Устройство для увеличения сцепления колес локомотива с рельсами Советский патент 1992 года по МПК B61C15/04 

XI

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, в частности к техническим средствам повышения сцепления колес с рельсами.

Известны устройства для повышения сцепления колес с рельсами путем пропускания магнитного потока через площадь контактной поверхности колес с рельсами.

Однако указанные устройства обладают целым рядом недостатков. Усложняется конструкция колеса локомотива за счет расположения в нем катушек электромагнитов и токосъемщиков, что делает устройство труднореализуемым; создание полостей в колесе влечет за собой увеличение габаритов, уменьшение прочности, а следовательно, надежности колеса. В области колеса добавляется достаточно сложная и тяжелая подвесная конструкция с электромагнитом; значительно усложняется эксплуатация, монтаж и демонтаж колесных пар; уменьшается надежность ходовой части подвижного состава.

Целью изобретения является повышение эффективности.

Указанная цель достигается тем, что между контактными поверхностями колеса и рельса вводится ферромагнитный порошок, а через площадь их касания пропускается магнитный поток, увеличивая силу сцепления колеса и рельса, а следовательно, реализуемую силу тяги.

На фиг.1 изображено расположение магнитов на тележке подвижного состава; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4-устройство для нанесения на рельс ферромагнитной массы; на фиг.5 - характеристики устройства.

На фиг.1 обозначены: ведущее колесо 1 рельсового транспортного средства, опорный лонжерон 2 (ферромагнитный), сердечник 3 электромагнита (сталь), башмаки 4 электромагнитов (сталь), обмотки 5 электромагнитов, рельс 6(ферромагнитный), ферромагнитный порошок 7 (р виде дисперсной массы), вводимый между колесом и рельсом, устройство 8 для нанесения ферромагнитной дисперсной массы; ось 9 колесной пары; Ф- магнитный поток. Pi и Р2 - силы притяжения колес к рельсу и башмаков электромагнита к рельсу соответственно, РСЦ - сила сцепления колеса и рельса, h зазор между башмаком электромагнита и рельсом.

Между смежными ведущими колесами 1 тележки локомотива к опорному лонжерону 2 крепятся два электромагнита, состоящие из сердечников 3, башмаков 4 и обмоток 5. Между башмаками 4 электромагнитов и рельсом 6 имеется воздушный зазор h. Величина зазора h выбирается минимальной исходя из условий безопасности движения (т.е. исходя из технических требований к неровностям рельса, которые не должны

превышать при скоростях поездов 101-120 км/ч 1,5 мм, а при скоростях до 70 км/ч 3 мм). Следовательно, величина h должна быть больше 3 мм ( мм).

Между колесом 1 и рельсом б с помощью устройства 8 вводится слой 7 ферромагнитного порошка в виде дисперсной массы. Применение дисперсной массы обеспечивает экономический расход ферромагнитного порошка.

Устройство 8 (фиг.4) для нанесения фер-ромагнитной дисперсной массы представляет собой пневматический распылитель, содержащий герметический сосуд 10, заполненный ферромагнитной дисперсной

массой достаточно жидкой консистенции. В нижний патрубок 13 емкости 10 через трубопровод 11 и электропневмоклапан 12 подается сжатый воздух под давлением Ро, который перемешивает дисперсную массу и

создает давление воздуха Ро на поверхность ферромагнитной дисперсной массы внутри сосуда 10. Дисперсная масса выдавливается через патрубок 13 и электропневмоклапан 14 в тройник 15. Клапан 14

открывается на время нанесения дисперсной массы на поверхность 16 обода колеса. При открывании электропневмоклапана 17 в воздушную магистраль 18 поступает воздух под давлением Ро и через распылитель

19 ферромагнитная дисперсная масса наносится на поверхность 16 обода колеса,

Перед моментом трогания поезда с места открь4вается электропневмоклапан 12 (фиг.4). Сжатый воздух поступает в сосуд 10,

перемешивания дисперсную массу и создавая давление воздуха Ро на ее поверхность. В момент включения заднего хода локомотива, при осадке поезда перед его троганием с места, включаются электропневматические клапаны 14 и 17, и через распылитель в течение времени одного оборота колеса 1 на поверхность его обода наносится слой 7 ферромагнитной дисперсной массы.

Перед началом движения поезда вперед на обмотки 5 электромагнитов подается напряжение электрического тока. В результате появляется магнитодвижущая сила, которая создает магнитный поток Ф,

проходящий через сердечник 3, башмаки 4, воздушный зазор h, рельс 6, ферромагнитный слой, колесо 1 и опорный лонжерон 2. Магнитный поток Ф, проходя через площадь касания колес с рельсом и ферромагнитный слой 7, находящийся между ними, создает дополнительную силу давления колес на рельс, равную Pi. Кроме того, рельс 6 притягивается к башмакам 4 электромагнита с силой 2Р2, что в точках касания каждого колеса с рельсом создает дополнительную силу Ра. При прохождении магнитного потока через слой 7 ферромагнитной дисперсной ма.ссы за счет реологического свойства ферромагнитного слоя увеличивается козффициент сухого трения между колесом и рельсом. За счет указанных причин увеличивается величина силы сцепления Рсц между колесом и рельсом. Причем приращение АРсц является функцией электрического тока, протекающего в обмотке 5: ЛРсц ед, где I - ток в обмотке 5 электромагнита. График (фиг.5) зависимости силы сцепления колеса с рельсом Рсц от величины ампервитков катушек электромагнита (I W, W - число витков катушки) получен прямым измерением на макете физической модели без ферромагнитного порошка и с ферромагнитным порошком (дисперсной массой). Из графика видно, что при ампервитках i W 2400 величина Рсц без применения ферромагнитного порошка увеличивается примерно в 2 раза по сравнению с ее первоначальным значением (при ). При этом же количестве ампервитков с применением ферромагнитной дисперсной массы (порошка) величина Рсц увеличивается примерно в 4,6 раза по сравнению с ее первоначальным значением (при I -W -О и без слоя ферромагнитной дисперсной массы). Применение изобретения дает следующие преимущества: не требуется изменять конструкцию колеса, что при внедрении не потребует применения ходовой части подвижного хода подвижного тягового состава, не увеличиваются габариты колеса, не уменьшается его прочность и не снижается надежность, дополнительное увеличение силы сцепления колеса с рельсом за счет увеличения давления колеса на рельс, создаваемое силой притяжения башмаков к рельсу, а также реологического свойства ферромагнитного порошка, помещенного между колесом и рельсом. Формула изобретения 1.Устройство для увеличения сцепления колес локомотива с рельсами, содержащее установленные на раме тележки над рельсами в пространстве между смежными колесными парами электромагниты, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности, сердечник каждого электромагнита закреплен на раме тележки с возможностью замыкания магнитного потока через раму и пятно контакта колес с рельсами. 2.Устройство поп.1,отличающе е с я тем, что оно снабжено приспособлением подачи в зону контакта колеса и рельса ферромагнитного дисперсного порошка.

Изобретение относится к технике рельсового транспорта, преимущественно железнодорожного. Цель изобретения -повышение зффективности путем введения ферромагнитного порошка между площадками касания колеса с рельсом и пропускания через площадь их касания магнитного потока. За счет реологического свойства ферромагнитного порошка, помещенного в магнитное поле, его абразивных свойств, а также за счет увеличения взаимного давления колес 1 на рельсы 6 в результате действия магнитных сил взаимного притяжения значительно возрастает сила сцепления между колесом и рельсом. Устройство предусматривает установку электромагнитов 3 вне конструкции колеса и вне зоны его эксплуатационного обслуживания. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.•5Ё

5-В