Подвеска силовой установки локомотива Советский патент 1985 года по МПК B60G11/26 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, в частности к устройствам для подвески силовых установок на локомотивах. Известна подвеска силовой установки локомотива, имеющей регулятор частоты вращения ее вала, содержащая пневматические виброизоляторы с резино-кордными оболочками, размещенные между силовой установкой и рамой локомотива, сообщенные с блоком регуляторов давления воздуха в виброизоляторах, соединенным питательной магистраль с источником сжатого воздуха 1. Недостатком такой подвески является низкая эффективность вибро- и ударозащиты на режимах разгона и выбега силовой установки, так как при этих режимах наблюдается кратковременное прохождение резонанса, обусловленное совпадением частот низших оборотных гармоник с собственными частотами подвесок. В результате возникают виброперемещения увеличенной амплитуды, вызывающие интенсивный износ ограничителей виброизоляторов и снижение надежности работы силовой установки и другого установленного на раме локомотива оборудования. Цель изобретения - повышение эффективности вибро- и ударозащиты и надежности работы силовой установки на переходных режимах разгона и выбега, а также повыщение долговечности путем защиты рези но-кордных оболочек виброизоляторов от механического, химического и теплового воздействия. Указанная цель достигается тем, что в подвеске силовой установки локомотива, имеющей регулятор частоты вращения ее вала, содержащей пневматические виброизоляторы с резино-кордными оболочками, размещенные между силовой установкой и рамой локомотива, сообщенные с блоком регуляторов давления воздуха в виброизоляторах, соединенным питательной магистралью с источником сжатого воздуха, питательная магистраль снабжена двухпозиционным вентилем, управляемым указанным регулятором частоты вращения, резино-кордная оболочка каждого виброизолятора ограждена верхней и нижней обоймами, между коаксиальными цилиндрическими выступами которых установлена втулка из эластичного ударопрочного материала, закрепленная на выступе одной из обойм и имеющая радиальный зазор с выступом другой обоймы, нижняя обойма снабжена жестко связанным с ней стержнем, на котором установлен с возможностью осевого перемещения и фиксации регулируемый ограничитель хода виброизолятора с покрытием из эластичного ударопрочного материала, причем вертикальная жесткость покрытия указанного ограничителя и радиальная жесткость указанной втулки выбраны из условий 2 2 Ci -iMKKPi мин P, где Ci - вертикальная жесткость покрытия ограничителя при расчетной статической нагрузке, Н/м; Сг-радиальная жесткость втулки, Н/м; PI - вертикальная статическая нагрузка на один пневматический виброизолятор, Н; РЙ-предельная допустимая в эксплуатации горизонтальная нагрузка на один пневматический виброизолятор, Н; чаи-минимальная частота рабочего диапазона нижней оборотной гармоники вала силовой установки, Гц; g - ускорение свободного падения, кроме того, каждый виброизолятор снабжен ограждающим резино-кордную оболочку кожухом, закрепленным на верхней обойме и охватывающим своей нижней частью профилированный выступ, выполненный на опорной части нижней обоймы. На фиг. 1 показана принципиальная схема подвески силовой установки локомотива; на фиг. 2 - пневматический виброизолятор, поперечный разрез. Подвеска силовой установки локомотива 1, снабженной регулятором частоты вращения 2 ее вала, содержит источник сжатого воздуха 3 (например, локомотивный компрессор), соединенные с ним трубопроводами 4 пневмовиброизоляторы 5, объединенные в несколько точек подвешивания, размещенные между кронштейнами 6 силовой установки и опорными пластинами 7 рамы локомотива, а также установленные в питательной магистрали 8 источника сжатого воздуха 3 блок регуляторов давления воздуха 9 и двухпозиционный вентиль 10, соединенный механически со штоком 11 регулятора частоты вращения 2 вала силовой установки. Каждый пневмовиброизолятор 5 содержит верхнюю 12 и нижнюю 13 обоймы, закрепленную на этих обоймах с помощью прижимных колец 14 винтами 15 герметичную резино-кордную оболочку 16 диафрагменного или баллонного типа. Обоймы имеют, коаксиальные цилиндрические выступы 17 и 18, между которыми размещена втулка 19 из эластичного ударопрочного материала. Втулка 19 закреплена на выступе 17 нижней обоймы 13, между выступами верхней обоймы 12 и втулкой 19 имеется радиальный зазор а, величина которого не превышает величину допускаемой амплитуды колебаний в горизонтальной плоскости. В осевом

отверстии нижней обоймы 13 установлен стержень 20 и зафиксирован винтом 21. Стержень уплотнен в отверстии верхней обоймы 12 резиновым кольцом 22, при этом зазор б между наружной поверхностью стержня 20 и отверстием обоймы 12 превышает по величине зазор а.

На верхней части стержня 20 на резьбе установлен ограничитель хода 23, регулируемый благодаря резьбовому соединению я зафиксированный на стержне контргайкой 24. Поверхности ограничителя 23 имеют покрытие 25 из эластичного ударопрочного материала.

К боковой поверхности обоймы 12 прикреплен кожух 26, охватывающий своей нижней частью профилированный выступ 27 на нижней обойме 13. Нижняя обойма посредством кольцевого выступа зафиксирована в отверстии опорной пластины 7 рамы локомотива и прикреплена к нему. На кольцевой выступ верхней обоймы 12 опирается кронштейн 6 силовой установки 1. Крышка 28 с необходимым количеством технологических прокладок 29, закрывающая ограничитель хода 23, прикреплена к верхней обойме 12 болтами 30. Подача сжатого воздуха к пневмовиброизолятору из трубопровода 4 осуществляется через штуцер 31, сквозное отверстие в стержне 20 и радиальные каналы в нижней обойме 13.

Величины эксплуатационных зазоров между внутренней поверхностью крышки 28 и ограничителем хода 23 (зазор в), между верхней обоймой 12 и ограничителем хода 23 (зазор г) каждого пневмовиброизолятора 5 устанавливается при подаче в его воздушную камеру сжатого воздуха под расчетным избыточным давлением. Зазоры в и г регулируются перемещением ограничителя 23 по стержню 20.

Подвеска силовой установки локомотива работа ет следующим образом.

В момент запуска силовой установки и разгона ее до минимальной устойчивой частоты вращения (режима холостого хода) шток 11 регулятора частоты вращения 2 вала силовой установки находится в таком положении, при котором соединенный с ним вентиль 10 перекрывает питательную магистраль 8, отсоединяя блок регуляторов давления воздуха 9 от источника сжатого воздуха 3. При этом статическая и динамическая нагрузка от силовой установки передаются через кронщтейны 6, прокладки 29, крыщки 28 на верхние слои покрытий ограничителей 23, далее через корпуса ограничителей, стержней 20 - на нижние обоймы 13 и опорные пластины 7 рамы локомотива. При этом зазор в отсутствует, а зазор г определяется величиной прогиба верхнего слоя покрытия 25 ограничителя 23. Резонансных колебаний при этом не наблюдается, так как вертикальная жесткость

покрытия 25 выбрана из условия, согласно которому собственная частота колебаний силовой установки на верхних слоях покрытий 25 ограничителей 23 всех пневмовибро5 изоляторов 5 не менее чем в V раза превышает минимальную частоту низшей оборотной гармоники вала силовой установки на режиме холостого хода. Благодаря указанному выбору жесткости покрытия 25 ограничителей 23 обеспечивается безударная ра бота системы крышка 28 - ограничитель хода 23 - верхняя опорная поверхность верхней обоймы 12 каждого виброизолятора подвески в режиме разгона или выбега силовой установки.

5 Радиальная жесткость втулки 19 выбрана с учетом жесткости на сдвиг покрытий 25 таким образом, чтобы собственная частота горизонтальных колебаний силовой установки при разгоне и выбеге не менее чем в Y2 раза превышала минимальную частоту

0 низшей оборотной гармоники вала силовой установки на режиме холостого хода. Благодаря этому и в горизонтальном направлении также отсутствуют резонансные колебания и виброударные режимы работы.

5 При достижении валом силовой установки минимальной частоты вращения холостого хода шток 11 регулятора частоты вращения 2 воздействует на вентиль 10, открывая доступ сжатого воздуха от источника 3 через питательную магистраль 8 к блоку регуляторов давления 9 и далее к пневмовиброизоляторам 5 подвески. При этом нагрузка снимается с ограничителей хода 23 и передается на столб сжатого воздуха резинокордных оболочек пневмовиброизоляторов 5. Зазоры г уменьшаются, появляются зазоры в, жесткость подвески уменьшается благодаря известным виброизолирующим свойством виброизоляторов 5 до величины, обеспечивающей работу силовой установки в зарезонансной зоне во всем диапазоне рабочей частоты вращения ее вала. При этом собственная частота колебаний силовой установки на подвеске является уже не менее чем в Vl раза меньщей, чем минимальная частота низщей оборотной гармоники силовой установки на режиме холостого хода,

5 т.е. обеспечивается работа силовой установки без резонансных колебаний, амплитуда виброперемещений силовой установки не превышает допускаемых величин, зазоры а-г выбираются не полностью, и ударов в

д ограничителях хода не происходит.

При воздействии на подвеску силовой установки случайных ударных нагрузок, обусловленных взаимодействием локомотива с составом и рельсовым путем, энергия этих нагрузок частично рассеивается в материале

5 втулок 19 и покрытий 25. Недопустимых смещений силовой установки при этом не происходит ввиду наличия этих ударозащитных средств.

Для аварийных режимов эксплуатации в конструкции пневмовиброизоляторов предусмотрены жесткие упоры, в качестве которых используются торцовые поверхности цилиндрических выступов 17 нижних обойм 13. В случае разрыва одной из резино-кордных оболочек 16 или выхода из строя трубопровода 4 зазор д в виброизоляторе отсутствует. Тогда ограничитель хода 23 накручивается на стержень 20 до упора своей нижней поверхности в верхнюю площадку верхней

обоймы 12 и фиксируется в этом положении контргайкой 24, что обеспечивает безударную работу виброизолятора. Регулировка зазоров виг осуществляется при эксплуатации через окно в крышке 28 с помощью щупов.

Предложенное устройство значительно повысит надежность работы силового агрегата за счет более эффективной его виброзащить.1.

1. ПОДВЕСКА СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ ЛОКОМОТИВА, имеющей регулятор частоты вращения ее вала, содержащая пневматические виброизоляторы с резинокордными оболочками, размещенные между силовой установкой и рамой локомотива, сообщенные с блоком регуляторов давления воздуха в виброизоляторах, соединенным питательной магистралью с источником сжатого воздуха, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности вибро- и ударозащиты, а также надежности работы силовой установки на переходных режимах разгона и выбега, питательная магистраль снабжена двухпозиционным вентилем, управляемым указанным регулятором частоты вращения, резино-кордная оболочка каждого виброизолятора ограждена верхней и нижней обоймами, между коаксиальными цилиндрическими выступами которых установлена втулка из эластичного ударопрочного материала, закрепленная на выступе одной из обойм и имеющая радиальный зазор с выступом другой обоймы, нижняя обойма снабжена жестко связанным с ней стер)йнем, на котором установлен с возможностью осевого перемещения и фиксации регулируемый ограничитель хода виброизолятора с покрытием из эластичного ударопрочного материа.та, причем вертикальная жесткость покрытия указанного ограничителя и радиальная жесткость упомянутой втулки выбрана из условий У мин PI .минРг, где Ci - вертикальная жесткость покрытия ограничителя при расчетной статической нагрузке, Н/м; Сг- радиальная жесткость, втулки, Н/м; I PI-вертикальная статическая нагрузка на один пневматический виброизот лятор, Н; РЕ - предельная допустимая в эксплуатации горизонтальная нагрузка на один пневматический виброизолятор Н; viwH-минимальная частота рабочего диапазона низщей оборотной гармоники вала силовой установки, Гц; а g - ускорение свободного падения, к мc. 2. Подвеска по п. 1, отличающаяся тем, О 4 00 что, с целью повышение долговечности путем защиты резино-кордных оболочек виброизоляторов от механического, химического и теплового воздействия, каждый виброизолятор снабжен ограждающим резино-кордную оболочку кожухом, закрепленным на верхней обойме и охватывающим своей нижней частью профилированный выступ, выполненный на опорной части нижней обоймы.