RU2281870C1

RU2281870C1 - Monorail tractor

Info

Publication number: RU2281870C1
Application number: RU2005108887/11A
Authority: RU
Inventors: Валентин Савельевич Берсенев (RU); Валентин Савельевич Берсенев; Владимир Валентинович Денегин (RU); Владимир Валентинович Денегин; Евгений Семенович Кузнецов (RU); Евгений Семенович Кузнецов; Галина Владимировна Соколова (RU); Галина Владимировна Соколова
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2006-08-20

Abstract

FIELD: transport engineering.

SUBSTANCE: invention relates to rail vehicles, namely, to tractors for monorail tracks. Proposed monorail tractor consists of frame 2 on ends of which clamps 5, 24 with coupler gears 25 rounding rail 27 are rigidly secured. Frame carries support wheels 3 and drive wheel installed on pressure lever 16 opposite to support wheels relative to rail. T-shaped angular lever 12 engaging with locks on ends of short arms over seats of space is arranged in space of one of clamps. End of long arm of t-shaped lever is connected by hinged rod with bracket 17 of pressure lever. Middle hinge joint of T-shaped lever is connected by hinged rod with pressure lever. Monorail tractor is furnished with initial tightening device, drive and brake. Second clamp is connected by hinge joint with middle part of double-arm lever whose end is hinge-connected with end of pressure lever. Counterweight is installed on end of second arm of double-arm lever.

EFFECT: improved reliability of wheel-rail adhesion.

1 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к монорельсовым тягачам с регулируемым давлением приводных колес на рельс в зависимости от создаваемой ими силы тяги, которые могут быть использованы при движении транспортных средств по сложной пространственной трассе с углами наклона рельсовых путей до 90°.The proposed device relates to monorail tractors with adjustable pressure of the drive wheels on the rail, depending on the traction force they create, which can be used when moving vehicles along a complex spatial path with rail track angles of up to 90 °.

Известен монорельсовый тягач по а.с. №670487, МКИ 61 В 13/04, публ. 1979 г., содержащий раму из двух продольных балок, жестко соединенных по концам огибающими монорельс хомутами. На балках рамы смонтированы две пары опорных колес, взаимодействующих с рельсом, а оба хомута оборудованы сцепками. Один из хомутов соединен перпендикулярным рельсу щарнирным стержнем с концом продольного подвижного рычага с размещенным на нем приводным колесом, взаимодействующим с рельсом с противоположной опорным колесам стороны, а второй конец подвижного рычага соединен перпендикулярным рельсу шарнирным стержнем с центральным шарниром Т-образного углового рычага, короткие плечи которого направлены в разные стороны вдоль рельса и опираются сухарями на своих концах на гнезда кронштейна, укрепленного на втором хомуте. Перпендикулярное рельсу центральное плечо Т-образного углового рычага соединено параллельным рельсу шарнирным стержнем с концом стойки, укрепленной на подвижном рычаге приводного колеса, а между рамой и подвижным рычагом шарнирно установлено приспособление начального затяга.Known monorail tractor by.with. No. 670487, MKI 61 V 13/04, publ. 1979, containing a frame of two longitudinal beams rigidly connected at the ends by envelopes around the monorail clamps. Two pairs of support wheels interacting with the rail are mounted on the frame beams, and both clamps are equipped with couplers. One of the clamps is connected by a hinge rod perpendicular to the rail with the end of the longitudinal movable lever with a drive wheel placed on it, interacting with the rail from the side opposite the support wheels, and the second end of the movable lever is connected by a hinge rod perpendicular to the rail with the central hinge of the T-shaped angular arm, which are directed in different directions along the rail and are supported by crackers at their ends on the nests of the bracket mounted on the second clamp. The central arm of the T-shaped angular lever perpendicular to the rail is connected by a hinge rod parallel to the rail to the end of the rack mounted on the movable arm of the drive wheel, and an initial tightening device is pivotally mounted between the frame and the movable arm.

Недостатками этого устройства являются нарушения в работе регулирующего механизма при движении тягача по наклонным путям и их вертикальным закруглениям, а также неблагоприятное влияние сил инерции подвижного рычага приводного колеса и составляющих сил, передаваемых работающими на растяжение шарнирными стержнями при их возможном отклонении от перпендикуляра к рельсу в результате упругих деформаций тягача и износе ходовых частей.The disadvantages of this device are violations in the operation of the regulatory mechanism when the tractor moves along inclined paths and their vertical curves, as well as the adverse effect of the inertia forces of the movable lever of the drive wheel and the components of the forces transmitted by the tensioned hinge rods when they are possible deviated from the perpendicular to the rail as a result elastic deformations of the tractor and wear of the chassis.

Известен также монорельсовый тягач по а.с. №1255490, МКИ В 61 С 13/08, публ. 1986 г., принятый за прототип, содержащий тележку с опорными колесами и огибающий рельс хомутами, ведущие катки, взаимодействующие с приводным роликом нажимного рычага, один конец которого связан перпендикулярным рельсу шарнирным стержнем с рамой тележки через хомут, а второй соединен с нею через Т-образный угловой рычаг, концы коротких плеч которого взаимодействуют с седлами кронштейна второго хомута, причем конец длинного плеча Т-образного углового рычага соединен параллельным рельсу шарнирным стержнем с кареткой ведущих катков.Also known monorail tractor A.S. No. 1255490, MKI B 61 S 13/08, publ. 1986, adopted as a prototype, containing a trolley with supporting wheels and an envelope rail with clamps, drive rollers interacting with a drive roller of the pressure lever, one end of which is connected by a hinge rod perpendicular to the rail with the frame of the trolley via a clamp, and the second is connected to it via T- shaped angular lever, the ends of the short shoulders of which interact with the saddles of the bracket of the second clamp, and the end of the long arm of the T-shaped angular lever is connected parallel to the rail by an articulated rod to the carriage of the drive rollers.

Недостатком этого тягача является нарушение работы регулирующего механизма при движении по наклонным рельсовым путям под воздействием параллельной рельсу составляющей силы тяжести системы нажимного рычага и ведущих катков и под воздействием их сил инерции при неустановившемся движении.The disadvantage of this tractor is the disruption of the regulatory mechanism when driving on inclined rail tracks under the influence of the gravity component of the pressure lever system and the drive rollers parallel to the rail and under the influence of their inertia forces during unsteady movement.

Техническим результатом настоящего предложения является повышение надежности сцепления приводного колеса с рельсом при движении по наклонным путям и при неустановившемся движении, а также по вертикальным закруглениям пути.The technical result of this proposal is to increase the reliability of the adhesion of the drive wheel to the rail when moving along inclined paths and during transient motion, as well as along vertical curvatures of the track.

Технический результат достигается тем, что монорельсовый тягач, содержащий раму, выполненную в виде расположенных с двух сторон рельса балок, концы которых жестко связаны с огибающими рельс хомутами, имеющими буферные и сцепные устройства, установленные на раме опорные колеса, подвижный Т-образный угловой рычаг, взаимодействующий сухарями концов коротких плеч, направленных вдоль рельса в разные стороны, с овальными гнездами полости первого хомута, параллельный рельсу шарнирный стержень, соединяющий конец длинного плеча Т-образного рычага с кронштейном нажимного рычага, перпендикулярный рельсу шарнирный стержень, соединяющий Т-образный рычаг с нажимным рычагом, приспособление начального затяга, привод и тормоз, согласно изобретению противоположный Т-образному угловому рычагу второй хомут выполнен с роликами фиксации приводного колеса и опорных колес, причем этот хомут соединен шарниром со средней частью перпендикулярного рельсу двуплечего рычага, конец короткого плеча которого шарнирно соединен с концом нажимного рычага, а на конце длинного плеча двуплечего рычага установлен противовес.The technical result is achieved by the fact that the monorail tractor, comprising a frame made in the form of beams located on two sides of the rail, the ends of which are rigidly connected to the envelope of the rail with clamps having buffer and coupling devices, supporting wheels mounted on the frame, a movable T-shaped angular lever, interacting with breadcrumbs of the ends of short shoulders directed along the rail in different directions, with oval cavities of the cavity of the first clamp, a hinge rod parallel to the rail connecting the end of the long arm of the T-shaped lever aha with a bracket for a pressure lever, a hinge rod perpendicular to the rail connecting the T-lever with the pressure lever, an initial tightening device, a drive and a brake, according to the invention, the second clamp opposite the T-shaped angle lever is made with fixing wheels for the drive wheel and the support wheels, this the clamp is connected by a hinge to the middle part of the two-shoulder arm perpendicular to the rail, the end of the short shoulder of which is pivotally connected to the end of the pressure lever, and on the end of the long shoulder of the two-shoulder arm but a counterweight is installed.

Такое выполнение монорельсового тягача повышает надежность сцепления приводного колеса с рельсом, особенно при движении тягача по наклонным рельсовым путям и их вертикальным закруглениям.This embodiment of the monorail tractor increases the reliability of the coupling of the drive wheel with the rail, especially when the tractor moves along inclined rail tracks and their vertical curves.

Предложенный монорельсовый тягач поясняется чертежом.The proposed monorail tractor is illustrated in the drawing.

Монорельсовый тягач смонтирован на раме 2, выполненной слитно с огибающими рельс хомутами 5 и 24. На хомуте 24 установлено сцепное устройство 25 и ролики 1 и 26, а хомут 5 имеет сцепное устройство 6 и выполнен с полостью 4, в которой размещен Т-образный угловой рычаг 12. В средней части рамы 2 установлены опорные колеса 3, взаимодействующие сверху с рельсом 27.The monorail tractor is mounted on a frame 2 made integrally with the envelopes of the rail with clamps 5 and 24. A clamp 25 has a coupling device 25 and rollers 1 and 26, and the clamp 5 has a coupling device 6 and is made with a cavity 4 in which a T-shaped corner lever 12. In the middle part of the frame 2 mounted support wheels 3, interacting from above with the rail 27.

Противоположно опорным колесам 3 относительно рельса 27 расположен подвижный нажимной рычаг 16 с приводом и тормозом (не показаны). Подвижный рычаг 16 имеет кронштейн 17, конец которого соединен параллельным рельсу стержнем 14 с шарниром 13 Т-образного углового рычага 12, который сухарями 10 и 11 входит в контакт с овальными гнездами 8 полости 4 хомута 5. Шарнир 9 Т-образного рычага 12 соединяет его с перпендикулярным рельсу шарнирным стержнем 15, второй конец которого соединен с нажимным рычагом 16 с установленным на нем приводным колесом 18.Opposite the support wheels 3 relative to the rail 27 is a movable pressure lever 16 with a drive and a brake (not shown). The movable lever 16 has a bracket 17, the end of which is connected by a rod 14 parallel to the rail with the hinge 13 of the T-shaped angular lever 12, which with the crackers 10 and 11 comes into contact with the oval sockets 8 of the cavity 4 of the clamp 5. The hinge 9 of the T-shaped lever 12 connects it with a hinge rod 15 perpendicular to the rail, the second end of which is connected to the pressure lever 16 with the drive wheel 18 mounted thereon.

Конец нажимного рычага 16 со стороны хомута 24 шарниром 19 соединен с плечом 20 перпендикулярного рельсу двуплечего рычага, который шарниром 21 соединен с хомутом 24 и на конце второго плеча 22 имеет противовес 23.The end of the pressure lever 16 from the side of the clamp 24 with the hinge 19 is connected to the shoulder 20 perpendicular to the rail of the two shoulders of the lever, which is connected by a hinge 21 to the clamp 24 and has a counterweight 23 at the end of the second shoulder 22.

Между кронштейном сцепного устройства 6 и концом нажимного рычага 16 шарнирно установлено перпендикулярное рельсу приспособление 7 начального затяга.Between the bracket of the coupling device 6 and the end of the pressure lever 16, an initial tightening device 7 perpendicular to the rail is pivotally mounted.

При работе монорельсового тягача на горизонтальном пути приспособление 7 начального затяга и плечо 20 двуплечего рычага с присоединенными к нему деталями и узлами создают давление на раму 2 тягача и далее на опорные колеса 3. Здесь под воздействием силы тяжести рычага 16 возникнут дополнительные сопротивления, которые на раме 2 суммируются с остальными сопротивлениями поезда и будут переданы вместе с ними на Т-образный угловой рычаг 12. Приспособление начального затяга 7 создаст также начальное давление приводного колеса 18 на рельс 27, необходимое при нулевых нагрузках.When the monorail tractor is operating on a horizontal path, the initial tightening device 7 and the shoulder of the two shoulders lever with the parts and assemblies attached to it create pressure on the tractor frame 2 and then on the supporting wheels 3. Here, under the influence of the gravity of the lever 16, additional resistances will arise that will appear on the frame 2 are summed up with the remaining resistances of the train and will be transferred with them to the T-shaped angle arm 12. Adaptation of the initial tightening 7 will also create the initial pressure of the drive wheel 18 on the rail 27, it is necessary imoe at zero load.

При вращении приводного колеса 18 по стрелке I (по часовой стрелке) в зоне контакта приводного колеса 18 с рельсом 27 будет создана полезная сила тяги W₁, равная

, где φ - реализуемый коэффициент сцепления,

- суммарный коэффициент сопротивления в зоне контакта приводного колеса с рельсом, N - регулируемое давление приводного колеса на рельс. Полезная сила тяги W₁ через приводное колесо 18, кронштейн 17 и шарнирный стержень 14 будет передана на шарнир 13 Т-образного углового рычага 12. При этом левый сухарь 10 войдет в контакт с овальным гнездом 8 полости 4, Т-образный угловой рычаг 12 создаст на шарнире 9 перпендикулярное рельсу усилие F₁ и передаст его через шарнирный стержень 15 на нажимной рычаг 16.When the drive wheel 18 is rotated in the direction of the arrow I (clockwise), a useful traction force W ₁ equal to

where φ is the realized coefficient of adhesion,

- the total coefficient of resistance in the zone of contact of the drive wheel with the rail, N is the adjustable pressure of the drive wheel on the rail. The useful thrust force W ₁ through the drive wheel 18, the bracket 17 and the hinge rod 14 will be transferred to the hinge 13 of the T-shaped angular lever 12. In this case, the left cracker 10 will come into contact with the oval socket 8 of the cavity 4, the T-shaped angular lever 12 will create on the hinge 9, the force F ₁ perpendicular to the rail and transfers it through the hinge rod 15 to the pressure lever 16.

Нажимной рычаг 16, опираясь на шарнир 19, прижмет приводное колесо 18 усилием N, необходимым для создания полезной силы тяги W₁ за счет сцепления колеса с рельсом.The pressure lever 16, resting on the hinge 19, will press the drive wheel 18 with the force N necessary to create a useful traction force W ₁ due to the adhesion of the wheel to the rail.

При вращении приводного колеса 18 по стрелке II (против часовой стрелки) в контакт с овальным гнездом 8 войдет сухарь 11 и на шарнирном стержне 15 будет создано усилие F₂, которое также обеспечит прижатие приводного колеса 18 к рельсу 27 с необходимым для надежного сцепления усилием N. При этом будет создана сила тяги W₂, отличная от силы W₁.When the drive wheel 18 is rotated in the direction of the arrow II (counterclockwise), a cracker 11 will come into contact with the oval socket 8 and a force F ₂ will be created on the hinge rod 15, which will also ensure that the drive wheel 18 is pressed against the rail 27 with the necessary force N for reliable adhesion . This will create a traction force W ₂ different from the force W ₁ .

Силы F₁ и F₂ различны по величине, так как действующая на нажимной рычаг 16 реакция шарнирного стержня 14 при смене направления полезной силы тяги W меняет свой знак и это отражается на величине силы F. При этом передаточное число регулирующего механизма остается постоянным за счет подбора размеров плеч правой и левой стороны Т-образного углового рычага.The forces F ₁ and F _{2 are} different in magnitude, since the reaction of the hinge rod 14 acting on the pressure lever 16 when changing the direction of the useful thrust force W changes its sign and this affects the magnitude of the force F. The gear ratio of the control mechanism remains constant due to the selection the size of the shoulders of the right and left sides of the T-shaped angular lever.

При движении монорельсового тягача по наклонным рельсовым путям параллельная рельсу составляющая силы тяжести нажимного рычага 16 с присоединенными к нему узлами и деталями искажает передаваемую шарнирным стержнем 14 управляющую силу. Для устранения этого дефекта регулирующего механизма применен двуплечий рычаг, на плечо 20 которого шарниром 19 опирается нажимной рычаг 16, а на конце второго плеча 22 установлен противовес 23, уравновешивающий параллельную рельсу составляющую силы тяжести узла нажимного рычага 16, если плечи l₁ и l₂ обратно пропорциональны силам тяжести противовеса 23 и нажимного рычага 16. При этом происходит также уравновешивание силы инерции нажимного рычага 16 при неустановившемся движении. Шарнир 21 передает эти силы на раму 2 тягача, где они суммируются на овальных гнездах полости 4 с остальными сопротивлениями поезда.When the monorail tractor moves along inclined rail tracks, the component of gravity of the pressure lever 16 with the nodes and parts connected to it parallel to the rail distorts the control force transmitted by the hinge rod 14. To eliminate this defect in the control mechanism, a two-arm lever was used, on the shoulder 20 of which the pressure lever 16 is supported by a hinge 19, and a counterweight 23 is installed at the end of the second shoulder 22, balancing the component of gravity of the pressure lever assembly 16 parallel to the rail, if the shoulders l ₁ and l _{2 are} back are proportional to the gravity of the counterweight 23 and the pressure lever 16. In this case, the inertia of the pressure lever 16 is also balanced when the motion is unsteady. The hinge 21 transfers these forces to the frame 2 of the tractor, where they are summed up on the oval nests of the cavity 4 with the remaining resistances of the train.

Постоянство передаточного числа Т-образного рычага 12 при его повороте обеспечено перпендикулярностью плеч правой и левой его половины, представляющих собой катеты прямоугольных треугольников с общей гипотенузой в виде отрезка между шарнирами 9 и 13.The constant gear ratio of the T-shaped lever 12 when it is rotated is ensured by the perpendicularity of the shoulders of the right and left half of it, which are the legs of right triangles with common hypotenuse in the form of a segment between the joints 9 and 13.

Изгибающие моменты в теле рельса 27 сведены к минимуму расположением осей приводного колеса 18 и опорных колес 3 в перпендикулярной рельсу 27 плоскости, в которой их фиксируют ролики 1 и 26.Bending moments in the body of the rail 27 are minimized by the location of the axes of the drive wheel 18 and the support wheels 3 in a plane perpendicular to the rail 27 in which they are fixed by the rollers 1 and 26.

Соответствующие надежному сцеплению силовые процессы описывают следующие три уравнения:

где T - сила сцепления приводного колеса 18 с рельсом; φ - коэффициент сцепления; N - регулируемое давление приводного колеса 18 на рельс 27; W - полезная сила тяги, равная суммарному сопротивлению поезда; m - передаточное число регулирующего механизма; N₀- начальный затяг регулирующего механизма;

- суммарное удельное сопротивление в зоне контакта приводного колеса 18 с рельсом 27.Corresponding to reliable adhesion power processes describe the following three equations:

where T is the adhesion force of the drive wheel 18 with the rail; φ is the coefficient of adhesion; N is the adjustable pressure of the drive wheel 18 on the rail 27; W is the useful traction force equal to the total resistance of the train; m is the gear ratio of the regulatory mechanism; N ₀ - the initial pull of the regulatory mechanism;

- total resistivity in the contact zone of the drive wheel 18 with the rail 27.

В соответствии с этими уравнениями надежное сцепление приводного колеса 18 с рельсом 27 будет обеспечено при передаточном числе m регулирующего механизма, определяемым зависимостью

In accordance with these equations, reliable coupling of the drive wheel 18 with the rail 27 will be ensured with the gear ratio m of the control mechanism, determined by the dependence

Итак, при работе предлагаемого монорельсового тягача происходит автоматическое регулирование давления приводного колеса 18 на рельс 27 в зависимости от создаваемой им силы тяги.So, during the operation of the proposed monorail tractor, the pressure of the drive wheel 18 on the rail 27 is automatically regulated depending on the traction force created by it.

Тягач способен обеспечивать движение поезда по путям с пространственной трассой при любых углах наклона, включая 90°. Он может быть использован в качестве подающего механизма при создании различных технологических агрегатов. Расчетная сила тяги устройства этого типа может быть значительно увеличена, если опорные колеса 3 заменить приводными.The tractor is capable of providing train movement along tracks with a spatial track at any angle of inclination, including 90 °. It can be used as a feeding mechanism for the creation of various technological units. The estimated traction force of a device of this type can be significantly increased if the support wheels 3 are replaced by drive wheels.

Claims

A monorail tractor containing a frame made in the form of beams located on two sides of the rail, the ends of which are rigidly connected by clamps with envelope to the rail with coupling devices, support wheels mounted on the frame, a push lever opposite to the rail moving along the rail with a drive wheel mounted on it, T -shaped angular lever interacting with breadcrumbs of the ends of short shoulders directed along the rail in different directions, with oval nests of the cavity of the first clamp, hinge rod parallel to the rail connecting the end of the long arm of the T-arm to the arm of the pressure arm, the hinge rod perpendicular to the rail, connecting the middle hinge of the T arm to the pressure arm, the initial tightening device, the drive and the brake, characterized in that the second clamp is opposite to the T-arm made with fixing rollers of the drive wheel and the support wheels in a plane perpendicular to the rail, and this clamp is connected by a hinge to the middle part of the two shoulders arm perpendicular to the rail, the end directed to the side on the shoulder rail of which is connected by a hinge to the end of the pressure lever, and a counterweight is installed on the end of the second shoulder of the two-shoulder lever.