RU2656755C1

RU2656755C1 - Three-axle non-pedestal diesel locomotive bogie

Info

Publication number: RU2656755C1
Application number: RU2017105023A
Authority: RU
Inventors: Евгений Васильевич Сливинский; Валентин Иванович Киселёв; Валерий Семёнович Коссов; Евгений Олегович Рыков
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-02-15
Publication date: 2018-06-06

Abstract

FIELD: transportation.

SUBSTANCE: invention relates to railway vehicles, particularly to three-axle non-pedestal diesel locomotive bogies. Three-axle non-pedestal diesel locomotive bogie comprises a frame with traction electric motors with wheel pairs mounted on it, axle boxes and spring suspension. On the frame parallel to the axes of the wheel pairs of the extreme wheel-motor blocks and in its middle part, splines, in which the spline sections of the elastic rods are located, are rigidly fixed. Rods are installed with the possibility of angular movements in the frame supports of the bogie. Supports are equipped with vertically arranged levers with forks, interacting with the fingers, rigidly fixed on the end surfaces of the axle boxes of wheel pairs.

EFFECT: decreased wear of locomotive wheel pair flanges is achieved.

1 cl, 2 dwg

Description

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

Известен тепловоз ТЭП60, описанный в книге «Конструкция и динамика тепловозов. Изд. 2-е. под ред. В.Н. Иванова. М.: Транспорт, 1974 г.», где 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 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.Famous diesel locomotive TEP60, described in the book "Design and dynamics of diesel locomotives. Ed. 2nd. under the editorship of V.N. Ivanova. M .: Transport, 1974 ”, which presents materials on its design. 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 the 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 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 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 аналогична вышеописанной и поэтому недостатки ее в целом подобны тележке тепловоза ТЭП60.Also known is the 2TE116 diesel locomotive described in the book “Design, Calculation and Design of Locomotives”. Textbook for university students. A.A. Kamaev et al. - M.: Mechanical Engineering, 1981, which describes its design and, in particular, in Fig. 38 p. 57 shows his cart. The design of such a trolley is similar to that described above, and therefore its disadvantages are generally similar to the TEP60 diesel locomotive.

Поэтому целью предлагаемого изобретения является разработка такой конструкции тележки, которая позволила бы снизить подрез гребней колес при прохождении ими кривой рельсового пути и исключить виляние колесных пар при прямолинейном движении тепловоза.Therefore, the aim of the present invention is to develop such a design of the trolley, which would reduce the undercutting of the wheel flanges when they pass the curve of the rail track and prevent wobble of the wheelsets during the rectilinear movement of the locomotive.

Поставленная цель достигается тем, что на раме в поперечной ее плоскости, параллельно осям колесных пар крайних колесно-моторных блоков и в ее средней части, жестко закреплены шлицевые втулки и в них размещены шлицевые участки упругих стержней, установленных с возможностью угловых перемещений в опорах рамы тележки, причем последние снабжены вертикально расположенными рычагами с вилками, взаимодействующими с пальцами, жестко закрепленными на торцевых поверхностях букс колесных пар.This goal is achieved by the fact that on the frame in its transverse plane, parallel to the axles of the wheel pairs of the extreme wheel-motor blocks and in its middle part, spline bushings are rigidly fixed and spline sections of elastic rods are placed in them, which are mounted with the possibility of angular movements in the supports of the frame of the trolley moreover, the latter are equipped with vertically arranged levers with forks interacting with the fingers rigidly fixed to the end surfaces of the axle boxes of the wheelsets.

На чертежах фиг. 1 показан общий вид тележки тепловоза сбоку, а на фиг. 2 – ее же вид, но только с торца.In the drawings of FIG. 1 shows a general view of a locomotive carriage from the side, and in FIG. 2 - its own view, but only from the end.

Трехосная бесчелюстная тележка тепловоза состоит из рамы 1, на которой с помощью опорно-возвращающих устройств 2 установлен кузов тепловоза 3. На раме 2 жестко закреплены опоры 4 и в средней части тележки также жестко установлены шлицевые втулки 5, взаимосвязанные со шлицами 6, выполненными на внешней поверхности упругих стержней 7, которые своими концами подвижно расположены в опорах 4. К упругим стержням 7 жестко присоединены рычаги 8, снабженные вилками 9, охватывающими пальцы 10, жестко закрепленные на буксах 11 колесных пар 12. Колесные пары 12 расположены подвижно в тяговых электродвигателях 13, навешенных своими опорами 14 на кронштейны 15, установленные на раме 1. Буксы 11 с помощью цилиндрических винтовых пружин сжатия 16 связаны с рамой 1. Колесные пары 12 перемещаются по рельсовому пути 17.The triaxial jawless locomotive trolley consists of a frame 1, on which the body of a diesel locomotive 3 is mounted using supporting returning devices 2. The supports 4 are rigidly fixed to the frame 2 and the spline bushings 5 are interconnected with the slots 6 made on the external the surfaces of the elastic rods 7, which are movably located at their ends in the supports 4. The levers 8 are rigidly attached to the elastic rods 7, equipped with forks 9, covering the fingers 10, rigidly fixed to the axle boxes 11 of the wheel pairs 12. Wheel pairs 12 located movably in the traction motors 13, mounted with their supports 14 on the brackets 15 mounted on the frame 1. The axle boxes 11 are connected to the frame 1 by means of cylindrical compression screw springs 16. Wheel pairs 12 are moved along the rail track 17.

Работает трехосная бесчелюстная тележка тепловоза следующим образом. При прямолинейном поступательном движении тепловоза, например по стрелке А (фиг. 1), все детали его тележки находятся в таком положении, как это показано на фиг. 1 и фиг. 2. Известно (см. книгу аналога), что при поступательном прямолинейном движении бесчелюстных тележек тепловозов их колесные пары подвержены вилянию за счет отсутствия фиксации последних относительно рамы тележки, несмотря на то, что буксы имеют связь с рамой тележки при помощи поводков. Однако в нашем случае виляние колесных пар не происходит за счет связи букс 11 через пальцы 10, охватываемых вилками 9 рычагов 8, жестко закрепленных на упругих стержнях 7, которые своими шлицами 6 связаны через подобные имеющиеся в шлицевых втулках 5, зафиксированных относительно рамы 1, тележки. Жесткость упругих стержней в нашем случае такова, что угловой поворот упругих стержней 7 под действием бокового усилия, вызываемого набеганием гребня колес на рельс, не происходит. Это подтверждается тем, что боковое усилие, возникающее в зоне головки рельса и гребнем колеса, при вилянии колесных пар современных локомотивов, снабженных бесчелюстными тележками, не превышает 1,2 тонны. Рассмотрим теперь другой случай, когда тепловоз войдет в кривую пути и когда усилие на набегающих гребнях колес колесных пар в практике составляет в среднем от 5,0 до 6,0 тонн. В этом случае под действием такого усилия Р (тепловоз также движется по стрелке А в кривой пути см. фиг. 1 и фиг. 2, которая имеет направление в право по стрелке В) и податливость в этом направлении цилиндрических винтовых пружин сжатия 16, например палец 10, крайней слева (фиг. 1), колесной пары 12, также получит перемещение по стрелке В, а так как он шарнирно связан с вилкой 9 рычага 10, который соединен с упругим стержнем 7, то последний будет подвержен угловой упругой деформации на некоторый угол, определяемый по формуле:Works triaxial jawless diesel locomotive as follows. With the rectilinear translational motion of the locomotive, for example along arrow A (Fig. 1), all the details of its locomotive are in the position shown in Fig. 1 and FIG. 2. It is known (see the book of the analogue) that during linear rectilinear linear motion of the jawless bogies of diesel locomotives, their wheelsets are subject to wobble due to the absence of fixation of the latter relative to the bogie frame, despite the fact that the axle boxes are connected to the bogie frame by leashes. However, in our case, wheel pair wagging does not occur due to the connection of the axle boxes 11 through the fingers 10, covered by the forks 9 of the levers 8, rigidly fixed to the elastic rods 7, which are connected with their slots 6 through the carts similar to those available in the spline bushings 5 fixed relative to the frame 1 . The stiffness of the elastic rods in our case is such that the angular rotation of the elastic rods 7 under the influence of lateral force caused by the run of the wheel flange on the rail does not occur. This is confirmed by the fact that the lateral force arising in the area of the rail head and wheel flange during the wagging of wheel pairs of modern locomotives equipped with jawless trolleys does not exceed 1.2 tons. Let us now consider another case when the locomotive enters the curve of the path and when the force on the running flanges of the wheelsets in practice is on average from 5.0 to 6.0 tons. In this case, under the action of such a force P (the locomotive also moves along arrow A in a curved path, see Fig. 1 and Fig. 2, which has a direction to the right along arrow B) and flexibility in this direction of compression coil springs 16, for example, a finger 10, to the far left (Fig. 1), the pair of wheels 12 will also receive movement along arrow B, and since it is pivotally connected to the fork 9 of the lever 10, which is connected to the elastic rod 7, the latter will be subject to angular elastic deformation by some angle defined by the formula:

где,

- рабочая длина упругого стержня;Where,

- working length of the elastic rod;

[τ] - допускаемые касательные напряжения;[τ] - allowable shear stresses;

G - модуль упругости второго рода;G is the elastic modulus of the second kind;

d - диаметр упругого стержня.d is the diameter of the elastic rod.

Причем линейное перемещение пальца 10 совместно с колесной парой 12 и ее тяговым электродвигателем 13 в этом случае также может быть определено по зависимости:Moreover, the linear movement of the finger 10 together with the wheelset 12 and its traction motor 13 in this case can also be determined by the dependence:

где,

- длина рычага 8 (см. фиг. 2).Where,

- the length of the lever 8 (see Fig. 2).

Следует отметить, что диаметр упругого стержня 7 должен быть выбран таким, чтобы его упругая деформация при боковой нагрузке Р была чуть меньше чем 5,0-6,0 тонн и, например, около 4,0 тонн, но не менее. Если уменьшить диаметр упругих стержней 7, например, до случая, когда боковое усилие будет равно порядка 1,2 тонны, то при прямолинейном движении тепловоза начнут проявляться колебания виляния колесных пар 12 и поэтому при использовании данного технического решения необходимо назначить рациональное численное значение упругих стержней 7, используя известную зависимость:It should be noted that the diameter of the elastic rod 7 should be chosen so that its elastic deformation at a lateral load P is slightly less than 5.0-6.0 tons and, for example, about 4.0 tons, but not less. If you reduce the diameter of the elastic rods 7, for example, to the case when the lateral force is about 1.2 tons, then with the rectilinear motion of the locomotive the wobble of the wheelset 12 will begin to appear, and therefore, using this technical solution, it is necessary to assign a rational numerical value of the elastic rods 7 using a known dependency:

Работа трехосной бесчелюстной тележки тепловоза при входе в кривую пути противоположного направления тому, как это описано выше, будет происходить аналогичным образом.The operation of a triaxial jawless diesel locomotive at the entrance to the curved path of the opposite direction to that described above will occur in a similar way.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно позволяет снизить износ гребней колес при прохождении тепловозом не только прямых участков пути, но и кривых.The technical and economic advantage of the proposed technical solution in comparison with the known ones is obvious, since it allows to reduce wear of the wheel flanges when a diesel locomotive passes not only straight sections of the track, but also curves.

Claims

Three-axial jawless diesel locomotive carriage, consisting of a frame with traction electric motors mounted on it with wheel pairs, axleboxes and spring suspension, characterized in that on the frame in its transverse plane parallel to the axles of the wheel pairs of the outer wheel-motor blocks and in its middle part are splined bushings and in them are placed splined sections of elastic rods installed with the possibility of angular movements in the supports of the frame of the trolley, the latter being equipped with vertically arranged levers with forks, interacting with fingers rigidly fixed on the end surfaces of axleboxes of wheelsets.