое вставлена втулка 36. Закрепленные на приводном блоке 2 накладки выполнены в виде вставленного во втулку 37 пальца 16b. Втулка 37 зажата между ступенью 38 пальца 16b и защитной шайбой 39 благодаря затяжке винта 40. Между втулками 36, 37 вставлено под предварительным напряжением упругое тело 26а.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к ходовой части для рельсовых транспортных средств. Ходовая часть для рельсовых транспортных средств представляет собой раму с установленными внутри нее колесными парами с приводным блоком (2). Части приводного блока (2) при помощи пружинных устройств (14, 14а) установлены с возможностью упругого перемещения в поперечном направлении к направлению движения. Пружинное устройство (14, 14а) закреплено на корпусе (19) букс (13) колесной пары. Достигается повышение эффективности использования пространства ходовой части. 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Ходовая часть для рельсовых транспортных средств, в частности с установленными внутри колесными парами, у которой в раме (1) ходовой части установлены колесные пары с приводным блоком (2), причем по меньшей мере части приводного блока (2) при помощи пружинных устройств (14, 14а) установлены с возможностью упругого перемещения в поперечном направлении к направлению движения,

отличающаяся тем,

что пружинное устройство (14, 14а) закреплено на корпусе (19) по меньшей мере одной из букс (13) колесной пары.

2. Ходовая часть по п.1, отличающаяся тем, что между корпусом (19) буксы (13) колесной пары и приводным блоком (2) закреплен демпфирующий элемент (10).

3. Ходовая часть по п.1, отличающаяся тем, что между рамой (1) ходовой части и приводным блоком (2) закреплен демпфирующий элемент (10).

4. Ходовая часть по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что пружинное устройство (14, 14а) в дополнение к поперечно-упругим боковым движениям также допускает вертикально- подпружиненные движения.

5. Ходовая часть по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что пружинное устройство (14) имеет вертикально закрепленную в корпусе (19) буксы (13) колесной пары опору (24), на которой расположены упругие тела (26, 27), на которые боками опираются соединенные с приводным блоком (2) фланцеобразные накладки (16, 17).

6. Ходовая часть по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что опора состоит из стальной втулки (24), которая закреплена на опорной поверхности (20) корпуса (19) буксы (13) колесной пары, и накладки (16, 17) имеют служащее для приема стальной втулки (24) отверстие (34) и в области отверстия (34) на нижней и верхней стороне упорные поверхности (29, 30), причем накладки (16, 17) в области отверстия (34) зажаты между двумя кольцеобразными, состоящими из упругого материала телами (26, 27), и эти упругие тела (26, 27) прилегают боками к упорным поверхностям (29, 30), так что приводной блок (2) при помощи накладок (16, 17) может осуществлять упругие боковые, поперечные и вертикальные движения.

7. Ходовая часть по любому из пп.1-4, отличающаяся тем, что пружинное устройство (14а) состоит из втулки (36), которая закреплена в расположенном по существу горизонтально отверстии (35) корпуса (19) буксы (13) колесной пары, причем во втулке между эластичными телами (26а) расположены выступающие от приводного блока (2) выполненные в виде пальцев (16b) накладки.

8. Ходовая часть по п.7, отличающаяся тем, что выполненные в виде пальцев (16b) накладки приводного блока (2) расположены с обеих сторон от оси (6) колесной пары и с вертикальным расстоянием друг от друга.

9. Ходовая часть по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что приводной блок (2) закреплен на раме (1) ходовой части при помощи опоры (12) двигателя в виде опоры крутящего момента.

10. Ходовая часть по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что накладки (16, 17) приводного блока (2), находясь друг против друга, расположены параллельно на высоте оси (6) колесной пары или с боковым смещением с обеих сторон от оси (6) колесной пары.

11. Ходовая часть по любому из пп.1-10, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна накладка (17) приводного блока (2) проходит под углом к оси (6) колесной пары.

12. Ходовая часть по любому из пп.1-11, отличающаяся тем, что с обеих сторон от оси (6) колесной пары сбоку на приводном блоке (2) закреплены по две накладки (16, 16а, 17, 17а), которые соединены с корпусом (19) буксы (13) колесной пары при помощи пружинного устройства (14).