RU2168428C1

RU2168428C1 - Traction device of locomotive two-axle bogie

Info

Publication number: RU2168428C1
Application number: RU2000100642/28A
Authority: RU
Inventors: П.К. Цыкин; М.В. Загорский
Original assignee: Открытое акционерное общество "Брянский машиностроительный завод"
Priority date: 2000-01-10
Filing date: 2000-01-10
Publication date: 2001-06-10

Abstract

FIELD: railway transport. SUBSTANCE: invention relates to design of traction devices for two-axle bogies. Proposed device has cross beam installed under bogie frame by means of vertical cylindrical pin. Cross beam is connected with body by four side inclined tie-rod. Two support bars are provided which are arranged across bogie frame. Support bars carry vertical brackets of suspension of traction motors and bushing mounted under cross beam and fitted on cylindrical pin secured between vertical brackets. EFFECT: improved reliability of traction device, provision of effective balancing of axial loads on locomotive at action of attractive forces. 4 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции тягового устройства двухосной тележки. The invention relates to railway transport, in particular to the design of the traction device of a biaxial trolley.

Известно тяговое устройство двухосной тележки тепловоза (заявка Великобритании N 2076348, МПК B 61 F 5/24), содержащее под рамой тележки поперечную балку с цилиндрическим вертикальным пальцем, расположенным сверху поперечной балки и выполненным за одно целое с ней. Цилиндрический палец входит в опорное отверстие центра рамы тележки тепловоза. По краям поперечная балка соединена четырьмя боковыми наклонными тягами с рамой кузова тепловоза, передающими силу тяги от тележки к кузову. Наклонные тяги тележки проходят вниз от двух точек на каждой боковой стороне рамы кузова к общей точке, расположенной на уровне верха головок рельсов, и позволяют выровнять осевые нагрузки тележки при действии силы тяги. Для получения точки пересечения линии наклонных тяг на уровне верха головок рельсов применяется низкое расположение опорного отверстия, что достигается изгибом рамы тележки в центре. A towing device for a biaxial diesel locomotive (UK application N 2076348, IPC B 61 F 5/24) is known, which comprises a transverse beam with a cylindrical vertical pin located on top of the transverse beam and made in one piece with it under the trolley frame. A cylindrical pin enters the reference hole in the center of the frame of the locomotive trolley. At the edges of the transverse beam is connected by four side inclined rods to the frame of the locomotive body, transmitting traction from the trolley to the body. Inclined rods of the trolley extend downward from two points on each side of the body frame to a common point located at the level of the top of the rail heads and allow the axial loads of the trolley to be balanced under the action of the traction force. To obtain the point of intersection of the line of inclined rods at the level of the top of the rail heads, a low location of the support hole is used, which is achieved by bending the trolley frame in the center.

Недостаток данной конструкции тягового устройства двухосной тележки состоит в дополнительных нагрузках на изогнутой части рамы тележки из-за эксцентричного приложения силы тяги на данной части рамы тележки при понижении опорного отверстия и в невозможности понижения опорного отверстия до уровня верха головок рельсов, так как этому препятствует нижнее положение поперечной балки. При этом под действием силы тяги возникает неустранимый перекос поперечной балки в продольной вертикальной плоскости и дополнительные силы краевого нагружения опорного отверстия. Происходит ускоренный износ опорного отверстия, что снижает надежность работы тягового устройства двухосной тележки и уменьшает эффективность выравнивания осевых нагрузок тепловоза при действии силы тяги. The disadvantage of this design of the traction device of a biaxial trolley is the additional loads on the curved part of the trolley frame due to the eccentric application of traction force on this part of the trolley frame when lowering the support hole and the impossibility of lowering the support hole to the level of the top of the rail heads, as this is prevented by the lower position cross beam. In this case, under the influence of the traction force, an irreparable distortion of the transverse beam in the longitudinal vertical plane and additional forces of the edge loading of the support hole occur. Accelerated wear of the support hole occurs, which reduces the reliability of the traction device of the biaxial cart and reduces the efficiency of alignment of the axial loads of the locomotive under the action of the traction force.

Изобретением решается задача повышения надежности работы тягового устройства двухосной тележки тепловоза для более эффективного выравнивания осевых нагрузок тепловоза при действии силы тяги. The invention solves the problem of improving the reliability of the traction device of a biaxial diesel locomotive for more efficient alignment of the axial loads of the locomotive under the action of traction.

Для решения указанной задачи тяговое устройство двухосной тележки тепловоза, содержащее поперечную балку, установленную под рамой тележки посредством вертикального цилиндрического пальца и соединенную с рамой кузова четырьмя боковыми наклонными тягами, снабжено двумя опорными брусами, расположенными поперек рамы тележки, на которых установлены вертикальные кронштейны подвески тяговых электродвигателей, а также втулкой, расположенной снизу поперечной балки и насаженной на цилиндрический палец, закрепленный между вертикальными кронштейнами. To solve this problem, the traction device of a biaxial diesel locomotive trolley containing a transverse beam mounted under the trolley frame by means of a vertical cylindrical pin and connected to the body frame by four side inclined rods is equipped with two support bars located across the trolley frame on which the vertical suspension brackets of the traction electric motors are mounted as well as a sleeve located below the transverse beam and mounted on a cylindrical pin, mounted between vertical cro nshteynami.

Заявляемое тяговое устройство двухосной тележки тепловоза, которое снабжено двумя опорными брусами, расположенными поперек рамы тележки, на которых установлены вертикальные кронштейны подвески тяговых электродвигателей, а также втулкой, расположенной снизу поперечной балки и насаженной на цилиндрический палец, закрепленный между вертикальными кронштейнами, позволяет повысить его надежность для эффективного выравнивания осевых нагрузок тепловоза при действии силы тяги. Оно может быть применено для маневровых и грузовых тепловозов, и для тепловозов, выполняющих вывозную работу. The inventive traction device of a biaxial diesel locomotive carriage, which is equipped with two support bars located across the carriage frame on which the vertical suspension brackets of the traction electric motors are mounted, as well as a sleeve located below the transverse beam and mounted on a cylindrical pin fixed between the vertical brackets, allows to increase its reliability for effective alignment of the axial loads of the locomotive under the action of traction. It can be used for shunting and freight locomotives, and for locomotives performing export work.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображено тяговое устройство двухосной тележки, вид сбоку; на фиг. 2 - тяговое устройство двухосной тележки, вид на тележку в поперечной вертикальной плоскости; на фиг. 3 - тяговое устройство двухосной тележки, вид на тележку снизу; на фиг. 4 представлена схема сил, действующих на втулку поперечной балки. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a traction device of a biaxial trolley, side view; in FIG. 2 - traction device of a biaxial trolley, view of the trolley in a transverse vertical plane; in FIG. 3 - traction device of a biaxial trolley, view of the trolley from below; in FIG. 4 is a diagram of the forces acting on a transverse beam hub.

Тяговое устройство двухосной тележки состоит (см. фиг. 1-3) из вертикального цилиндрического пальца 1, закрепленного между вертикальными кронштейнами 2 подвески тяговых электродвигателей 3, поперечной балки 4, расположенной под рамой 5 тележки, насаженной посредством прикрепленной к ней снизу втулки 6 на цилиндрический палец 1, и четырех боковых наклонных тяг 7, соединяющих концевые части поперечной балки 4 с рамой кузова 8. Линии наклонных тяг, расположенных с одной стороны тележки, имеют точку пересечения 0, расположенную на уровне верха головок рельсов (см. фиг. 1). Кронштейны 2 подвески тяговых электродвигателей 3 размещены на двух опорных брусах 9 рамы 5 тележки, расположенных поперек рамы тележки. Подвеска тяговых электродвигателей имеет пружину 10 для восприятия вертикальных сил и понижающий осевой редуктор 11. Рама 5 тележки имеет буксовые направляющие 12, ограничивающие свободу перемещения колесных пар 13. Она опирается на буксовые витые пружины 14, которые образуют первичное рессорное подвешивание. Рама кузова 8 опирается на витые пружины 15 (см. фиг. 1, 2), установленные на раме тележки вблизи опорных брусов 9, образующие вторичное рессорное подвешивание тепловоза. Втулка 6 поперечной балки 4 расположена вблизи уровня верха головок рельсов. Она выполнена за одно целое с поперечной балкой. The traction device of the biaxial trolley consists (see Fig. 1-3) of a vertical cylindrical pin 1, fixed between the vertical arms 2 of the suspension bracket of the traction electric motors 3, of a transverse beam 4, located under the frame 5 of the trolley, mounted on a cylindrical sleeve 6 attached to it from the bottom finger 1, and four lateral inclined rods 7 connecting the end parts of the transverse beam 4 with the body frame 8. The lines of inclined rods located on one side of the trolley have an intersection point 0 located at the top of the heads ok rails (see Fig. 1). The brackets 2 of the suspension of the traction electric motors 3 are placed on two support bars 9 of the frame 5 of the trolley located across the frame of the trolley. The suspension of the traction electric motors has a spring 10 for absorbing vertical forces and a lowering axial gear 11. The frame 5 of the trolley has axle guides 12 restricting the freedom of movement of the wheel pairs 13. It is based on axle coil springs 14, which form the primary spring suspension. The frame of the body 8 is based on coil springs 15 (see Fig. 1, 2) mounted on the frame of the truck near the support bars 9, forming a secondary spring suspension of the locomotive. The sleeve 6 of the transverse beam 4 is located near the level of the top of the rail heads. It is made in one piece with the transverse beam.

Тяговое устройство двухосной тележки работает следующим образом. Поперечная балка 4 всегда занимает фиксированное поперечное положение относительно рамы 8 кузова при помощи тяг 7. При повороте тележки относительно кузова в кривых участках пути происходит вращение цилиндрического пальца 1 во втулке 6. При смещении рамы тележки 5 относительно кузова цилиндрический палец 1 скользит вниз или вверх во втулке 6. При поперечном относе двухосной тележки относительно кузова поперечная балка 4 совершает совместно с тележкой плоскопараллельное перемещение относительно рамы кузова. При этом происходит незначительное перемещение втулки 6 по цилиндрическому пальцу 1 вверх. Поперечный относ тележки осуществляется перпендикулярно кузову. The traction device of a biaxial trolley operates as follows. The transverse beam 4 always occupies a fixed transverse position relative to the body frame 8 using rods 7. When the trolley is rotated relative to the body in the curved sections of the path, the cylindrical pin 1 rotates in the sleeve 6. When the trolley frame 5 is shifted relative to the body, the cylindrical finger 1 slides down or up in the sleeve 6. In the transverse relation of the biaxial cart relative to the body, the transverse beam 4 together with the cart performs plane-parallel movement relative to the body frame. When this occurs, the insignificant movement of the sleeve 6 along the cylindrical finger 1 up. The transverse relation of the trolley is perpendicular to the body.

Тяговое устройство двухосной тележки не препятствует повороту тележки относительно кузова в кривых участках пути, вертикальным смещениям рамы тележки относительно кузова при колебаниях и поперечному относу тележки при входе тепловоза в кривые участки пути. The traction device of the biaxial bogie does not interfere with the rotation of the bogie relative to the body in the curved sections of the track, the vertical displacements of the frame of the bogie relative to the body during vibrations and the transverse attitude of the bogie when the locomotive enters the curved sections of the track.

Тяговый крутящий момент, развиваемый электродвигателем 3, передается осевым редуктором 11 на колесную пару 13. В точках контакта каждой колесной пары 13 с рельсами образуется касательная сила тяги Fк, которая через буксовые направляющие 12 передается на раму 5 тележки и через опорные брусы 9 и кронштейны 2 - на цилиндрический палец 1. На цилиндрическом пальце 1 касательные силы тяги от двух колесных пар суммируются и передаются через втулку 6, поперечную балку 4 на наклонные тяги 7. Дополнительно на кронштейны 2 действуют вертикальные силы подвесок тяговых электродвигателей. От опорных брусов 9 рама 5 тележки получает дополнительный изгиб в вертикальной продольной плоскости. Изгиб рамы тележки в обратном направлении получается от дополнительных сил буксовых пружин 14. Эксцентричное приложение силы тяги на раме 5 тележки не возникает, дополнительные нагрузки на раме 5 тележки, характерные для конструкции с опорным отверстием, также не возникают. Изгиб цилиндрического пальца 1 в продольной вертикальной плоскости воспринимается кронштейнами 2 опорно-осевой подвески тяговых электродвигателей. На фиг. 4 представлены суммарные силы тяги 2Fк от двух колесных пар, действующие в средней части втулки 6, суммарные силы двух передних (T₁) и двух задних (T₂) наклонных тяг 7 и силы R краевого нагружения втулки 6. Передние по ходу движения наклонные тяги 7 при передаче силы тяги на раму кузова являются толкающими, работают на сжатие. Задние наклонные тяги 7 являются тянущими, работают на растяжение. При этом обеспечивается устойчивое положение передних толкающих тяг, так как они не отклоняются при повороте тележки, и задние тяги препятствуют любому малому угловому отклонению передних тяг в горизонтальной плоскости. В общем случае момент суммарной силы тяги 2Fк, действующий на втулку 6 (см. фиг. 4) относительно точки 0, уравновешивается моментом сил R краевого нагружения втулки, и силы R равны

где b - половина длины втулки 6, участвующей в передаче силы тяги;
1 - расстояние от уровня верха головок рельсов до средней части втулки 6.The traction torque developed by the electric motor 3 is transmitted by the axial gear 11 to the wheel pair 13. At the points of contact of each wheel pair 13 with the rails, a tangential traction force Fк is generated, which is transmitted through the axle guides 12 to the trolley frame 5 and through the supporting bars 9 and brackets 2 - to the cylindrical pin 1. On the cylindrical pin 1, the tangential traction forces from the two wheel pairs are summed up and transmitted through the sleeve 6, the transverse beam 4 to the inclined rods 7. Additionally, the vertical suspension forces act on the brackets 2 traction electric motors. From the supporting bars 9, the frame 5 of the trolley receives an additional bend in the vertical longitudinal plane. The bending of the trolley frame in the opposite direction is obtained from the additional forces of the box springs 14. An eccentric application of traction on the frame 5 of the trolley does not occur, additional loads on the frame 5 of the trolley, characteristic of the design with the support hole, also do not occur. The bend of the cylindrical finger 1 in the longitudinal vertical plane is perceived by the brackets 2 of the axial support of the traction electric motors. In FIG. 4 shows the total traction forces 2F from two wheelsets operating in the middle part of the sleeve 6, the total forces of two front (T ₁ ) and two rear (T ₂ ) inclined rods 7 and the forces R of the edge loading of the sleeve 6. Front inclined rods in the direction of travel 7 when transmitting traction forces to the body frame are pushing, work on compression. The rear inclined rods 7 are pulling, working in tension. This ensures a stable position of the front push rods, since they do not deviate when the trolley is turned, and the rear rods prevent any small angular deviation of the front rods in the horizontal plane. In the general case, the moment of the total thrust force 2Fk acting on the sleeve 6 (see Fig. 4) with respect to point 0 is balanced by the moment of forces R of the edge loading of the sleeve, and the forces R are equal

where b is half the length of the sleeve 6 involved in the transmission of traction;
1 - the distance from the level of the top of the rail heads to the middle part of the sleeve 6.

Данные силы R равны нулю при расположении средней части втулки 6 на уровне верха головок рельсов (1 = 0). В этом случае краевые нагрузки в конструкции с втулкой 6 не возникают. С учетом же габаритов рельсового пути силы R получаются незначительными и не приводят к ускоренному износу втулки 6 поперечной балки 4. These forces R are zero when the middle part of the sleeve 6 is located at the level of the top of the rail heads (1 = 0). In this case, edge loads in the design with the sleeve 6 do not occur. Taking into account the dimensions of the rail track, the forces R are small and do not lead to accelerated wear of the sleeve 6 of the transverse beam 4.

Силы 2Fк, R, приложенные к цилиндрическому пальцу 1, направлены противоположно указанным на фиг. 4. Сумма моментов сил 2Fк, R, действующих на цилиндрический палец 1, относительно точки 0, равна опрокидывающему моменту тележки. Опрокидывающий момент тележки с предлагаемым тяговым устройством равен нулю. Вертикальные смещения поперечной балки 4 относительно уровня верха головок рельсов, которые возникают при колебаниях кузова тепловоза, не приводят к появлению существенного опрокидывающего момента тележки. Осевые нагрузки двухосной тележки при действии силы тяги всегда будут равны, и износ втулки поперечной балки 4 в предлагаемой конструкции тягового устройства будет незначителен. The forces 2Fk, R applied to the cylindrical pin 1 are directed opposite to those shown in FIG. 4. The sum of the moments of forces 2Fк, R acting on the cylindrical pin 1, relative to point 0, is equal to the overturning moment of the trolley. The tipping moment of the trolley with the proposed traction device is zero. The vertical displacements of the transverse beam 4 relative to the level of the top of the rail heads that occur during vibrations of the locomotive body do not lead to the appearance of a significant tipping moment of the trolley. The axial loads of the biaxial cart under the action of the traction force will always be equal, and the wear of the sleeve of the transverse beam 4 in the proposed design of the traction device will be negligible.

Claims

Traction device of a biaxial diesel locomotive trolley, comprising a transverse beam mounted under the trolley frame by means of a vertical cylindrical pin and connected to the body frame by four lateral inclined rods, characterized in that it is provided with two support bars located across the trolley frame on which the vertical suspension brackets of the traction electric motors are mounted as well as a sleeve located below the transverse beam and mounted on a cylindrical pin fixed between the vertical brackets and.