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 тепловоз ТЭП60, описанный в книге «Конструкция и динамика тепловозов. Изд. 2-ое. 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, и установленный на двух тележках, каждая из которых содержит три 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 дуги рельсового пути и копирования ее последними, происходит повышенный износ гребней колес, а в отдельных случаях возможен и сход тележки с рельс.Famous 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, and mounted on two bogies, each of which contains three 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 is moving 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 rail track arc and copying them last, there is increased wear of the wheel flanges , and in some cases, the descent of the cart with the rail is possible.
Известен также тепловоз тепловоз 2 ТЭ116, 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 the diesel locomotive 2 TE116, described in the book “Design, calculation and design of locomotives. A textbook for technical students A.A. Kamaev et al. - M.: Mechanical 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 тележка состоит, по крайней мере, из трех подпружиненных друг относительно друга комплектами тарельчатых пружин, расположенных парами относительно продольной оси их симметрии, частей шарнирно, соединенных между собой, причем усилие сжатия каждого из отдельного взятого комплекта тарельчатых пружин несколько ниже минимального значения бокового усилия, возникающего между головкой рельса внешней нитки кривой рельсового пути и гребнем колеса отдельно взятой колесной пары, расположенного также с внешней стороны рельса упомянутой кривой рельсового пути. Каждая из ее частей в зоне расположения комплекта тарельчатых пружин снабжена гидравлическими гасителями колебаний.This goal is achieved in that the trolley consists of at least three cup spring springs spring-loaded relative to each other, arranged in pairs relative to the longitudinal axis of their symmetry, articulated parts interconnected, and the compression force of each of the individual set of Belleville springs is slightly lower the minimum value of the lateral force arising between the rail head of the outer thread of the curve of the rail track and the wheel flange of a single pair of wheels, also located outside her hand rail of said rail of the curve path. Each of its parts in the area of the set of Belleville springs is equipped with hydraulic vibration dampers.
На фиг.1 показана часть бесчелюстной трехосной тележки тепловоза вид сбоку, на фиг.2 ее часть сверху и на фиг.3, ее же часть в месте примыкания тележек друг к другу.Figure 1 shows a part of the jawless three-axle bogie of the diesel locomotive, side view, figure 2 its part from above and figure 3, its same part at the junction of the bogies to each other.
Бесчелюстная трехосная тележка тепловоза состоит из рам 1, на каждой из которых установлен колесно-моторный блок, включающий тяговый электродвигатель 2 и колесные пары 3 с колесами 4 и буксами 5. Буксы 5 подпружинены винтовыми пружинами сжатия 6 относительно рам 1 и связаны с ними поводками 7. Рамы 1 с помощью шарнира 8 соединены друг с другом и контактируют своими торцевыми частями комплектами тарельчатых пружин 9. Комплекты тарельчатых пружин 9 размещены на направляющем стержне 10. Колеса 4 колесных пар 3 перекатываются по рельсовому пути 11. На рамах 1 установлен кузов тепловоза 12. Между тележками 1 расположены гидравлические гасители колебаний 13.The jawless three-axle locomotive carriage consists of frames 1, on each of which a wheel-motor unit is installed, including a traction motor 2 and wheel pairs 3 with wheels 4 and axle boxes 5. The axle boxes 5 are spring-loaded with compression springs 6 relative to the frames 1 and are connected by leashes 7 Frames 1 by means of a hinge 8 are connected to each other and contact with their end parts by a set of Belleville springs 9. The sets of Belleville springs 9 are placed on the guide rod 10. Wheels 4 of the wheel pairs 3 are rolled along the rail 11. On p max 1 is the body of the locomotive 12. The trolleys 1 are arranged between the hydraulic dampers 13.
Работает бесчелюстная трехосная тележка тепловоза следующим образом. При движении тепловоза по прямому участку пути, например по стрелке А, детали тележки находятся в таком положении, как это показано на фиг.2. При входе тепловоза в кривую пути, за счет возникающего силового взаимодействия между гребнем колеса 4 и головкой рельса рельсового пути 11 набегающей колесной пары 3 и приложенной к ней боковой составляющей усилия, направленного, например, по стрелке В, колесно-моторный блок (тяговый электродвигатель 2 и связанная с ним колесная пара 3) получает угловой поворот по стрелке С. Но так как последний соединен с рамой 1, то и она перемещается по этой же стрелке на шарнире 8 относительно другой расположенной за ней рамой 1. Такой угловой поворот рамы 1 способствует упругой деформации комплекта тарельчатых пружин 9 (этот комплект размещен в верхней части чертежа фиг.2), при этом, его гидравлический гаситель колебаний 13 работает в режиме сжатия, а другой подобный гаситель, расположенный в нижней части чертежа фиг.2, работает в режиме отдачи. Следовательно, колесная пара 3 в итоге занимает радиальное положение относительно центра кривой пути, по которой движется тепловоз. Следует отметить, что третья рама 1 (на фиг.1 и фиг.2 показаны только две части рамы 1) получает подобный угловой поворот в направлении стрелки F (см. фиг.2), также упруго деформируя свой комплект тарельчатых пружин 9, при этом средняя рама 1 вместе со своим колесно-моторным блоком относительно двух других рам 1 располагается так, что продольная ось ее колесной пары 3 совпадает с радиусом в кривой пути. После прохождения тепловозом кривой части рамы 1 тележки, совместно с тяговыми электродвигателями 2 и колесными парами 3, возвращаются под действием сил ранее сжатых комплектов тарельчатых пружин 9 в исходное положение, такое, как это показано на фиг.2. В дальнейшем, при движении такой трехосной тележки по прямому участку пути и в случае возникновения виляния колесных пар 3, амплитуды последних гасятся гидравлическими гасителями колебаний 13, и тогда, в этом случае, движение тепловоза будет достаточно устойчивым. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.The jawless three-axle diesel locomotive works as follows. When the locomotive moves in a straight section of the track, for example, along arrow A, the truck parts are in the position shown in FIG. 2. When the locomotive enters the path curve, due to the force interaction between the wheel flange 4 and the rail head of the rail 11 of the running wheel pair 3 and the lateral component of the force applied to it, directed, for example, along arrow B, the wheel-motor block (traction motor 2 and the associated pair of wheels 3) receives an angular rotation in the direction of arrow C. But since the latter is connected to the frame 1, then it moves along the same arrow on the hinge 8 relative to the other frame located behind it 1. Such an angular rotation of the frame 1 contributes to the elastic deformation of the set of Belleville springs 9 (this set is located in the upper part of the drawing of figure 2), while its hydraulic vibration damper 13 operates in compression mode, and another similar damper located in the lower part of the drawing of figure 2, operates in the mode recoil. Therefore, the wheelset 3 ultimately occupies a radial position relative to the center of the curve of the path along which the locomotive moves. It should be noted that the third frame 1 (only two parts of the frame 1 are shown in Fig. 1 and Fig. 2) receive a similar angular rotation in the direction of the arrow F (see Fig. 2), also elastically deforming their set of Belleville springs 9, while the middle frame 1 together with its wheel-motor unit relative to the other two frames 1 is located so that the longitudinal axis of its wheelset 3 coincides with the radius in the curved path. After the locomotive has passed the curve of the part of the frame 1 of the trolley, together with the traction motors 2 and the wheel pairs 3, they return, under the action of the forces of the previously compressed sets of Belleville springs 9, to the initial position, such as shown in Fig. 2. Further, when such a three-axle carriage moves along a straight section of the track and in the event of wheel pair wobble 3, the amplitudes of the latter are damped by hydraulic vibration dampers 13, and then, in this case, the locomotive will be quite stable. Further, the processes described may be repeated repeatedly.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно направлено на снижение износа гребней колес колесных пар при преодолении тепловозом кривых участков пути.The technical and economic advantage of the proposed technical solution in comparison with the known ones is obvious, since it is aimed at reducing the wear of the wheel flange ridges while the locomotive overcomes the curve sections of the track.
