RU2169092C2

RU2169092C2 - Locomotive body frame support

Info

Publication number: RU2169092C2
Application number: RU96107805/28A
Authority: RU
Inventors: П.К. Цыкин; А.Д. Крюков
Original assignee: Акционерное общество "Брянский машиностроительный завод"
Priority date: 1996-04-22
Filing date: 1996-04-22
Publication date: 2001-06-20

Abstract

FIELD: railway transport; shunting and freight diesel locomotives. SUBSTANCE: proposed support device of locomotive body frame has front and rear supports on bogie. These supports consists of roller parts and conical cups with inner silent-block elements installed through flat rings on roller parts. Support device has ring silent-block elements with flanges arranged from outside of conical cups and two pneumatic cylinders on rear side supports of bogie. Pistons are flexible coupled through conical cups and inner silent-block element with flat rings of roller parts. EFFECT: improved traction characteristics of diesel locomotive. 3 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции опорного устройства рамы кузова локомотива на трехосную тележку. The invention relates to railway transport, in particular to the design of the supporting device of the body frame of the locomotive on a three-axle trolley.

Известно опорное устройство рамы кузова локомотива, имеющее на трехосной тележке передние и задние боковые опоры, состоящие из роликовых частей и расширяющихся вниз конических стаканов с внутренними резинометаллическими элементами, установленными посредством плоских колец на роликовых частях /1/. A support device of a locomotive body frame is known having front and rear side supports on a three-axle trolley, consisting of roller parts and conical cups expanding downward with internal rubber-metal elements mounted by means of flat rings on the roller parts / 1 /.

Недостатком известного опорного устройства является снижение тяговых свойств локомотива вследствие дополнительного поворота тележек в вертикальной продольной плоскости и возникающих при этом неравных осей нагрузок при действии силы тяги. При одностороннем расположении тяговых электродвигателей в тележке наиболее недогруженной, лимитирующей по силе тяги, является первая ось первой по ходу движения тележки. A disadvantage of the known support device is the decrease in the traction properties of the locomotive due to the additional rotation of the bogies in the vertical longitudinal plane and the resulting unequal axes of the loads under the action of the traction force. With a unilateral arrangement of traction electric motors in the trolley, the most underloaded, limiting by traction force, is the first axis of the first along the direction of travel of the trolley.

В изобретении решается задача выравнивания осевых нагрузок локомотива за счет устранения угла поворота первой по ходу движения тележки и установки определенного угла поворота второй тележки в продольной вертикальной плоскости при развитии силы тяги. The invention solves the problem of balancing axial loads of a locomotive by eliminating the angle of rotation of the first carriage in the direction of travel and setting a certain angle of rotation of the second carriage in a longitudinal vertical plane with the development of traction.

Для решения указанной задачи опорное устройство рамы кузова локомотива, содержащее на тележке передние и задние боковые опоры, состоящие из роликовых частей и конических стаканов с внутренними резинометаллическими элементами, установленными посредством плоских колец на роликовых частях, снабжено снаружи конических стаканов кольцевыми резинометаллическими элементами с фланцами и на задних боковых опорах тележки двумя пневмоцилиндрами, поршни которых гибко соединены через конические стаканы и внутренние резинометаллические элементы с плоскими кольцами роликовых частей. To solve this problem, the supporting device of the locomotive body frame, containing front and rear side supports on the trolley, consisting of roller parts and conical cups with internal rubber-metal elements mounted by flat rings on the roller parts, is equipped with rubber rubber-metal elements with flanges and on the outside of the conical cups the rear side supports of the trolley with two pneumatic cylinders, the pistons of which are flexibly connected through conical glasses and internal rubber-metal elements s flat rings of roller parts.

Техническим преимуществом заявленного опорного устройства рамы кузова локомотива является равенство вертикальных нагрузок при развитии силы тяги для четырех осей, для трех осей в первой тележке и одной оси во второй тележке, являющейся четвертой осью по ходу движения, что повышает тяговые свойства локомотива. The technical advantage of the claimed support device of the locomotive body frame is the equality of vertical loads during the development of traction for four axles, for three axles in the first carriage and one axis in the second carriage, which is the fourth axis in the direction of travel, which increases the traction properties of the locomotive.

Заявленное опорное устройство рамы кузова может быть применено для грузовых и маневровых тепловозов, что позволяет повысить их тяговые свойства. The claimed support device of the body frame can be used for freight and shunting locomotives, which improves their traction properties.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена передняя боковая опора тележки, вид сбоку; на фиг. 2 - задняя боковая опора тележки, имеющая пневмоцилиндр, вид сбоку; на фиг. 3 - установка боковых опор на первую по ходу движения тележку, вид на тележку сбоку. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a front side support of a trolley, side view; in FIG. 2 - rear side support of the trolley having a pneumatic cylinder, side view; in FIG. 3 - installation of lateral supports on the first trolley in the direction of travel, side view of the trolley.

Опорное устройство рамы кузова локомотива имеет передние боковые опоры тележки (см. фиг. 1), установленные на стороне тележки, обращенной к автосцепке, и задние боковые опоры тележки (см. фиг. 2), установленные на стороне тележки, обращенной к середине рамы кузова, имеющие пневмоцилиндры. На фиг. 3 представлено расположение боковых опор на первой по ходу движения тележке. На второй тележке расположение боковых опор по ходу движения будет обратное. The locomotive body frame support device has front trolley side supports (see Fig. 1) mounted on the side of the trolley facing the coupler and rear trolley side support (see Fig. 2) mounted on the side of the trolley facing the middle of the body frame having pneumatic cylinders. In FIG. 3 shows the location of the side supports on the first trolley in the direction of travel. On the second trolley, the location of the side supports in the direction of travel will be reversed.

Боковые опоры имеют роликовые части, состоящие из цилиндрических роликов 1, перекатывающихся по опорной поверхности "a" рамы тележки (см. фиг. 1, 2) в корпусе 2 опоры и опорных плит 3, установленных на цилиндрических роликах 1. Для согласованного перекатывания при повороте тележки вокруг шкворня 4 (см. фиг. 3) ролики 1 заключены по торцам в обоймы 5 (см. фиг. 1, 2) и имеют направление установки, совпадающее с радиусами поворота тележки вокруг шкворня 4. На опорной плите 3 роликовой части располагается плоское кольцо 6, фиксируемое в передней опоре (см. фиг. 1) посредством центрального выступа "б" опорной плиты 3 и в задней опоре (см. фиг. 2) посредством краевого выступа "в" опорной плиты. Конический стакан 7 с центральным отверстием "г" имеет внутренние резинометаллические элементы 8, установленные посредством плоского кольца 6 на роликовой части и имеет образующие полый цилиндр наружные кольцевые резинометаллические элементы 9, на которые опирается фланец 10, закрепленный в раме кузова 11, ограниченный днищем "д". Задняя боковая опора (см. фиг. 2) имеет во внутренних резинометаллических элементах 8 центральные отверстия "е". Внутренние резинометаллические элементы 8 имеют плоские пластины "ж" и наружные резинометаллические элементы 9 имеют конические кольцевые пластины "з". Оба вида пластин придают устойчивость резине при ее сжатии под вертикальной нагрузкой. На днище "д" сверху фланца 10 задней опоры (см. фиг. 2) вертикально установлен пневмоцилиндр 12 одностороннего действия с подпружиненным поршнем 13, имеющим втулку "и", через которую проходит гибкий элемент 14, закрепленный на внешней стороне поршня посредством пластин 15. Поршень 15 гибким элементом 14 соединен через отверстие "г" конического стакана и отверстия "е" внутренних резинометаллических элементов 8 с плоским кольцом 6 на роликовой части. The side supports have roller parts consisting of cylindrical rollers 1 rolling along the supporting surface "a" of the trolley frame (see Fig. 1, 2) in the housing 2 of the support and support plates 3 mounted on cylindrical rollers 1. For coordinated rolling when turning carts around the king pin 4 (see Fig. 3) the rollers 1 are enclosed at the ends in the holders 5 (see Fig. 1, 2) and have a mounting direction that coincides with the radius of rotation of the cart around the king pin 4. On the base plate 3 of the roller part is flat ring 6 fixed in the front support (see Fig. 1) by means of the central protrusion "b" of the base plate 3 and in the rear support (see Fig. 2) by means of the edge protrusion "c" of the base plate. The conical cup 7 with the central hole "g" has internal rubber-metal elements 8 mounted by means of a flat ring 6 on the roller part and has external ring rubber-metal elements 9 forming a hollow cylinder, on which a flange 10 rests, fixed in the body frame 11, bounded by the bottom "e " The rear side support (see Fig. 2) has central openings "e" in the inner rubber-metal elements 8. The internal rubber elements 8 have flat plates "g" and the external rubber elements 9 have conical ring plates "z". Both types of plates give stability to rubber when it is compressed under a vertical load. On the bottom "d" on top of the rear support flange 10 (see Fig. 2), a single-acting pneumatic cylinder 12 is mounted vertically with a spring-loaded piston 13 having a sleeve "and" through which a flexible element 14 passes, mounted on the outside of the piston by means of plates 15. The piston 15 is connected by a flexible element 14 through the hole "g" of the conical cup and the hole "e" of the internal rubber-metal elements 8 with a flat ring 6 on the roller part.

На тележке (см. фиг. 3) установлены осевые тяговые электродвигатели 16 с односторонним расположением, имеющие опоры 17 на раме тележки. On the trolley (see Fig. 3) axial traction motors 16 are installed with a one-sided arrangement, having supports 17 on the frame of the trolley.

Тележка локомотива имеет индивидуальное рессорное подвешивание с буксовыми пружинами 18 на каждой оси. The locomotive truck has an individual spring suspension with box springs 18 on each axis.

Вертикальная нагрузка от рамы 11 кузова (см. фиг. 1, 2) передается через фланец 10, наружные кольцевые резинометаллические элементы 9, конический стакан 7, внутренние резинометаллические элементы 8, включенные последовательно через конический стакан 7 с наружными кольцевыми резинометаллическими элементами 9, и далее через плоское кольцо 6, опорную плиту 3 и цилиндрические ролики 1 на опорную поверхность "а" рамы тележки. Элемент 14 (см. фиг, 2) не передает вертикальной нагрузки вниз вследствие его гибкости. Он передает только вертикальную силу вверх со стороны поршня при подаче под давлением "р" воздуха под поршень 13. Конический стакан 7 входит верхней частью внутрь фланца 10, вследствие чего наружные кольцевые резинометаллические элементы 9 практически не имеют поперечного сдвига в горизонтальной плоскости. The vertical load from the frame 11 of the body (see Fig. 1, 2) is transmitted through the flange 10, the outer ring rubber elements 9, the conical glass 7, the inner rubber elements 8 connected in series through the conical glass 7 with the outer ring rubber elements 9, and further through a flat ring 6, a base plate 3 and cylindrical rollers 1 on the supporting surface "a" of the frame of the trolley. Element 14 (see FIG. 2) does not transfer the vertical load down due to its flexibility. It transmits only vertical force upward from the piston side when air is supplied under pressure “p” under the piston 13. The conical cup 7 enters the upper part inside the flange 10, as a result of which the outer ring rubber-metal elements 9 have practically no lateral shear in the horizontal plane.

Опорное устройство рамы кузова при развитии силы тяги работает следующим образом. При отсутствии давления "р" воздуха в цилиндрах 12 обеих тележек рама с кузовом под действием силы тяги на автосцепке и сил электродвигателей на опорах 17 наклоняется на буксовых пружинах 18 вперед. Вторая по ходу движения тележка имеет перегруженные оси, первая - недогруженные. Отдельно на каждую тележку в вертикальной продольной плоскости действует опрокидывающий момент
M_опр = 3 F_к = 3F_к • h,
где F_к - сила тяги опорной оси;
h - расстояние по вертикали от рельс до точки приложения силы тяги на шкворне 4 (см. фиг. 3), который стремится повернуть тележку назад.The supporting device of the body frame with the development of traction forces works as follows. In the absence of air pressure "p" in the cylinders 12 of both trolleys, the frame with the body under the action of the traction force on the automatic coupler and the forces of the electric motors on the supports 17 tilts forward on the box springs 18. The second trolley in the direction of travel has overloaded axles, the first - underloaded. Separately, a tipping moment acts on each trolley in a vertical longitudinal plane
_Det M = 3 _to F = 3F _for • h,
where F _to - traction force of the support axis;
h is the vertical distance from the rail to the point of application of the traction force on the pin 4 (see Fig. 3), which tends to turn the cart back.

Рама каждой тележки благодаря резинометаллическим элемента 8 и 9 имеет возможность поворочиваться в вертикальной продольной плоскости и наклоняться назад тем больше, чем жесткость резинометаллических элементов. При повышении давления "р" в цилиндрах 12 первой по ходу движения тележки гибкий элемент 14 (см. фиг. 2) все более сжимает внутренние 8 и наружные 9 резинометаллические элементы. Под действием веса кузова первая тележка все более выпрямляется и при определенном давлении "р" устанавливается горизонтально. Осевые нагрузки первой по ходу движения тележки при этом будут равны. Выбором количества кольцевых резинометаллических элементов 9 всегда можно установить поворот второй тележки под действием опрокидывающего момента M_опр такой, что осевая нагрузка ее первой оси будет равна осевым нагрузкам первой тележки. При изменении направления движения локомотива воздух под давлением "р" подается в пневмоцилиндры другой тележки, опять первой по ходу движения. Выравнивание осевых нагрузок для первых четырех осей происходит аналогично. При развитии силы тяги осевые нагрузки первых четырех осей по ходу движения всегда будут незначительно меньше нагрузок осей в статическом состоянии локомотива при отсутствии силы тяги. Осевые нагрузки двух осей, пятой и шестой по ходу движения, будут больше нагрузок осей в статическом состоянии локомотива при отсутствии и силы тяги.The frame of each trolley, thanks to the rubber-metal elements 8 and 9, has the ability to rotate in a vertical longitudinal plane and tilt back more than the stiffness of the rubber-metal elements. With increasing pressure "p" in the cylinders 12 of the first along the trolley, the flexible element 14 (see Fig. 2) increasingly compresses the inner 8 and outer 9 rubber-metal elements. Under the influence of the weight of the body, the first trolley is more and more straightened and at a certain pressure "p" is installed horizontally. The axial loads of the first trolley along the way will be equal. By choosing the number of ring rubber-metal elements 9, it is always possible to establish the rotation of the second carriage under the action of the overturning moment M _opr such that the axial load of its first axis will be equal to the axial loads of the first carriage. When the locomotive’s direction of movement changes, air under pressure “p” is supplied to the pneumatic cylinders of another bogie, again the first in the direction of travel. Axial load balancing for the first four axes is similar. With the development of traction, the axial loads of the first four axes in the direction of travel will always be slightly less than the axle loads in the static state of the locomotive in the absence of traction. The axial loads of two axes, the fifth and sixth in the direction of travel, will be greater than the axle loads in the static state of the locomotive in the absence of traction.

Предлагаемое опорное устройство рамы кузова локомотива при развитии силы тяги обеспечивает высокий уровень минимальных осевых нагрузок и коэффициент использования сцепной массы локомотива для длительной силы тяги, близкий к единице. The proposed supporting device of the locomotive body frame during the development of the traction force provides a high level of minimum axial loads and the utilization of the grip mass of the locomotive for a long traction force, close to unity.

Источники информации
1. Филонов С. П., Гибалов А.И. и др. "Тепловоз 2ТЭ116", изд. 2-ое, переработанное и доп., М., Транспорт, 1985, с. 153, рис. 85; с. 178, рис. 98 - прототип.Sources of information
1. Filonov S.P., Gibalov A.I. and others. "Locomotive 2TE116", ed. 2nd, revised and add., M., Transport, 1985, p. 153, fig. 85; from. 178, fig. 98 is a prototype.

Claims

A locomotive body frame support device comprising front and rear side supports on a trolley, consisting of roller parts and conical cups with internal rubber-metal elements mounted by flat rings on the roller parts, characterized in that they are provided with ring rubber-metal elements with flanges and on the outside of the conical cups rear lateral support of the cart with two pneumatic cylinders, the pistons of which are flexibly connected through conical glasses and internal rubber-metal elements with flat kimi rings of roller parts.