Двухсекционный локомотив Советский патент 1991 года по МПК B61C15/00 B61F3/00 

Ё

Изобретение относится к конструкции экипажа двухсекционного 12-осного локомотива. Целью изобретения является упрощение конструкции. Экипаж двухсекционного 12-осного локомотива содержит кузовы 1 секций, тележки 2, связанные с кузовами наклонными тягами 3 со сторон, обращенных к центральной части локомотива, и противоразгрузочное устройство 4 между секциями. Это устройство включает в себя стержни, состоящие из ушек, соединенных между собой регулировочными муфтами и связанных с помощью обрезиненных шарнирных узлов 16, 17 с кронштейнами буферных брусьев 7 рам кузовов. Новизна изобретения состоит в том, что потребная для решения задачи жесткость межсекционной силовой связи обеспечивает на всем диапазоне ее деформаций линейную зависимость развиваемого связью усилия от силы тяги. 4 ил.

-ДЯК- f

-//1-f)

783659П365Ю12365 2

П 4 t

О

VJ

Ј ю

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции экипажа двухсекционного локомотива с тремя двуосными тележками в каждой секции.

Цель изобретения - упрощение конструкции.

На фиг,1 представлена схема компоновки предлагаемого экипажа двухсекционного 12-осного локомотива; на фиг.2 - межсекционное противоразгрузочное устройство, вид сбоку; на фиг.З - то же, вид сверху; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.З.

Экипаж двухсекционного локомотива содержит кузовы 1 секций, по три двуосные тележки 2 в каждой секции, связанные с кузовом наклонными тягами 3 со сторон, обращенных к центральной части локомотива, и противоразгрузочное устройство 4 между секциями. Каждая наклонная тяга 3 нижним концом соединяется с тяговым устройством 5, установленным н тележке 2, при помощи шарнирного узла 6. Верхний конец каждой из наклонных тяг 3, сопряженных со средними тележками локомотива, соединяется с буферным брусом 7 рамы кузова с помощью шарнирного узла 8. Верхние концы наклонных тяг 3, сопряженных соответственно со средними тележками секций и с крайними тележками локомотива, соединяются с кронштейнами 9 и 10. закрепленными на рамах кузовов 1, посредством шарнирных узлов 11 и 12,причем оси наклонных тяг 3 пересекают уровень головок рельсов посередине тележек. Межсекционное противоразгрузочное устройство 4 выполнено в виде расположенных по обе стороны от межсекционного сочленения (автосцепки) стержней, состоящих из ушек 13 и 14, соединенных между собой регулировочными муфтами 15 и связанных противоположными концами с помощью шарнирных узлов 16 и 17 с кронштейнами 18-21, приваренными к буферным брусьям 7 рам кузовов 1.

При этом как кронштейны 18 и 19, гак и кронштейны 20 и 21 расположены на разных уровнях, причем так, что диагонально расположенные кронштейны 18. 21 и 19, 20 соответственно размещаются на одном уровне (кронштейны 18, 21 выше кронштейнов 19, 20). Каждый из шарнирных узлов 16 и 17 совмещает в себе сайлент-блок 22, соединительную втулку 23, упорные втулки 24, болт25, гайку 26, дистанционные втулки 27 и пылезащитные кольца 28.

Локомотив работает следующим образом.

При развитии локомотивом тяговых усилий в результате силовых взаимодействий

наклонных тяг 3 между кузовами 1 и тележками 2 возникают внутренние для рессорных подвешиваний кузовов на тележках вертикальные силы, равные вертикальным

составляющим усилий в этих наклонных силовых связях 2Ftg «(где F - сила тяги одной оси локомотива; а - угол наклона тяги 3 к горизонтали). В частности, в задней по ходу движения локомотива секции между кузовом и тележками действуют распорные силы 2Ftg a , а в передней секции локомотива между указанными частями экипажа - противоположные им по направлению и равные по величине усилия. Это в передней и задней секциях локомотива сопровождается возникновением соответственно деформаций сжатия и растяжения второй ступени рессорного подвешивания и, следовательно, вертикальными поступательными перемещениями кузовов секций локомотива. Причем один из них поднимается, а другой - опускается вниз, оставаясь параллельными первоначальным положениям. Такие изменения кинематических состояний кузоBOB 1 секций локомотива сопровождаются относительными перемещениями их смежных концов. Поскольку при этой каждый из них тянет за собой стержни межсекционного противоразгрузочного устройства 4, то

последнее препятствует этим перемещениям кузовов. В силу указанных особенностей схемы расположения стержней противоразгрузочного устройства 4 между секциями в зависимости от направления движения локомотива один из них работает на сжатие, а другой - на растяжение, но при этом оба стержня на каждый кузов передают силы одного и того же направления. Так, например, при движении локомотива влево кузов

передней по ходу секции поддействиемука- занных силовых факторов совершает нисходящее движение, а задней по ходу секции - восходящее движение, и стержень межсекционного противоразгрузочного устройства 4, связывающий кронштейны 18 и 19 и оказывающий противодействие этим перемещениям, вследствие того, что имеют место встречные перемещения этих кронштейнов, подвергается сжатию, а стержень,

прикрепленный кронштейнам 20 и 21 и препятствующий также рассматриваемым изменениям кинематических состояний кузовов, поскольку указанные кронштейны перемещаются в противоположных направления, испытывает растяжение. Однако оба стержня межсекционного противоразгрузочного устройства 4 на кузов передней по ходу секции передают направленные вверх вертикальные силы, а на

задней - направленные вниз. Тем самым обеспечиваются потребные для создания восстанавливающих по отношению к тяговым опрокидывающим моментам секций моменты направления сил, развиваемые стержнями противоразгрузочного устройства 4 между секциями.

При движении локомотива в противоположном направлении в соответствии с изменением направления тяговых опрокидывающих моментов секций усилия в стержнях межсекционного противоразгрузочного устройства меняют знаки, следовательно, в этом случае также выполняется необходимое для создания противодействия от опрокидывания кузова 1 секций локомотива под действием тяговых усилий взаимодействие между кузовами. Если при этом общая линейная (по вертикали жест- к,ость упругих стержней межсекционного противоразгрузочного устройства определяется из выражения

j 2

Ж

В + 2 L 2 Н

Жк

где Жк, Жт - соответственно вертикальные жесткости рессорных подвешиваний кузова и тележки;

В - расстояние между центрами средних тележек локомотива;

L - расстояние между центрами смежных тележек секций локомотива,

Н - высота автосцепки над уровнем головок рельсов;

а - угол наклона тяг к горизонтали, то указанное устройство на кузове 1 секций локомотива передает вертикальные силы, составляющие относительно середин кузо BOB противоположные по направлению и равные по величине тяговым опрокидывающим моментам секций локомотива моменты, т.е. соблюдаются условия полной компенсации указанных опрокидывающих моментов, тем самым в применении к локомотиву с данной осевой формулой обеспечиваются условия оптимальной задачи - равная разгрузка шести передних и равная догрузка задних по ходу осей.

Вследствие того, что в тяговом режиме между кузовом и каждой тележкой в передней по ходу секции локомотива действуют сжимающие упругие опоры кузова на тележку усилие 2 Ftg а, обусловленное взаимодействием между этими частями экипажа наклонных тяг 3, и разгружающее (разжи4 F H

мающее) эти опоры усилие

2 L + B

Р,еозни-

кающее в результате взаимодействия между кузовами секций стержней межсекционо- го противоразгрузочного устройства 4), то результирующее усилие в опорах рассмат- риваемого кузова на каждую гележку равно

Qn 2Ftga-5

(2)

10

Между кузовом и каждой тележкой в задней по ходу секции локомотива при развитии локомотивом силы тяги действует рас- порное усилие 2Ftg a , обусловленное взаимодействием между ними наклонных 15 тяг 3 и разжимающее опоры кузова на тележку, и догружающее эти опоры усилие

4 F Н ------- , обусловленное взаимодействием

2 L 4- В

между кузовами секций стержней межсек20 ционного противорэзгрузочного устройства 4. Поэтому результирующее усилие в опорах кузова задней по ходу секции локомотива на каждую тележку определяется также по выражению (2), однако при этом имеет проти25 воположное направление.

Поскольку в тяговом режиме при движении в обоих направлениях один из стержней межсекционного противоразгрузочного устройства 4 нагружен растягивающим уси30 лием. а другой - сжимающим, а в результате относительных горизонтальных продольных и поперечных смещений кузовов секций локомотива оба упругих стержня, препятствуя этим изменениям кинематиче

35 ских состояний указанных частей экипажа, удлиняются и, следовательно, в сжатом стержне усилие уменьшается на определенную величину, в растянутом, наоборот, возрастает на ту же величину, то это позво- 40 ляет сохранить общее усилие в рассматриваемой силовой связи неизменным. Тем самым, несмотря на изменения кинематических состояний стержней противозагрузоч- ного устройства 4 между секциями,

45 обусловленные относительными перемещениями кузовов секций локомотива в гори- зонтальной плоскости условия полной компенсации тяговых опрокидывающих моментов секций локомотива не нарушаются.

50Исследования показывают, что оптимальная схема перераспределения вертикальной нагрузки между осями локомотива в режиме тяги для локомотива с данной осевой формулой в применении к межсекци55 онному противоразгрузочному устройству с жесткими стержнями (т.е в примегснии к межсекционной вертикальной силовой связи с Жм °°) достижима при таком распределении общего статического прсгиба

рессорного подвешивания между его ступенями, когда 60% его величины сосредоточе- но в первой ступени подвешивания. Это очевидно, по условиям работы тягового привода и тормозной системы неприемлемо. Формула изобретения Двухсекционный локомотив, содержащий связанные между собой автосцепкой и упругим по вертикали соединительным элементом два кузова, каждый из которых упруго оперт на три двухосных тележки и связан с крайними наклонными тягами, о т- личающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, средние тележки также связаны с кузовами наклонными тягами, при этом все наклонные тяги направлены к упругому по вертикали соеди18

20

нительному элементу, имеющему жесткость, определяемую из выражения

J

2 B+2L 2 Н

Жк

ЛЧт

где Жк и Жт - соответственно-вертикальные жесткости рессорных подвешиваний кузо- ва и тележки;

В - расстояние между средними тележками;

L - расстояние между центрами смежных тележек секций локомотива; Н - высота автосцепки над уровнем головок рельсов;

cr-угол наклона тяг к горизонтали.

Фиг. 2

Фигз

А-А

18 28 т 22 28

/ / . / /