Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях трехосных бесчелюстных тележек тепловозов.The present invention relates to the field of rail vehicles and can be used in the construction of triaxial jawless diesel locomotive bogies.
Известен колесно-моторный блок локомотива (тепловоз ТЭЗ) описанный и показанный на стр. 120-122, рис. 79 и рис. 80 в книге «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учеб. для студентов вузов обучающихся по специальности Локомотивостроение А.А. Камаев и др. Под ред. А.А. Камаева. - М.: Машиностроение 1981 г.». Такой колесно-моторный блок состоит из колесной пары с буксами, на оси которой с помощью моторно-осевых подшипников навешен тяговый электродвигатель, причем его боковая сторона с помощью пружинной подвески взаимосвязана с рамой тележки тепловоза. Несмотря на свою эффективность использования, такая схема навески тягового электродвигателя обладает существенным недостатком заключающимся в том, что при движении локомотива в кривых участках пути колесные пары не могут располагаться по радиусу относительно центра траектории такой кривой в результате чего происходит повышенный износ гребней колес колесных пар, что в итоге тепловозы значительное время простаивают в неплановых ремонтах и депо несут существенные трудовые затраты по последним.Known wheel-motor block of a locomotive (diesel locomotive TEZ) described and shown on pages 120-122, Fig. 79 and fig. 80 in the book “Design, calculation and design of locomotives. Textbook for university students enrolled in the specialty Locomotive Engineering A.A. Kamaev et al. Ed. A.A. Kamaev. - M.: Mechanical Engineering 1981 ". Such a wheel-motor block consists of a wheel pair with axle boxes, on the axis of which a traction motor is mounted using motor-axial bearings, and its side with the help of a spring suspension is interconnected with the frame of the diesel locomotive. Despite its efficiency of use, this design of the traction motor linkage has a significant drawback in that, when the locomotive moves in the curved sections of the track, the wheel pairs cannot be radially relative to the center of the trajectory of such a curve, resulting in increased wear of the wheel wheel flanges, which as a result, diesel locomotives stand idle for unplanned repairs for a considerable time and the depot incurs significant labor costs for the latter.
Известен также колесно-моторный блок тепловоза описанный и показанный в патенте RU2284930 отличающийся от аналоговой конструкции тем, что в поперечной плоскости тележки размещена дополнительная балка, состоящая из двух вертикальных участков, концы которых представляют собой крышки букс жестко закрепленных на внешних их торцевых поверхностях и одного горизонтального участка расположенного вертикальной плоскости проходящей через продольную ось колесной пары и параллельно последней, причем на упомянутом горизонтальном участки дополнительной балки одной из своих боковых сторон, жестко закреплен тяговый электродвигатель. Не смотря на такое подвешивание ТЭД такая конструкция, как и описанная в аналоге не способна копировать колесными парами колесно-моторного блока кривую рельсового пути, что в результате приводит к поврежденному износу гребней их колес.Also known is the wheel-motor unit of the diesel locomotive described and shown in patent RU2284930, which differs from the analog design in that an additional beam is arranged in the transverse plane of the trolley, consisting of two vertical sections, the ends of which are the covers of the axle boxes rigidly fixed to their outer end surfaces and one horizontal plot located vertical plane passing through the longitudinal axis of the wheelset and parallel to the latter, and on the horizontal sections add noy beams one of its sides, rigidly mounted drive motor. Despite such a suspension of the TED, such a design as described in the analogue is not able to copy the curve of the rail track with the wheel pairs of the wheel-motor unit, which as a result leads to damaged wear of the flanges of their wheels.
Поэтому, целью предлагаемого изобретения является разработка такой конструкции колесно-моторного блока локомотива, которая бы позволила снизить износ гребней колес колесных пар локомотивов при прохождении ими не только прямых но и кривых участков пути.Therefore, the aim of the invention is to develop such a design of the locomotive wheel-motor block, which would reduce the wear of the wheel flanges of the locomotive wheel pairs when they pass not only straight but also curved sections of the track.
Поставленная цель достигается тем, что на поперечно расположенном брусе тележки жестко закреплена пара дугообразной формы пружинных подвесок и он в своей средней части снабжен шлицевой втулкой взаимосвязанной с шлицевым пальцем выполненным из упругого материала и жестко закрепленным на раме тележки локомотива.This goal is achieved by the fact that a pair of arcuate spring suspensions is rigidly fixed on the transverse beam of the trolley and it is equipped in its middle part with a spline sleeve interconnected with a spline finger made of elastic material and rigidly fixed to the frame of the locomotive carriage.
На чертежах фиг. 1 показана часть тележки локомотива с колесно-моторным блоком вид сбоку и на фиг. 2 его часть, но вид сверху.In the drawings of FIG. 1 shows a side view of a locomotive trolley with a wheel-motor block, and in FIG. 2 part of it, but top view.
Колесно-моторный блок локомотива состоит из тягового электродвигателя 1 снабженного моторно-осевым подшипником 2 связанного с осью 3 колесной пары 4 расположенной на рельсах 5. Колесная пара 4 расположена в буксах 6 связанными поводками 7 с рамой тележки 8. Тяговый электродвигатель 8 с помощью редуктора 9 соединен с осью 3 колесной пары 4 и на нем с помощью опор 10 закреплены пальцы 11 расположенные подвижно в дугообразной формы направляющих 12 с установленными в них винтовыми пружинами сжатия 13. Дугообразной формы направляющие 12 жестко закреплены на брусе 14 снабженным шлицевой втулкой 15, в которой расположен шлицевый палец 16 жестко закрепленный на раме тележки 8.The locomotive wheel-motor unit consists of a traction motor 1 equipped with a motor-axial bearing 2 connected to the axle 3 of a wheel pair 4 located on the rails 5. The wheel pair 4 is located in the axle boxes 6 connected leashes 7 with the frame of the carriage 8. Traction motor 8 with a gearbox 9 connected to the axle 3 of the wheelset 4 and on it with the help of supports 10 pins 11 are mounted movably in an arc-shaped guides 12 with screw compression springs installed in them 13. The arc-shaped guides 12 are rigidly fixed on a bar 14 provided with a splined hub 15 to which is splined the finger 16 is rigidly secured to the bogie frame 8.
Работает колесно-моторный блок локомотива следующим образом. При поступательном прямолинейном движении локомотивов снабженных бесчелюстными тележками, как известно, колесные пары последних подвержены вилянию при этом, поперечные боковые нагрузки приложенные к гребням колес колесных пар достигают порядка 2 тонн.. Однако в предложенной конструкции подобного явления не происходит и вот почему. Из представленных чертежей фиг. 1 и фиг. 2 видно, что колесно моторный блок (состоящий из тягового электродвигателя 1 и колесной пары 4) через опоры 10, пальцы 11, дугообразной формы направляющие 12, брус 14 и шлицевую втулку 15 связан с шлицевым пальцем 16. Так что если бы под действием бокового усилия приложенного к гребням колес колесной пары 4 (см. фиг. 2) по стрелке В такая нагрузка могла обеспечить угловой поворот шлицевого пальца 16 то произойти этого не может по причине того, что крутильная жесткость шлицевого пальца 16 подобрана такой, что его упругая угловая деформация может произойти только под действием усилия, например 3,5-4,0 тонны. Следовательно, при действии бокового усилия в 2 тонны колесно-моторный блок получить углового поворота по стрелке С (см. фиг. 2) не может, что и по сути дела исключит виляние колесных пар 4 тележки локомотива. Предположим теперь, что локомотив вошел в кривую пути и его тележка получит угловой поворот по стрелке Е относительно кузова локомотива (на чертежах кузов не показан). Известно, что при таком угловом повороте боковые нагрузки на гребни колес набегающих на рельс колесных пар в практике достигают 6,0 тонн. Поэтому подобрав крутильную жесткость шлицевого пальца 16 по известной зависимости где G - модуль упругости материала, Jρ - полярный момент инерции шлицевого пальца, l - длина шлицевого пальца и d его диаметр, можно подобрать такое значение крутильной жесткости шлицевого пальца 16, которая бы и позволила получить упругую угловую деформацию его при усилии равным 4,5-5,5 тонны. После прохода кривого участка пути и ичезновении бокового усилия действующего на гребень колеса колесной пары 4 все детали описанного и показанного на чертежах технического решения займут исходное положение. Далее описанные процессы углового поворота колесно-моторного блока локомотива будут идентичны вышеописанным в зависимости от направления рельсового пути.Works wheel-motor unit of the locomotive as follows. During linear progression of locomotives equipped with jawless bogies, as you know, the wheelsets of the latter are subject to wobbling while the lateral lateral loads applied to the wheel flanges reach about 2 tons. However, this phenomenon does not occur in the proposed design and this is why. From the presented drawings of FIG. 1 and FIG. 2 it can be seen that the wheel-motor unit (consisting of a traction motor 1 and a wheel pair 4) through supports 10, fingers 11, arcuate guides 12, beam 14 and spline sleeve 15 is connected to the spline pin 16. So if under the influence of lateral force applied to the wheel flanges of the wheelset 4 (see Fig. 2) in the direction of arrow B, such a load could provide an angular rotation of the spline pin 16, this cannot happen because the torsional stiffness of the spline pin 16 is selected such that its elastic angular deformation can to happen only under the influence of effort, for example 3.5-4.0 tons. Therefore, under the action of a lateral force of 2 tons, the wheel-motor unit cannot receive angular rotation in the direction of arrow C (see Fig. 2), which, in essence, eliminates the wobble of the wheel pairs 4 of the locomotive carriage. Suppose now that the locomotive has entered a curved path and its cart will receive an angular rotation in the direction of arrow E relative to the body of the locomotive (the body is not shown in the drawings). It is known that with such an angular rotation, the lateral loads on the wheel flanges of the wheelsets running on the rail reach 6.0 tons in practice. Therefore, choosing the torsional stiffness of the spline pin 16 according to a known dependence where G is the modulus of elasticity of the material, Jρ is the polar moment of inertia of the spline finger, l is the length of the spline finger and d is its diameter, it is possible to choose such a value of torsional stiffness of the spline finger 16, which would make it possible to obtain elastic angular deformation of it with a force of 4.5 -5.5 tons. After the passage of the curved section of the track and the disappearance of the lateral force of the wheel pair 4 acting on the wheel flange, all the details of the technical solution described and shown in the drawings will take up the initial position. Further, the described processes of angular rotation of the locomotive wheel-motor unit will be identical to those described above depending on the direction of the rail track.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно позволяет повысить надежность ходовых частей локомотивов за счет снижения износа гребней колес при прохождении не только кривых, но и прямых участков рельсового пути.The technical and economic advantage of the proposed technical solution in comparison with the known ones is obvious, since it makes it possible to increase the reliability of the locomotive running gears by reducing wear of the wheel flanges when passing not only curves, but also straight sections of the rail track.
