колесная пара тепловоза

Формула изобретения

Колесная пара тепловоза, содержащая ось с колесами и гребнями, а также буксами со смазкой, в которых размещены упорные подшипники, взаимосвязанные с упорами, расположенными с зазорами относительно торцов оси колесной пары, и амортизаторы, подпружиненные относительно упоров, отличающаяся тем, что на кольцах упорных подшипников, обращенных к торцам оси колесной пары, жестко закреплены диски с валами и на них также жестко, c возможностью вращения совместно с дисками и кольцами упорных подшипников установлены лопастные колеса, размещенные во внутренней полости упоров, причем стенки последних снабжены осевыми и радиальными каналами для прохода смазки в трубопроводы с обратными клапанами, закрепленными на корпусах букс, контактирующие другими своими концами через воздушные зазоры с гребнями колес колесной пары тепловоза.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях тепловозов, локомотивов.

Известны колесные пары тепловозов. Так, в книге “Конструкция и динамика тепловозов” под. ред. В.Н.Иванова, М.: Транспорт, 1974 г. на стр. 157-158 и на рис. 105 и 106 описана и показана колесная пара, состоящая из оси, на которую напрессованы колесные центры с бандажами и зубчатое колесо. На шейках оси расположены буксы (см. ту же книгу, стр. 168, рис. 115) с подшипниками и устройством, позволяющим воспринимать боковые силы, выполненным в виде подвижного осевого упора, подпружиненного пружиной сжатия относительно корпуса буксы. Существенным недостатком такой колесной пары является повышенный износ гребней колес, особенно при прохождении тепловозом кривых участков пути.

Известна также колесная пара тепловоза, описанная в книге “Конструкция, расчет и проектирование локомотивов” под. ред. А.А.Камаева, М.: Машиностроение, 1981 г. на стр. 66-67 и показанная на рис. 43 и 44. Такие колесные пары также состоят из оси, которая несет колесные центры с бандажами и буксовые узлы. Так же, как и у аналога, в буксах расположены упоры с пружинами с той лишь разницей, что контакт торцевых поверхностей оси с упором происходит через упорные шариковые подшипники. Несмотря на такое отличие, такие колесные пары также имеют низкий показатель долговечности гребней бандажей колесных центров.

Поэтому, целью предлагаемого изобретения является повышение надежности гребней колес колесных пар тепловозов за счет подачи смазки в зону контакта гребня колеса с рельсом.

Поставленная цель достигается тем, что на кольцах упорных подшипников, обращенных к торцам оси колесной пары жестко закреплены диски с валами, и на них так же жестко, с возможностью вращения совместно с дисками и кольцами упорных подшипников, установлены лопастные колеса, размещенные во внутренней полости упоров, причем стенки последних снабжены осевыми и радиальными каналами для прохода смазки в трубопроводы с обратными клапанами, закрепленными на корпусах букс, и контактирующие другими своими концами через воздушные зазоры с гребнями колес колесной пары тепловоза.

На фиг.1 показан общий вид колесной пары, а на фиг.2 - разрез ее по буксе.

Колесная пара тепловоза состоит из оси 1, на которой напрессованы колеса 2 с гребнями 3. Концы оси 1 с помощью подшипников 4 размещены в буксах 5 и к ним примыкают крышки 6. В крышках 6 подвижно, в продольной оси колесной пары, установлен упор 7, с одной стороны жестко связанный с кольцом 8 упорного подшипника 9, а с другой подпружинен относительно крышки 6 пружиной сжатия 10 и контактирует с амортизатором 11. Упор 7 снабжен осевыми 12 и радиальными 13 каналами. На другом кольце 14 упорного подшипника 9 жестко закреплен диск 15, снабженный валом 16, на котором установлено лопастное колесо 17. В нижней части крышки 6 установлены трубопроводы 18, снабженные обратными клапанами 19. В крышке 6 находится смазка 20 и заправочное отверстие 21.

Работает колесная пара тепловоза следующим образом. При входе тепловоза в кривую пути колесная пара смещается, например, влево по стрелке А и ее ось 1 входит в контакт своей торцевой частью с кольцом 14 упорного подшипника 9, которое получает вращение за счет сил трения, возникающих между последними. Одновременно кольцо 14 упорного подшипника 9 через его тела качения передает осевое усилие также по стрелке А кольцу 8, и последнее, взаимодействуя с упором 7, перемещает его по этой же стрелке, сжимая пружину сжатия 10. В зависимости от величины осевого усилия, связанного со скоростью движения тепловоза в кривой пути, присутствуют и различные по величине перемещения упора 7, и когда значение их достигнет максимума, тогда упор входит в контакт с амортизатором, полностью сжимая пружину 10. При таких линейных перемещениях упора кольцо 14 постоянно соединено с торцом оси 1 и передает вращающий момент диску 15, а следовательно, и валу 16, а так как вал 16 жестко соединен с лопастным колесом 17, то и последнее вращается. Такое вращение лопастного колеса из-за наличия смазки 20 вокруг него и во всей крышке 6 в целом создает избыточное давление, под действием которого через осевые и радиальные каналы 13 и 12 смазка 20 поступает к клапану 19, он открывается, и смазка 20 поступает через трубопровод 18 по стрелке С на гребень 3 колеса 2. После выхода тепловоза из кривой пути ось колесной пары занимает положение такое, как это показано на фиг.2, кольцо 14, не имея связи с торцом оси 1, останавливается, лопастное колесо 17 также прекращает вращаться, давление смазки 20 падает и клапан 19 закрывается, исключая тем самым истечение смазки 20 из крышки 6 в трубопровод 18. Подача смазки на гребень 3 правого колеса при входе тепловоза в кривую пути другой направленности происходит подобным образом, как это описано выше. Следует отметить, что при вилянии колесной пары, которое может возникнуть при движении тепловоза на больших скоростях, контакты торцов оси 1 с кольцами 14 упорных подшипников 9, расположенных в левой и правой буксах, естественно происходят, но так как это длится малые промежутки времени, то лопастные колеса 17 не могут создать избыточного давления смазки 20, и поэтому подача смазки на гребни 3 в такой момент времени не происходит. По мере расхода смазки 20 ее доливают через заправочное отверстие 21 в оборотных локомотивных депо.

Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с аналогом и прототипом очевидно, так как последнее за счет смазки гребней колес в кривых участках пути повышает долговечность гребней, а следовательно, снижает простои тепловозов в ремонтах и повышает в целом их надежность.