Связь кузова локомотива с тремя тележками Советский патент 1992 года по МПК B61F5/02 

Изобретение относится к локомотивам и касается конструкции вертикальных и поперечных связей кузова с тележками локомотивов с осевыми формулами 2-2-2, 2о-2о-2о, 2х(2-2-2), 2х(2о-2о-2о).

Известен также многотележечный локомотив, содержащий кузов, двухосные тележки с продольно сбалансированным рессорным подвешиванием, продольные параллелограммные связи кузова с тележками, вторую ступень рессорного подвешивания в виде продольно расположенных рессор с составными по ширине листами, шарнирно связанных концами со смежными тележками (авт.св. № 545500. кл. В 61 F 5/02 ).

К недостаткам выбранного в качестве прототипа для предлагаемого технического решения вертикальных и поперечных связей кузова с тележками многотележечного локомотива необходимо отнести:

1. Непригодность схемы компоновки рессорного подвешивания кузова, основанной на использовании симметричных

рессор, для равномерного распределения массы и центробежных сил кузова по тележкам при трех тележках под кузовом.

2. Схема расположения опор листовых рессор на смежные тележки для локомотива с тремя двухосными тележками в каждой секции неприемлема, поскольку при сопряжении обоих концов листовых рессор со средними частями смежных тележек локомотива с тремя двухосными тележками, весьма значительно удаленными друг от друга в сравнении с локомотивом с четырьмя двухосными тележками, длина рессоры практически выходит за допустимые пределы.

Цель изобретения - улучшение динамических качеств путем обеспечения участия в силовой реакции средней тележки при всех видах колебаний кузова и распределения центробежных сил кузова поровну между всеми тележками.

Поставленная цель достигается тем, что рессоры одними концами связаны со средними частями крайних тележек, другими - с

(Л

С

м VJ

GJ VI О О

концевыми частями средней тележки, причем упомянутая опора делит каждую рессору с соотношением плеч один к двум так, что меньшее плечо расположено со стороны крайней тележки, а оси шарнирных узлов сопряжений концов рессоры с крайними тележками лежат в средних поперечных плоскостях последних, оси же шарнирных узлов сопряжений их концов со средней тележкой размещены в двух поперечных плоскостях, разнесенных симметрично относительно средней поперечной вертикальной плоскости средней тележки.

Указанные в отличительной части формулы изобретения признаки, решающие крупную проблему транспортной механики, в частности обеспечивающие участие в силовой реакции средней тележки локомотива с тремя двухосными тележками при колебаниях галопирования, влияния и поперечного относа кузова и при загружении его центробежными силами в известных технических решениях не обнаружены. Так, например, во всех известных односекционных локомотивах с тремя двухосными тележками или в двухсекционных локомотивах с тремя двухосными тележками в каждой секции кузова имеются независимые рессорные подвешивания на тележках и поперечные силовые связи с положительной жесткостью {т.е. силовые связи, оказывающие противодействие поперечным относительным перемещениям кузова и тележек и создающие при этом возвращающие усилия) лишь с крайними тележками локомотива (или секции локомотива), поскольку в условиях большой поперечной от- носительной подвижности кузова локомотива (или кузова секции локомотива) и средней тележки (в крутых кривых поперечные перемещения кузова относительно средней тележки достигают 250 мм) нельзя применить поперечную силовую связь с положительной жесткостью между ними (в противном случае поперечные силовые взаимодействия между этими частями локомотива выйдут за допустимые пределы). Поэтому данное техническое предложение. следует признать соответствующим критерию существенные отличия.

На фиг.1 показаны предлагаемые вертикальные и поперечные связи кузова с тележками, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг.З - вид Г на фиг.1.

Рессорное подвешивание каждой из трех двухосных тележек 1, расположенных под одним жестким кузовом 2, выполнено в виде продольных листовых рессор 3, охваченных хомугами 4, укрепленных концами на буксах 5 шарнирными узлами 6 и поддерживающих боковины рамы 7 тележки при помощи шарнирных устройств 8, совмещагощих о себе имеющие сферические концы

, стержни 9 и связанные соответственно с

боковинами и рессорами гнезда 10, 11 со

сферическими рабочими поверхностями.

Каждая же боковина 12 рамы кузова 2 уста0 новленными на ней снизу сферическими пятниками 13 опирается на имеющие сферические углубления хомуты 14 несимметричных продольных бесступенчатых листовых рессор 15 переменного сечения,

5 связанных концами с опорами 16, выполненных с соотношением плеч 1:2 (со сторон крайних тележек), каждый горизонтальный слой которых состоит из двух листов 17, прилегающих друг к другу смежными боко0 выми поверхностями. Притом опоры листовых рессор 15 на крайние тележки расположены в их средних поперечных плоскостях, а на среднюю тележку - в двух разнесенных симметрично относительно ее

5 средней оси поперечных плоскостях.

Каждая из опор 16 совмещает в себе закрепленный на боковине рамы 7 тележки 1 кронштейн 18, проходящую через выполненные в его продольных вер икальных

0 стенках вырезы балочку 19, надетую на ее конец, имеющий круглое поперечное сечение, шайбу 20 и навинченную на нее гайку 21, установленный в средней части балочки, имеющей на этом участке прямоугольное

5 сечение, и поддерживающий конец рессоры 15 плоский сайлент-блок 22 и плоские сай- лент-блоки 23, связанные с продольными вертикальными стенками кронштейна 18. Причем нижний армировочныйэлементсай0 лент-блока 22 своими боковыми и торцовыми вертикальными стенками охватывает боковые и торцовые грани его верхнего ар- мировочного элемента, а сайлент-блоки 23 - боковью грани конца рессоры 15. К тому

5 же нижний армировочный элемент сайлент- блока 22 снабжен выступом, помещенным в отверстие балочки 19. Продольные и поперечные силовые связи рам 7 тележек 1 с буксами 5 выполнены в виде поводков 24,

0 расположенных по отношению к буксам диагонально, Каждая тележка 1 с кузовом 2 соединена наклонным стержнем 25 двустороннего действия, расположенным в продольной плоскости симметрии экипажа,

5 закрепленным одним концом при мономоторном исполнении тележек на тяговом двигателе 26 при помощи шарнирного узла 27 и связанным с кронштейном 28, установленным на раме кузова 2 посредством шарнирного узла 29. При этом оси наклонных

стержней 25 пересекают средние поперечные плоскости тележек на уровне головок рельсов.

Кривизну листовых рессор 3 и 15 подбирают так, чтобы, прогибаясь под нагрузкой, они выпрямлялись. При этом наличие в сопряжении листовой рессоры 15 с кронштейном 18 сайлент-блока 22 способствует соприкосновению нижнего листа упомянутой рессоры с верхним плоским армировоч- ным элементом указанного сайлент-блока по всей его рабочей поверхности.

Вертикальные и поперечные силовые связи кузова с тележками локомотива работают следующим образом.

Кузов локомотива создает вертикальную нагрузку на рессоры 15, которая передается на тележки обратно пропорционально длинам плеч (ветвей) рессор, и поскольку хомуты 14, воспринима- ющие эту нагрузку, делят рессоры на две неравные части с соотношением плеч один к двум (со сторон крайних тележек) и рессоры опираются на каждую крайнюю тележку в одной поперечной плоскости, а на сред- нюю гележку - в двух разнесенных симметрично относительно ее средней поперечной плоскости поперечных плоскостях, эта нагрузка распределяется по тележкам поровну (каждая рессора передает на крайнюю тележку в два раза большую нагрузку, чем на средннюю тележку, и поскольку число рессор, сопряженных со средней тележкой, вдвое больше, в итоге на каждую тележку передается одинаковая нагрузка) Притом вертикальная статическая нагрузка кузова 2 на тележки 1 передается через боковины 12 рамы кузова, пятники 13, хомуты 14 листовых рессор 15, листы 17 последних, сайлент- блоки 22, балочки 19 и кронштейны 18.

При колебаниях относа, галопирования и виляния кузова в силу того, что предлагаемые вертикальные и поперечные связи кузова с тележками являются в отличие от всех известных средств вертикального и по- перечного упругого разделения кузова и тележек локомотива с рассматриваемой осевой формулой зависимыми и связывают кузов в обоих направлениях со всеми тележками, в силовой реакции участвуют все три тележки (в локомотивах с традиционными схемами экипажной части по очевидным причинам кузов со средней тележкой не имеет поперечной силовой связи, и поэтому указанная тележка при действии упомяну- той нагрузки в силовой реакции не участву- ет).

Поперечные силы (например, центробежные силы, возникающие при движении локомотива по кривой, и ветровая нагрузка),

равнодействующая которых приложена в центре масс кузова, ввиду вышеуказанных особенностей схемы компоновки вертикальных и поперечных силовых связей кузова с тележками распределяются также поровну между тележками.

Изгиб в горизонтальной плоскости листовой рессоры 15 сопровождается поворотом на некоторый угол в горизонтальной плоскости относительно кронштейнов 18 концов рессоры за счет перекоса сайлент- блоков. При этом поперечные силы от кузова 2 на тележки 1 передаются при помощи боковин 12 рамы кузова, пятников 13, хомутов 14 листовых рессор 15, концов листов последних, сайлент-блоков 23 и кронштейнов 18.

Гашение колебаний подпрыгивания, боковой качки и галопирования кузова осуществляется за счет работы сил трения, возникающих при изгибе рессор 15 в вертикальной плоскости между смежными горизонтальными гранями их листов 17. Гашение же колебаний виляния и поперечного относа кузова осуществляется за счет работы сил трения, действующих при изгибе рессор 15 в горизонтальной плоскости между контактирующими друг с другом боковыми гранями их листов 17,

При влиянии каждой из тележек 1 опоры 16 работают с трением. Причем возникающие в них в результате проскальзывания нижних листов рессор 15 по верхним арми- ровочным элементам сайлент-блоков 22 силы трения направлены противоположно.

Опоры 16 обеспечивают горизонтальную продольную подвижность концов листовой рессоры 15 при ее вертикальных динамических прогибах.

Из вышеизложенного следует, что применительно к локомотиву с тремя двухосны- ми тележками впервые разработаны зависимые вертикальные и поперечные силовые связи кузова с тележками, обеспечивающие участие в силовой реакции средней тележки при колебаниях галопирования, виляния и относа кузова и распределение центробежных сил кузова по всем тележкам поровну.

Формула изобретения

Связь кузова локомотива с тремя тележками, содержащая упругие элементы и поводки, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности, упругие элементы выполнены в виде рессор, одни концы которых связаны со средними частями соответствующих крайних тележек, а другие с концевыми частями средней тележки

симметрично относительно ее середины, жены на расстоянии 2/3 LOT средней тележ- при этом опоры кузова на рессоры располо- ки, где L - длина рессоры.

-VAА. л Ј

О О О О О

Использование: железнодорожный транспорт, касается вертикальных и поперечных связей кузова с тележкой локомотива с тремя двухосными тележками. Каждая боковина рамы кузова через пятник опирается на хомуты рессор, связанных концами с сопряженными с рамами тележек опорами, выполненных с соотношением плеч 1:2 (со стороны крайних тележек), каждый горизонтальный слой которых состоит из двух листов, прилегающих друг к другу смежными боковыми поверхностями. Новизна изобретения состоит в том, что рессоры при помощи шарнирных узлов одними концами связаны со средними частями крайних тележек, другими - с концами средней тележки, причем опора кузова на рессору делит последнюю с соотношением плеч один к двум. 5 ил.

Фиг. 4

Редактор Т.Федотов

Составитель А.Никитин Техред М.Моргентал

Фиг. 5

Корректор И.Шмакова