Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в бесчелюстных тележках тепловозов.The present invention relates to the field of rail vehicles and can be used in jawless trolleys of diesel locomotives.
Известен колесно-моторный блок тепловоза ТЭЗ, описанный и показанный на стр.120-122, рис.79 и рис.80 в книге «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учебник для студентов, обучающихся по специальности локомотивостроение/А.А.Камаев и др. Под ред. А.А.Камаева. - М.: Машиностроение, 1981». Такой колесно-моторный блок локомотива состоит из колесной пары с буксами, на оси которой с помощью моторно-осевых подшипников навешан тяговой электродвигатель. Другая его боковая сторона связана с помощью пружинной подвески с рамой тележки тепловоза.The wheel-motor unit of the TEZ diesel locomotive is known, described and shown on pages 120-122, Fig. 79 and Fig. 80 in the book “Design, calculation and design of locomotives. A textbook for students enrolled in the specialty of locomotive engineering / A.A. Kamaev et al. Ed. A.A. Kamaev. - M.: Mechanical Engineering, 1981 ". Such a locomotive wheel-motor unit consists of a pair of wheels with axle boxes, on the axis of which a traction motor is mounted using motor-axial bearings. Its other side is connected by means of a spring suspension to the frame of a diesel locomotive.
Конструкция указанного колесно-моторного блока широко применяется на различных типах современных тепловозов, таких как, например, 2ТЭ 116 (см. книгу «Конструкция и динамика тепловозов. Изд. 2-е, доп., под ред. Иванова В.Н. М.: Транспорт, 1974, стр.117, рис.70»). Существенным недостатком такого тепловоза и, в частности, колесно-моторных блоков, установленных на его трехосных бесчелюстных тележках, является то, что при преодолении им кривых пути происходит повышенный износ гребней колесных пар, что в дальнейшем требует значительных затрат при ремонте тепловозов.The design of this wheel-motor unit is widely used on various types of modern diesel locomotives, such as, for example, 2TE 116 (see the book "Design and Dynamics of Diesel Locomotives. Ed. 2nd, additional, edited by Ivanov V.N. M. : Transport, 1974, p. 117, Fig. 70 "). A significant drawback of such a locomotive and, in particular, wheel-motor blocks mounted on its triaxial jawless carts, is that when they overcome the curved paths, increased wear of the flanges of the wheel pairs occurs, which subsequently requires significant costs for the repair of diesel locomotives.
Известен также колесно-моторный блок локомотива, описанный в патенте RU 2432278, у которого тяговый электродвигатель снабжен двумя опорными приливами, разнесенными по его длине и связанными своими пружинами с рамой тележки локомотива, а моторно-осевой подшипник размещен в центральной части упомянутого тягового электродвигателя, опертого в середине пролета между колесами колесной пары на ее ось. Такая конструкция позволяет упростить навеску ТЭД на колесную пару и получить некоторую экономию дефицитного цветного материала при изготовлении моторно-осевых подшипников. Однако и такому колесно-моторному блоку, а следовательно, например, и тепловозу 2 ТЭ 116, на котором он может быть смонтирован, присущи те же недостатки, что и аналогу, так как и он не решает задачу по снижению износа гребней колес колесных пар при одолении им кривых пути.The locomotive wheel-motor unit is also known, described in patent RU 2432278, in which the traction motor is equipped with two supporting tides spaced along its length and connected by its springs to the locomotive carriage frame, and the motor-axial bearing is located in the central part of the said traction motor, supported in the middle of the span between the wheels of the wheelset on its axis. This design allows you to simplify the hitch TED on the wheelset and to get some savings of scarce colored material in the manufacture of motor-axial bearings. However, such a wheel-motor unit, and, consequently, for example, a diesel locomotive 2 TE 116, on which it can be mounted, has the same disadvantages as an analogue, since it does not solve the problem of reducing the wear of wheel wheel flanges when overcoming them with crooked paths.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является разработка такого колесно-моторного блока для трехосной бесчелюстной тележки тепловоза, который бы повысил техническую надежность колесных пар за счет снижения износа гребней их колес.Therefore, the aim of the invention is the development of such a wheel-motor unit for a triaxial jawless diesel locomotive carriage, which would increase the technical reliability of the wheelsets by reducing wear on the flanges of their wheels.
Поставленная цель достигается тем, что на раме тележки в продольной ее плоскости со стороны опорных приливов и пружинной подвески каждого из двух крайних ее тяговых электродвигателей установлены по два гидроцилиндра, а их штоки с помощью вертикальных шарниров закреплены на упомянутых опорных приливах, и последние соединены трубопроводом с гидростанцией, расположенной в кузове тепловоза, через гидрораспределитель, жестко закрепленной на тележке, золотник которого взаимосвязан с кузовом тепловоза, причем так, что при движении тепловоза по прямому участку пути под давлением находятся обе их подпоршневые полости, а при входе в кривую пути, в зависимости от ее направления, у одного гидроцилиндра давление рабочей жидкости подается в надпоршневую, а у другого - в подпоршневую полости и наоборот.This goal is achieved by the fact that on the frame of the trolley in its longitudinal plane from the side of the supporting tides and the spring suspension of each of its two extreme traction motors, two hydraulic cylinders are installed, and their rods are mounted on the said supporting tides with vertical hinges, and the latter are connected by a pipeline to a hydraulic station located in the body of the locomotive through a directional valve rigidly mounted on the trolley, the spool of which is interconnected with the body of the locomotive, and so that when the locomotive moves in a straight section of the track, both sub-piston cavities are under pressure, and when entering the curved path, depending on its direction, the pressure of the working fluid from one hydraulic cylinder is supplied to the supra-piston, and the other to the sub-piston cavity and vice versa.
На фиг.1 показана часть тепловоза с трехосной тележкой, вид сбоку, на фиг.2 - принципиальная схема управления колесно-моторного блока, вид сверху, и на фиг.3 - узел укрепления механизма управления колесно-моторного блока.Figure 1 shows a part of a locomotive with a three-axle trolley, side view, figure 2 is a schematic diagram of the control of the wheel-motor unit, a top view, and figure 3 is a strengthening unit of the control mechanism of the wheel-motor block.
Колесно-моторный блок тепловоза состоит из двух крайних 1 и 2 и одного среднего 3 тяговых электродвигателей, опертых с одной стороны с помощью моторно-осевых подшипников 4 на колесные пары 5, а с другой - через опорные приливы 6 и пружинные подвески 7 на раму тележки 8. Опорные приливы 6 снабжены пальцами 9, шарнирно связанными со штоками 10 поршней 11, подвижно расположенных в гидроцилиндрах 12, причем последние также с помощью пальцев 13 связаны шарнирно с рамой тележки 8. Подпоршневые и надпоршневые полости гидроцилиндров 12 связаны соответственно трубопроводами 15, 16, 17, 18 с гидрораспределителем 19, жестко закрепленным на раме тележки 8, а его золотник 20 соединен с кузовом 21 тепловоза, внутри которого расположена гидростанция 22, и последняя с помощью трубопровода 23 соединена с гидрораспределителем 19. Колесные пары 5 при помощи букс 24 соединены с пружинами рессорного подвешивания 25, связанными с рамой тележки 8. Тепловоз расположен на рельсовом пути 26. Гидрораспределитель также снабжен трубопроводом 27, связанныим с гидростанцией 22.The wheel-motor block of the locomotive consists of two extreme 1 and 2 and one middle 3 traction electric motors, supported on the one hand with motor-axial bearings 4 on the wheel pairs 5, and on the other - through the supporting tides 6 and spring suspensions 7 on the frame of the truck 8. The reference tides 6 are provided with fingers 9, pivotally connected to the rods 10 of the pistons 11, movably arranged in the hydraulic cylinders 12, the latter being also pivotally connected with the frame of the carriage with the fingers 13 8. The under-piston and over-piston cavities of the hydraulic cylinders 12 are connected respectively pipelines 15, 16, 17, 18 with a control valve 19, rigidly mounted on the frame of the truck 8, and its spool 20 is connected to the body 21 of the diesel locomotive, inside which there is a hydraulic power station 22, and the latter is connected via a pipe 23 to the control valve 19. Wheel pairs 5 with the axle box 24 is connected to the spring suspension springs 25 connected to the frame of the carriage 8. The locomotive is located on the rail track 26. The valve is also equipped with a pipe 27 connected to the hydraulic station 22.
Работает колесно-моторный блок тепловоза следующим образом. При движении тепловоза, например, по стрелке А по прямолинейному участку рельсового пути 26 его детали сохраняют такое положение, как это показано на фиг.2, а это происходит потому, что давление рабочей жидкости, создаваемое гидростанцией 22, которое поступает по трубопроводам 23, 15 и 16 по стрелкам В и С, устойчиво обеспечивает положение колесной пары 5 относительно рельсового пути 26, исключая тем самым влияние последней. Следует отметить, что отсутствие поводков в рессорном подвешивании тележки у данной колесной пары 5 не снижает тяговой способности тягового электродвигателя 1 и соответственно тягового электродвигателя 2, так как роль последних выполняют штоки 10 гидроцилиндров 12. Предположим теперь, что тепловоз вошел в кривую рельсового пути 26, поворачиваясь, например, по стрелке Е (см. фиг.2). В этом случае рама тележки 8 получает угловой поворот по этой же стрелке за счет набегания гребнями колес колесной пары 5 (такой процесс широко известен практике) тягового электродвигателя 1, а так как такой поворот происходит, то золотник 20 гидрораспределителя 19 также провернувшись относительно последнего, во-первых, обеспечит подачу давления в трубопровод 17 по стрелке К (в надпоршневую полость гидроцилиндра 12), а во-вторых, соединит трубопровод 15 с трубопроводом 27, который работает в данный момент на слив рабочей жидкости в направлении, обратном стрелке В, в гидростанцию 22. При этом гидроцилиндр 12, подключенный к гидрораспределителю 19 трубопроводами 16 и 18, останется в таком положении, как это показано на фиг.2, и поэтому колесно-моторный блок получает угловой поворот по стрелке Е относительно его пальца 9. Подобный угловой поворот происходит и с колесно-моторным блоком на другом конце рамы тележки 8, где размещен тяговый электродвигатель 2, только направление движения его будет происходить в направлении навстречу стрелке Е. Следовательно, при проходе кривой пути продольные оси колесных пар 5 тяговых электродвигателей 1 и 2 совпадут с радиусом кривой рельсового пути 26. Что же касается колесно-моторного блока, включающего тяговый электродвигатель 3, то он не подвержен указанным поворотам, так как продольная ось его колесной пары всегда будет расположена по радиусу кривой пути. Закончив проход кривой пути 26 и выхода тепловоза на прямой участок за счет поворота золотника 20, поршень 11 совместно со штоком 10 и тяговым электродвигателем 1 возвращается в исходное положение в направлении, обратном действию стрелки К. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.The wheel-motor unit of the locomotive operates as follows. When the locomotive moves, for example, along arrow A along a straight section of the rail track 26, its parts maintain the position as shown in Fig. 2, and this happens because the pressure of the working fluid created by the hydraulic station 22, which flows through pipelines 23, 15 and 16 along the arrows B and C, stably ensures the position of the wheelset 5 relative to the track 26, thereby eliminating the influence of the latter. It should be noted that the absence of leashes in the spring suspension of the trolley of a given pair of wheels 5 does not reduce the traction ability of the traction motor 1 and, accordingly, of the traction motor 2, since the role of the latter is performed by the rods 10 of the hydraulic cylinders 12. Suppose now that the locomotive entered the curve of the track 26, turning, for example, along arrow E (see figure 2). In this case, the frame of the trolley 8 receives an angular rotation in the same direction due to the flanging of the wheel pair 5 (such a process is widely known in practice) of the traction motor 1, and since such a rotation occurs, the valve 20 of the control valve 19 also rotates relative to the latter, -first, it will supply pressure to the pipe 17 in the direction of arrow K (to the over-piston cavity of the hydraulic cylinder 12), and secondly, it will connect the pipe 15 to the pipe 27, which is currently working on draining the working fluid in the direction arrow B, to the hydraulic station 22. At the same time, the hydraulic cylinder 12 connected to the valve 19 by pipelines 16 and 18 will remain in the position as shown in figure 2, and therefore the wheel-motor unit receives an angular rotation in the direction of arrow E relative to his finger 9. A similar angular rotation occurs with the wheel-motor block at the other end of the frame of the carriage 8, where the traction motor 2 is located, only the direction of its movement will occur in the direction towards arrow E. Therefore, when passing the path curve, the longitudinal axes of wheelsets 5 of traction motors 1 and 2 will coincide with the radius of the curve of the rail track 26. As for the wheel-motor block including the traction motor 3, it is not subject to these turns, since the longitudinal axis of its wheelset will always be located along the radius of the curve of the track . After completing the passage of the curve of the path 26 and the locomotive entering the straight section due to the rotation of the spool 20, the piston 11 together with the rod 10 and the traction motor 1 returns to its original position in the direction opposite to the action of arrow K. Further, the described processes can be repeated several times.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с аналогом очевидно, так как оно направленно на повышение эксплуатационной и технической надежности тепловоза.The technical and economic advantage of the proposed technical solution in comparison with the analogue is obvious, since it is aimed at increasing the operational and technical reliability of the locomotive.
