опорное устройство рамы кузова локомотива

Формула изобретения

Опорное устройство рамы кузова локомотива, содержащее на тележке передние и задние боковые опоры, состоящие из роликовых частей и конических стаканов с внутренними резинометаллическими элементами, установленными посредством плоских колец на роликовых частях, отличающееся тем, что снабжено снаружи конических стаканов кольцевыми резинометаллическими элементами с фланцами и на задних боковых опорах тележки двумя пневмоцилиндрами, поршни которых гибко соединены через конические стаканы и внутренние резинометаллические элементы с плоскими кольцами роликовых частей.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к конструкции опорного устройства рамы кузова локомотива на трехосную тележку.

Известно опорное устройство рамы кузова локомотива, имеющее на трехосной тележке передние и задние боковые опоры, состоящие из роликовых частей и расширяющихся вниз конических стаканов с внутренними резинометаллическими элементами, установленными посредством плоских колец на роликовых частях /1/.

Недостатком известного опорного устройства является снижение тяговых свойств локомотива вследствие дополнительного поворота тележек в вертикальной продольной плоскости и возникающих при этом неравных осей нагрузок при действии силы тяги. При одностороннем расположении тяговых электродвигателей в тележке наиболее недогруженной, лимитирующей по силе тяги, является первая ось первой по ходу движения тележки.

В изобретении решается задача выравнивания осевых нагрузок локомотива за счет устранения угла поворота первой по ходу движения тележки и установки определенного угла поворота второй тележки в продольной вертикальной плоскости при развитии силы тяги.

Для решения указанной задачи опорное устройство рамы кузова локомотива, содержащее на тележке передние и задние боковые опоры, состоящие из роликовых частей и конических стаканов с внутренними резинометаллическими элементами, установленными посредством плоских колец на роликовых частях, снабжено снаружи конических стаканов кольцевыми резинометаллическими элементами с фланцами и на задних боковых опорах тележки двумя пневмоцилиндрами, поршни которых гибко соединены через конические стаканы и внутренние резинометаллические элементы с плоскими кольцами роликовых частей.

Техническим преимуществом заявленного опорного устройства рамы кузова локомотива является равенство вертикальных нагрузок при развитии силы тяги для четырех осей, для трех осей в первой тележке и одной оси во второй тележке, являющейся четвертой осью по ходу движения, что повышает тяговые свойства локомотива.

Заявленное опорное устройство рамы кузова может быть применено для грузовых и маневровых тепловозов, что позволяет повысить их тяговые свойства.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена передняя боковая опора тележки, вид сбоку; на фиг. 2 - задняя боковая опора тележки, имеющая пневмоцилиндр, вид сбоку; на фиг. 3 - установка боковых опор на первую по ходу движения тележку, вид на тележку сбоку.

Опорное устройство рамы кузова локомотива имеет передние боковые опоры тележки (см. фиг. 1), установленные на стороне тележки, обращенной к автосцепке, и задние боковые опоры тележки (см. фиг. 2), установленные на стороне тележки, обращенной к середине рамы кузова, имеющие пневмоцилиндры. На фиг. 3 представлено расположение боковых опор на первой по ходу движения тележке. На второй тележке расположение боковых опор по ходу движения будет обратное.

Боковые опоры имеют роликовые части, состоящие из цилиндрических роликов 1, перекатывающихся по опорной поверхности "a" рамы тележки (см. фиг. 1, 2) в корпусе 2 опоры и опорных плит 3, установленных на цилиндрических роликах 1. Для согласованного перекатывания при повороте тележки вокруг шкворня 4 (см. фиг. 3) ролики 1 заключены по торцам в обоймы 5 (см. фиг. 1, 2) и имеют направление установки, совпадающее с радиусами поворота тележки вокруг шкворня 4. На опорной плите 3 роликовой части располагается плоское кольцо 6, фиксируемое в передней опоре (см. фиг. 1) посредством центрального выступа "б" опорной плиты 3 и в задней опоре (см. фиг. 2) посредством краевого выступа "в" опорной плиты. Конический стакан 7 с центральным отверстием "г" имеет внутренние резинометаллические элементы 8, установленные посредством плоского кольца 6 на роликовой части и имеет образующие полый цилиндр наружные кольцевые резинометаллические элементы 9, на которые опирается фланец 10, закрепленный в раме кузова 11, ограниченный днищем "д". Задняя боковая опора (см. фиг. 2) имеет во внутренних резинометаллических элементах 8 центральные отверстия "е". Внутренние резинометаллические элементы 8 имеют плоские пластины "ж" и наружные резинометаллические элементы 9 имеют конические кольцевые пластины "з". Оба вида пластин придают устойчивость резине при ее сжатии под вертикальной нагрузкой. На днище "д" сверху фланца 10 задней опоры (см. фиг. 2) вертикально установлен пневмоцилиндр 12 одностороннего действия с подпружиненным поршнем 13, имеющим втулку "и", через которую проходит гибкий элемент 14, закрепленный на внешней стороне поршня посредством пластин 15. Поршень 15 гибким элементом 14 соединен через отверстие "г" конического стакана и отверстия "е" внутренних резинометаллических элементов 8 с плоским кольцом 6 на роликовой части.

На тележке (см. фиг. 3) установлены осевые тяговые электродвигатели 16 с односторонним расположением, имеющие опоры 17 на раме тележки.

Тележка локомотива имеет индивидуальное рессорное подвешивание с буксовыми пружинами 18 на каждой оси.

Вертикальная нагрузка от рамы 11 кузова (см. фиг. 1, 2) передается через фланец 10, наружные кольцевые резинометаллические элементы 9, конический стакан 7, внутренние резинометаллические элементы 8, включенные последовательно через конический стакан 7 с наружными кольцевыми резинометаллическими элементами 9, и далее через плоское кольцо 6, опорную плиту 3 и цилиндрические ролики 1 на опорную поверхность "а" рамы тележки. Элемент 14 (см. фиг, 2) не передает вертикальной нагрузки вниз вследствие его гибкости. Он передает только вертикальную силу вверх со стороны поршня при подаче под давлением "р" воздуха под поршень 13. Конический стакан 7 входит верхней частью внутрь фланца 10, вследствие чего наружные кольцевые резинометаллические элементы 9 практически не имеют поперечного сдвига в горизонтальной плоскости.

Опорное устройство рамы кузова при развитии силы тяги работает следующим образом. При отсутствии давления "р" воздуха в цилиндрах 12 обеих тележек рама с кузовом под действием силы тяги на автосцепке и сил электродвигателей на опорах 17 наклоняется на буксовых пружинах 18 вперед. Вторая по ходу движения тележка имеет перегруженные оси, первая - недогруженные. Отдельно на каждую тележку в вертикальной продольной плоскости действует опрокидывающий момент

M_опр = 3 F_к = 3F_к h,

где F_к - сила тяги опорной оси;

h - расстояние по вертикали от рельс до точки приложения силы тяги на шкворне 4 (см. фиг. 3), который стремится повернуть тележку назад.

Рама каждой тележки благодаря резинометаллическим элемента 8 и 9 имеет возможность поворочиваться в вертикальной продольной плоскости и наклоняться назад тем больше, чем жесткость резинометаллических элементов. При повышении давления "р" в цилиндрах 12 первой по ходу движения тележки гибкий элемент 14 (см. фиг. 2) все более сжимает внутренние 8 и наружные 9 резинометаллические элементы. Под действием веса кузова первая тележка все более выпрямляется и при определенном давлении "р" устанавливается горизонтально. Осевые нагрузки первой по ходу движения тележки при этом будут равны. Выбором количества кольцевых резинометаллических элементов 9 всегда можно установить поворот второй тележки под действием опрокидывающего момента M_опр такой, что осевая нагрузка ее первой оси будет равна осевым нагрузкам первой тележки. При изменении направления движения локомотива воздух под давлением "р" подается в пневмоцилиндры другой тележки, опять первой по ходу движения. Выравнивание осевых нагрузок для первых четырех осей происходит аналогично. При развитии силы тяги осевые нагрузки первых четырех осей по ходу движения всегда будут незначительно меньше нагрузок осей в статическом состоянии локомотива при отсутствии силы тяги. Осевые нагрузки двух осей, пятой и шестой по ходу движения, будут больше нагрузок осей в статическом состоянии локомотива при отсутствии и силы тяги.

Предлагаемое опорное устройство рамы кузова локомотива при развитии силы тяги обеспечивает высокий уровень минимальных осевых нагрузок и коэффициент использования сцепной массы локомотива для длительной силы тяги, близкий к единице.

Источники информации

1. Филонов С. П., Гибалов А.И. и др. "Тепловоз 2ТЭ116", изд. 2-ое, переработанное и доп., М., Транспорт, 1985, с. 153, рис. 85; с. 178, рис. 98 - прототип.