RU2126338C1 - Device for transmitting tractive and braking forces of locomotive - Google Patents

Abstract

FIELD: railway transport; locomotives. SUBSTANCE: device has turnable bellcranks secured on opposite ends of frames of two-axle bogies. Some arms of bellcranks are connected, in direction of centerline of vehicle by means of inclined tie-rods, with middle of intermediate frame. Other arms of these bellcranks are interconnected in direction square to device longitudinal axis by means of cross-tie-rods with flexible members. Each cross tie-rod consists of two parts installed for relative displacement within the limits of preset clearances along longitudinal axis of parts one end of which is connected with housing. Two sets of different rate flexible members are arranged in housing between parts of tie-rods. Flexible members of lower rate set are of rubber-and-metal design, and friction members in contact with housing are installed between housing and set of rubber-and-metal lower rate flexible members. Thrust washers are installed at each side of set lower rate flexible members. EFFECT: enhanced reliability and efficiency of operation owing to improved design of shock absorbers of cross tie-rods and fitted-in flexible members. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к устройствам для передачи продольных сил тяги или торможения от тележки к кузову локомотива. The invention relates to the field of railway transport, and in particular to devices for transmitting longitudinal traction or braking forces from a trolley to a locomotive body.

Известно устройство для передачи сил тяги и торможения локомотива, состоящее из продольных стержней, соединяющих конец рамы тележки с кузовом, который оперт на тележку через пружины центральной ступени рессорного подвешивания, причем ось продольных стержней пересекается с головками рельсов под серединой тележки [1]. Данное устройство в тележке обладает небольшой массой. Кроме того, благодаря пересечению оси продольных стержней с плоскостью, совпадающей с поверхностью катания рельсов под серединой тележки, достигается такой же эффект, как если бы стержень для передачи тягового усилия был закреплен к тележке в указанной точке. В результате не возникает перераспределения нагрузок между отдельными колесными парами и сцепной вес локомотива реализуется полнее. A device for transmitting traction and braking forces of a locomotive, consisting of longitudinal rods connecting the end of the frame of the carriage with a body, which is supported on the carriage through the springs of the central stage of spring suspension, and the axis of the longitudinal rods intersects with the rail heads under the middle of the carriage [1]. This device in the trolley has a small mass. In addition, due to the intersection of the axis of the longitudinal rods with a plane coinciding with the rolling surface of the rails under the middle of the trolley, the same effect is achieved as if the rod for transmitting traction was fixed to the trolley at the indicated point. As a result, there is no redistribution of loads between the individual wheelsets and the coupling weight of the locomotive is realized more fully.

Недостатком известного устройства является то, что при движении локомотива с высокими скоростями (более 60 км/ч), вследствие колебаний галопирования тележки, в продольных стержнях возникают большие динамические усилия, что отрицательно влияет на прочность тележки и соединительных узлов, плавность хода локомотива. A disadvantage of the known device is that when the locomotive moves at high speeds (more than 60 km / h), due to fluctuations in the galloping of the trolley, large dynamic forces arise in the longitudinal rods, which negatively affects the strength of the trolley and connecting nodes, the smoothness of the locomotive.

Известно, также, устройство для передачи силы тяги тепловоза ТЭМ7, использованное в его четырехосной тележке [2] и принятое за прототип, состоящее из закрепленных на обращенных друг к другу концах рам двухосных тележек поворотных двуплечих рычагов, плечи которых соединены в направлении продольной оси подвижного состава при помощи наклонных тяг с серединой промежуточной рамы, а в направлении, перпендикулярном продольной оси - при помощи поперечных тяг, причем каждая поперечная тяга снабжена амортизатором, имеющим предварительно сжатый упругий элемент. It is also known that the device for transmitting the traction force of the TEM7 diesel locomotive used in its four-axle bogie [2] and adopted as a prototype consisting of rotary two-arm levers mounted on the ends of the frames of the biaxial bogies, the shoulders of which are connected in the direction of the longitudinal axis of the rolling stock using inclined rods with the middle of the intermediate frame, and in the direction perpendicular to the longitudinal axis - using transverse rods, each transverse rod equipped with a shock absorber having a pre-compressed pack UM element.

Недостатком известного устройства является сложность конструкции поперечной тяги, а предварительное сжатие упругого элемента до 30 кН вызывает трудности при его сборке и, особенно, ремонте, поскольку резьбовые соединения при ударном режиме работы этой тяги становятся неразборными. Еще более затруднено применение такой тяги на мощных локомотивах, поскольку упругий элемент в этом случае должен быть сжат до 50-70 кН. A disadvantage of the known device is the design complexity of the transverse thrust, and the preliminary compression of the elastic element to 30 kN causes difficulties in its assembly and, especially, repair, since the threaded joints during the shock mode of operation of this thrust become inseparable. The use of such traction on powerful locomotives is even more difficult, since the elastic element in this case must be compressed to 50-70 kN.

Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности и эффективности работы устройства для передачи сил тяги и торможения локомотива за счет совершенствования конструкции амортизаторов поперечных тяг и установленных в них упругих элементов. The technical result of the present invention is to increase the reliability and efficiency of the device for transmitting traction and braking forces of a locomotive by improving the design of shock absorbers of transverse rods and installed elastic elements in them.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для передачи сил тяги и торможения локомотива, содержащем закрепленные на обращенных друг к другу концах рам двухосных тележек поворотные двуплечие рычаги, одни плечи которых соединены в направлении продольной оси подвижного состава при помощи наклонных тяг с серединой промежуточной рамы, а другие плечи соединены между собой в направлении, перпендикулярном продольной оси, при помощи поперечных тяг с упругими элементами, каждая поперечная тяга выполнена из двух имеющих возможность взаимного перемещения в пределах заданных зазоров друг относительно друга вдоль ее продольной оси частей, конец одной из которых соединен с корпусом, в котором между частями размещены два комплекта упругих элементов разной жесткости, при этом упругие элементы комплекта с меньшей жесткостью выполнены резинометаллическими, а между корпусом и комплектом резинометаллических упругих элементов меньшей жесткости установлены фрикционные элементы, соприкасающиеся с корпусом, а с каждой стороны комплекта резинометаллических упругих элементов меньшей жесткости установлены упорные шайбы. Такое устройство, благодаря новой конструкции поперечной тяги, будет иметь нелинейную зависимость упругих сил, а также демпфирующих сил трения, возникающих при ее сжатии-растяжении, которое будет иметь место при колебаниях галопирования тележки. The specified technical result is achieved by the fact that in the device for transmitting traction and braking forces of the locomotive, comprising pivoting two-arm levers fixed to the ends of the frames of the biaxial bogies, one of whose shoulders are connected in the direction of the longitudinal axis of the rolling stock with the help of inclined rods with the middle of the intermediate frame and other shoulders are interconnected in a direction perpendicular to the longitudinal axis, using transverse rods with elastic elements, each transverse rod is made of two the possibility of mutual movement within the specified gaps relative to each other along its longitudinal axis of the parts, the end of one of which is connected to the body, in which two sets of elastic elements of different stiffness are placed between the parts, while the elastic elements of the set with less rigidity are made of rubber and metal, and between the body and a set of rubber-metal elastic elements of lower stiffness, frictional elements are installed in contact with the body, and on each side of the set of rubber-metal elastic of these elements of lower rigidity thrust washers are installed. Such a device, due to the new design of the transverse thrust, will have a nonlinear dependence of the elastic forces, as well as the damping friction forces arising from its compression-tension, which will take place when the carts are galloping.

На фиг.1 изображено устройство для передачи сил тяги и торможения локомотива; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение по Б-Б на фиг.2 (поперечная тяга в разрезе). Figure 1 shows a device for transmitting traction and braking of a locomotive; in FIG. 2 - section along aa in figure 1; figure 3 is a cross-section along BB in figure 2 (transverse thrust in section).

Устройство для передачи сил тяги и торможения локомотива состоит (фиг.1 - фиг. 3) из закрепленных на обращенных друг к другу концах рам 1 двухосных тележек поворотных двуплечих рычагов 2, одни плечи которых соединены в направлении продольной оси подвижного состава при помощи наклонных тяг 3 с серединой промежуточной рамы 4, а другие плечи соединены между собой, в направлении, перпендикулярном продольной оси, при помощи поперечных тяг 5, причем каждая тяга 5 состоит из двух имеющих возможность взаимного перемещения в пределах заданных зазоров δ друг относительно друга вдоль ее продольной оси частей 6 и 7, одна из которых 7 соединена с корпусом 8. Между частями 6 и 7 в корпусе 8 размещены два комплекта упругих элементов разной жесткости 9 и 10, при этом упругие элементы 9 комплекта с меньшей жесткостью выполнены резинометаллическими, а упругие элементы комплекта большей жесткости 10 могут быть как резинометаллическими, так и пружинными. Между корпусом 8 и комплектом резинометаллических упругих элементов меньшей жесткости 9 установлены фрикционные элементы 11, соприкасающиеся с корпусом 8. С каждой стороны комплекта резинометаллических упругих элементов меньшей жесткости 9 установлены упорные шайбы 12. A device for transmitting traction and braking forces of a locomotive consists (Fig. 1 - Fig. 3) of biaxial trolleys of two-arm levers 2 fixed on the ends of the frames 1 fixed to each other, one of whose shoulders are connected in the direction of the longitudinal axis of the rolling stock using inclined rods 3 with the middle of the intermediate frame 4, and the other shoulders are connected to each other, in a direction perpendicular to the longitudinal axis, using transverse rods 5, and each rod 5 consists of two with the possibility of mutual movement within the specified gaps δ relative to each other along its longitudinal axis of parts 6 and 7, one of which 7 is connected to the housing 8. Between parts 6 and 7 in the housing 8 are two sets of elastic elements of different stiffnesses 9 and 10, while the elastic elements 9 of the set with less rigidity are made rubber-metal, and the elastic elements of the set of greater rigidity 10 can be both rubber-metal and spring. Between the housing 8 and the set of rubber elastic elements of lesser stiffness 9, friction elements 11 are installed in contact with the housing 8. On each side of the set of rubber-metal elastic elements of lower stiffness 9, thrust washers 12 are installed.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При трогании локомотива с места, движении с низкими скоростями с силой тяги, близкой к ограничению сцепления колеса с рельсом, и при торможении зазоры δ между частями 6 и 7 поперечной тяги 5, вследствие заданной жесткости упругих элементов 9 и 10, выбраны; продольная связь рамы 1 тележки с промежуточной (или главной) рамой 4 становится жесткой. При движении со скоростями более 50-60 км/ч, в соответствии с тяговой характеристикой локомотивов, продольные силы между рамой 1 тележки и промежуточной рамой 4 уменьшаются, появляются зазоры δ, поперечная тяга 5 становится упругой и позволяет компенсировать появляющиеся несовпадения траекторий движения между рамой 1 тележки и промежуточной рамой 4 при их колебаниях и, таким образом, существенно снижать динамические усилия в устройстве для передачи силы тяги и торможения локомотива. Когда продольные силы между рамой 1 тележки и промежуточной рамой 4 невелики комплекты упругих элементов 9 и 10 работают совместно. При увеличении указанных продольных сил комплект резинометаллических упругих элементов меньшей жесткости 9 деформируется до соприкосновения фрикционных элементов 11 с упорными шайбами 12 и выключается из работы, а жесткость поперечной тяги 5 при этом возрастает. Кроме того, комплект упругих резинометаллических элементов меньшей жесткости 9 при деформации увеличивается в диаметре и прижимает фрикционные элементы 11 к корпусу 8. Появляющаяся от взаимодействия корпуса 8 с фрикционными элементами 11 сила трения позволяет демпфировать колебания галопирования и подергивания тележек. When starting the locomotive, moving at low speeds with a traction force close to limiting the adhesion of the wheel to the rail, and when braking, the gaps δ between parts 6 and 7 of the transverse link 5, due to the specified stiffness of the elastic elements 9 and 10, are selected; the longitudinal connection of the frame 1 of the trolley with an intermediate (or main) frame 4 becomes rigid. When driving at speeds of more than 50-60 km / h, in accordance with the traction characteristic of locomotives, the longitudinal forces between the trolley frame 1 and the intermediate frame 4 decrease, gaps δ appear, the transverse link 5 becomes elastic and allows you to compensate for the inconsistencies in the motion paths between frame 1 bogies and the intermediate frame 4 during their oscillations and, thus, significantly reduce the dynamic forces in the device for transmitting traction and braking of the locomotive. When the longitudinal forces between the frame 1 of the trolley and the intermediate frame 4 are small, the sets of elastic elements 9 and 10 work together. With an increase in the indicated longitudinal forces, a set of rubber-metal elastic elements of lower stiffness 9 is deformed until the friction elements 11 come in contact with the thrust washers 12 and are turned off, and the stiffness of the transverse rod 5 increases. In addition, a set of elastic rubber-metal elements of lesser stiffness 9 increases in diameter during deformation and presses the friction elements 11 against the housing 8. The friction force arising from the interaction of the housing 8 with the friction elements 11 allows damping vibrations of galloping and twitching of the bogies.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N461011 B 61 F 5/02, 1975.Sources of information
1. USSR author's certificate N461011 B 61 F 5/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР N872350 B 61 F 5/02, 1981. 2. USSR Author's Certificate N872350 B 61 F 5/02, 1981.

Claims (1)

Устройство для передачи сил тяги и торможения локомотива, содержащее закрепленные на обращенных друг к другу концах рам двухосных тележек поворотные двуплечие рычаги, одни плечи которых соединены в направлении продольной оси подвижного состава при помощи наклонных тяг с серединой промежуточной рамы, а другие плечи соединены между собой в направлении, перпендикулярном продольной оси, при помощи поперечных тяг с упругими элементами, отличающееся тем, что каждая поперечная тяга выполнена из двух имеющих возможность взаимного перемещения в пределах заданных зазоров относительно друг друга вдоль ее продольной оси частей, конец одной из которых соединен с корпусом, в котором между частями размещены два комплекта упругих элементов разной жесткости, при этом упругие элементы комплекта с меньшей жесткостью выполнены резинометаллическими, а между корпусом и комплектом резинометаллических упругих элементов меньшей жесткости установлены фрикционные элементы, соприкасающиеся с корпусом, а с каждой стороны комплекта резинометаллических упругих элементов меньшей жесткости установлены упорные шайбы. A device for transmitting traction and braking forces of a locomotive, comprising pivoting two-arm levers fixed to the ends of the axles of the biaxial bogies, one of whose arms are connected in the direction of the longitudinal axis of the rolling stock with inclined rods to the middle of the intermediate frame, and the other shoulders are interconnected in the direction perpendicular to the longitudinal axis, using transverse rods with elastic elements, characterized in that each transverse rod is made of two with the possibility of mutual movement within specified gaps relative to each other along its longitudinal axis of the parts, the end of one of which is connected to the body, in which two sets of elastic elements of different stiffness are placed between the parts, while the elastic elements of the set with less rigidity are made of rubber-metal, and between the case and the set of rubber-metal friction elements in contact with the body are installed of elastic elements of lower stiffness, and on each side of the set of rubber-metal elastic elements of lower stiffness thrust washers are installed.

Images