RU2536006C2

RU2536006C2 - Locomotive bogie

Info

Publication number: RU2536006C2
Application number: RU2012154515/11A
Authority: RU
Inventors: Евгений Васильевич Сливинский; Валентин Иванович Киселёв; Валерий Семёнович Коссов; Сергей Юрьевич Радин
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2014-12-20
Also published as: RU2012154515A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to railway vehicles and can be used in locomotives with jawless bogies. Proposed bogie comprises frame with mounted axles and traction motors an spring suspension composed of helical cylindrical springs resting on axle-boxes coupled by dogs with bogie frame. It differs from known designs in that wheel-motor block is secured via ball joint at bogie frame coupled therewith by helical compression springs controlled by bell crank engaged with curvilinear guide rigidly secured to locomotive body.

EFFECT: decreased wear of locomotive wheel flanges.

3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях тепловозов и электровозов.The present invention relates to the field of rail vehicles and can be used in the construction of diesel locomotives and electric locomotives.

Известен локомотив (тепловоз ТЭП60), описанный в книге «Конструкция и динамика тепловозов. Изд. 2-е. Под ред. В.Н.Иванова. М.: Транспорт, 1974 г.», где на стр.10-11 представлены материалы по его конструктивному исполнению. Такой тепловоз (рис.4 стр.11) состоит из кузова с размещенными в нем силовой установкой и вспомогательным оборудованием, который установлен на две тележки, содержащие колесные пары с буксами, рессорное подвешивание и тяговые электродвигатели. Несмотря на свою эффективность использования, такой тепловоз обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что при его движении в кривых пути из за невозможности углового поворота крайних в тележках колесных пар относительно геометрического центра образующей дуги рельсового пути и копирования ее последними происходит повышенный износ гребней колес, а в отдельных случаях возможен и сход тележки с рельс.Known locomotive (diesel locomotive TEP60), described in the book "Design and dynamics of diesel locomotives. Ed. 2nd. Ed. V.N. Ivanova. M .: Transport, 1974 ”, where on pages 10-11 the materials on its design are presented. Such a locomotive (Fig. 4 p. 11) consists of a body with a power plant and auxiliary equipment located in it, which is mounted on two bogies containing wheelsets with axle boxes, spring suspension and traction motors. Despite its efficiency of use, such a locomotive has a significant drawback, namely, that when it moves in curved paths due to the impossibility of angular rotation of the wheel pairs extreme in the bogies relative to the geometric center of the arc generatrix of the rail track and copying it last, there is increased wear of the wheel flanges, and in some cases, the descent of the trolley from the rail is possible.

Известен также локомотив (тепловоз 2ТЭ116), описанный в книге «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учебник для студентов втузов А.А.Камаев и др. - М: Машиностроение, 1981 г.», где описана его конструкция и, в частности, на рис.38, стр.57 показана его тележка. Конструкция такой тележки в целом аналогична вышеописанной и поэтому недостатки ее в целом подобны тележке тепловоза ТЭП60.Also known is a locomotive (diesel locomotive 2TE116), described in the book “Design, calculation and design of locomotives. A textbook for university students A.A. Kamaev et al. - M: Engineering, 1981 ”, which describes its design and, in particular, Fig. 38, p. 57 shows its cart. The design of such a trolley is generally similar to that described above, and therefore its disadvantages are generally similar to those of the TEP60 diesel locomotive.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является разработка такой конструкции тележки, которая бы позволила исключить подрез гребней колес при прохождении ими кривой рельсового пути.Therefore, the aim of the invention is the development of such a design of the trolley, which would allow to exclude undercutting wheel flanges when they pass the curve of the rail track.

Поставленная цель достигается тем, что на тяговых электродвигателях крайних колесных пар в поперечной их плоскости жестко закреплены по паре кронштейнов, в отверстиях которых подвижно расположены стержни, взаимодействующие с винтовыми пружинами сжатия, контактирующими с рамой тележки, а в пространстве между их торцами размещены сухари с конусными боковыми поверхностями, жестко присоединенными к одним из подпружиненных плеч двуплечих рычагов, шарнирно установленных на тяговых электродвигателях, и их другие плечи снабжены упорами, взаимодействующими с криволинейными направляющими, жестко закрепленными на кузове локомотива, причем упомянутые тяговые электродвигатели связаны с помощью шаровых шарниров с рамой тележки, а поводки букс колесных пар выполнены из упругого материала и также с помощью шаровых шарниров шарнирно соединены с последними и рамой тележки.This goal is achieved by the fact that on the traction motors of the extreme wheelsets in the transverse plane they are rigidly fixed along a pair of brackets, in the openings of which rods are movably located, interacting with compression screw springs in contact with the trolley frame, and crackers with conical are placed in the space between their ends lateral surfaces rigidly attached to one of the spring-loaded shoulders of two-arm levers pivotally mounted on traction electric motors, and their other shoulders are provided with stops, interacting with curved guides rigidly fixed on the body of a locomotive, the aforementioned traction electric motors being connected by means of ball joints to the frame of the trolley, and the leashes of the axle boxes of the wheel pairs are made of elastic material and also by ball joints are pivotally connected to the latter and the frame of the trolley.

На фиг.1 показана часть тележки локомотива, вид сверху, на фиг.2 - она же, но вид по стрелке А и на фиг.3 - принципиальная схема механизма фиксации колесных пар тележки.Figure 1 shows a part of the locomotive trolley, a top view, figure 2 is the same, but the view along arrow A and figure 3 is a schematic diagram of a mechanism for fixing the wheel pairs of the trolley.

Тележка локомотива состоит из рамы 1, на которой с помощью кронштейнов 2 и поводков 3 закреплены буксы 4 колесных пар 5. На оси 6 колесных пар 5 навешаны тяговые электродвигатели 7, связанные с рамой 1 тележки с помощью шаровой опоры 8. На тяговых электродвигателях 7 установлена пара кронштейнов 9, в которых подвижно расположены стержни 10 с жестко к ним присоединенными шайбами 11. Между шайбами 11 и рамой 1 тележки размещены винтовые пружины сжатия 12. С торцами стержней 10 контактирует сухарь 13, жестко закрепленный на плече 14 двуплечего рычага, другое плечо которого 15 своим упором 16 взаимодействует с криволинейной направляющей 17, жестко закрепленной на кузове 18 локомотива. Колесная пара 5 перемещается по рельсовому пути 19, а двуплечий рычаг подпружинен пружиной 20 относительно тягового электродвигателя 7.The locomotive truck consists of a frame 1, on which axle boxes 4 of wheel sets 5 are mounted using brackets 2 and leads 3. Traction motors 7 are connected to the axle 6 of the wheelsets 5, connected to the frame 1 of the carriage using a ball joint 8. Mounted on traction motors 7 a pair of brackets 9, in which the rods 10 are movably located with washers 11 rigidly attached to them. Between the washers 11 and the trolley frame 1, compression screw springs 12 are placed. A cracker 13 in contact with the ends of the rods 10 is rigidly fixed to the shoulder 14 of the two shoulders lever, another lecho which its 15 stop 16 interacts with the curved track 17, rigidly fixed to the body 18 of the locomotive. The wheelset 5 moves along the rail track 19, and the two-arm lever is spring-loaded with a spring 20 relative to the traction motor 7.

Работает тележка локомотива следующим образом. При движении локомотива по стрелке В в единичном варианте или в составе поезда по рельсовому пути 19, имеющему прямолинейный участок, сухарь 13 находится в пространстве между стержнями 10 за счет того, что двуплечий рычаг своим упором 16, жестко закрепленным на его другом плече 15, контактирует с криволинейной направляющей 17 радиусом R₁ (см. фиг.3) так, как это показано на фиг.2. В этом случае стержни 10, переместившись в паре кронштейнов 9 по стрелкам С, упруго сдеформируют винтовые пружины сжатия 12 до такой степени, что все их витки соприкосаются друг с другом, образуя тем самым жесткие элементы, препятствующие угловым поворотам тяговому электродвигателю 7 совместно с его колесной парой 5, подвергающейся ее вилянию при преодолении неровности пути или других возмущающих сил, приложенных к гребням ее колес. Иными словами, колесно-моторный блок (колесная пара 5 и тяговый электродвигатель 7) образует монолитную связь последнего с рамой 1 тележки. Предположим теперь, что локомотив входит в кривую пути, имеющую определенный радиус, и так как тележка получает некоторый угловой поворот относительно кузова 18, то другое плечо 15 двуплечего рычага своим упором16, перемещаясь по криволинейной формы направляющей 17 радиуса Ri, попадает на ее другой участок радиуса R2 и тогда двуплечий рычаг занимает положение (под действием своей ранее сжатой пружины 20), показанное на фиг.3. Такой угловой поворот двуплечего рычага позволяет сухарю 13 выйти по стрелке Е из пространства, образованного парой кронштейнов 9. В результате такого перемещения сухаря 13 стержни 10 под действием ранее упруго сдеформированных винтовых пружин сжатия 12 переместятся в направлении, обратном стрелкам С (см. фиг.2), и займут положение, показанное на фиг.3. Следовательно, в этом случае жесткая связь колесно-моторного блока с рамой 1 тележки исключается и тогда гребни колес колесной пары 5, находящейся на внешней образующей кривой пути, и подверженные существенной поперечной нагрузке, обеспечат некоторый угловой поворот колесно-моторного блока на своей шаровой опоре 8 по стрелке М, создав условия по вписыванию колесной пары 5 в кривую пути. Подобным образом колесно-моторный блок получит угловой поворот и в другую сторону при прохождении кривой пути обратного направления. Следует подчеркнуть, что имеющееся рессорное подвешивание, которое в данном случае выполнено в варианте бесчелюстной тележки (такая конструкция подробно описана в аналоге и прототипе), не ограничивает некоторую его упругую деформацию в поперечной плоскости движения тележки, чему будут способствовать поводки 3 букс 4, которые, во-первых, выполнены из упругого материала и, во-вторых, связывают раму 1 тележки с буксами 4 с помощью шаровых шарниров. Такая упругая деформация указанных конструкционных элементов возможна, так как угловой поворот тележки в кривой пути обычно не превышает 6°00^/. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.Works locomotive truck as follows. When the locomotive moves along arrow B in a single embodiment or as part of a train along a rail track 19 having a straight section, the cracker 13 is located in the space between the rods 10 due to the fact that the two-arm lever with its stop 16, rigidly fixed to its other shoulder 15, contacts with a curved guide 17 of radius R ₁ (see figure 3) as shown in figure 2. In this case, the rods 10, having moved in a pair of brackets 9 along arrows C, elastically deform the compression coil springs 12 to such an extent that all their turns are in contact with each other, thereby forming rigid elements that prevent angular rotation of the traction motor 7 together with its wheeled a pair of 5, which undergoes its wagging when overcoming the roughness of the path or other disturbing forces applied to the flanges of its wheels. In other words, the wheel-motor unit (wheelset 5 and traction motor 7) forms a monolithic connection of the latter with the frame 1 of the trolley. Suppose now that the locomotive enters a curved path with a certain radius, and since the trolley receives some angular rotation relative to the body 18, the other shoulder 15 of the two shoulders of the lever with its emphasis 16, moving along the curved shape of the guide 17 of radius Ri, falls on its other part of the radius R2 and then the two-shouldered lever occupies the position (under the action of its previously compressed spring 20), shown in Fig.3. This angular rotation of the two shoulders of the lever allows the cracker 13 to exit along the arrow E from the space formed by the pair of brackets 9. As a result of this movement of the cracker 13, the rods 10 under the action of previously elastically deformed compression screw springs 12 will move in the opposite direction to the arrows C (see Fig. 2 ), and will occupy the position shown in Fig.3. Therefore, in this case, the rigid connection of the wheel-motor unit with the frame 1 of the carriage is excluded, and then the wheel flanges of the wheelset 5 located on the external generatrix of the path, and subject to significant lateral load, will provide some angular rotation of the wheel-motor unit on its ball bearing 8 in the direction of arrow M, creating conditions for fitting the wheelset 5 into the curve of the path. Similarly, the wheel-motor unit will receive an angular rotation in the other direction when passing the curve of the path of the opposite direction. It should be emphasized that the existing spring suspension, which in this case is made in the version of the jawless trolley (this design is described in detail in the analogue and prototype), does not limit some of its elastic deformation in the transverse plane of the trolley movement, which will be facilitated by leashes 3 axle boxes 4, which, firstly, they are made of elastic material and, secondly, the frame 1 of the trolley is connected to the axle boxes 4 using ball joints. Such elastic deformation of these structural elements is possible, since the angular rotation of the cart in a curved path usually does not exceed 6 ° 00 ^/ . Further, the processes described may be repeated repeatedly.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения очевидно, так как оно позволяет повысить эффективность вписывания колесных пар тележек локомотивов в кривые пути и тем самым снизить износ гребней колес колесных пар.The technical and economic advantage of the proposed technical solution is obvious, since it allows to increase the efficiency of fitting wheel pairs of locomotive trolleys into curved paths and thereby reduce wear on wheel flange flanges.

Тележка локомотива, состоящая из рамы, шарнирно связанной с его кузовом, трех колесно-моторных блоков, включающих тяговые электродвигатели с колесными парами, буксы которых с помощью поводков соединены с рамой, и рессорного подвешивания, выполненного в виде цилиндрических пружин сжатия, отличающаяся тем, что на тяговых электродвигателях крайних колесных пар в поперечной их плоскости жестко закреплены по паре кронштейнов, в отверстиях которых подвижно расположены стержни, взаимодействующие с винтовыми пружинами сжатия, контактирующими с рамой тележки, в пространстве между их торцами размещены сухари с конусными боковыми поверхностями, жестко присоединенными к одним из подпружиненных плеч двуплечих рычагов, шарнирно установленных на тяговых электродвигателях, и их другие плечи снабжены упорами, взаимодействующими с криволинейными направляющими, жестко закрепленными на кузове локомотива, причем упомянутые тяговые электродвигатели связаны с помощью шарниров с рамой тележки, а поводки букс колесных пар выполнены из упругого материала и также с помощью шаровых шарниров соединены с последними и рамой тележки.Locomotive trolley, consisting of a frame pivotally connected to its body, three wheel-motor blocks, including traction motors with wheel pairs, the axle boxes of which are connected to the frame by leashes, and spring suspension made in the form of compression cylindrical springs, characterized in that on the traction motors of the extreme wheelsets in their transverse plane, they are rigidly fixed along a pair of brackets, in the openings of which rods are movably located, interacting with compression screw springs in contact with a trolley frame, in the space between their ends there are crackers with conical lateral surfaces rigidly attached to one of the spring-loaded shoulders of two-arm levers pivotally mounted on traction electric motors, and their other shoulders are equipped with stops interacting with curved guides rigidly fixed to the locomotive body, moreover, the said traction motors are connected by hinges to the frame of the trolley, and the leashes of the axleboxes of the wheelsets are made of elastic material and also by means of ball joints in the latter and are connected to the bogie frame.

Claims

Locomotive trolley, consisting of a frame pivotally connected to its body, three wheel-motor blocks, including traction motors with wheel pairs, the axle boxes of which are connected to the frame by leashes, and spring suspension made in the form of compression cylindrical springs, characterized in that on the traction motors of the extreme wheelsets in their transverse plane, they are rigidly fixed along a pair of brackets, in the openings of which rods are movably located, interacting with compression screw springs in contact with a trolley frame, in the space between their ends there are crackers with conical lateral surfaces rigidly attached to one of the spring-loaded shoulders of two-arm levers pivotally mounted on traction electric motors, and their other shoulders are equipped with stops interacting with curved guides rigidly fixed to the locomotive body, moreover, the said traction motors are connected by hinges to the frame of the trolley, and the leashes of the axleboxes of the wheelsets are made of elastic material and also by means of ball joints in the latter and are connected to the bogie frame.