монорельсовый тягач

Формула изобретения

Монорельсовый тягач, содержащий раму, выполненную в виде расположенных с двух сторон рельса балок, концы которых жестко соединены огибающими рельс хомутами со сцепными устройствами, установленные на раме опорные колеса, противоположный им относительно рельса подвижный вдоль рельса нажимной рычаг с установленным на нем приводным колесом, Т-образный угловой рычаг, взаимодействующий сухарями концов коротких плеч, направленных вдоль рельса в разные стороны, с овальными гнездами полости первого хомута, параллельный рельсу шарнирный стержень, соединяющий конец длинного плеча Т-образного рычага с кронштейном нажимного рычага, перпендикулярный рельсу шарнирный стержень, соединяющий средний шарнир Т-образного рычага с нажимным рычагом, приспособление начального затяга, привод и тормоз, отличающийся тем, что противоположный Т-образному рычагу второй хомут выполнен с роликами фиксации приводного колеса и опорных колес в перпендикулярной рельсу плоскости, и этот хомут соединен шарниром со средней частью перпендикулярного рельсу двуплечего рычага, конец направленного в сторону рельса плеча которого соединен шарниром с концом нажимного рычага, а на конце второго плеча двуплечего рычага установлен противовес.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое устройство относится к монорельсовым тягачам с регулируемым давлением приводных колес на рельс в зависимости от создаваемой ими силы тяги, которые могут быть использованы при движении транспортных средств по сложной пространственной трассе с углами наклона рельсовых путей до 90°.

Известен монорельсовый тягач по а.с. №670487, МКИ 61 В 13/04, публ. 1979 г., содержащий раму из двух продольных балок, жестко соединенных по концам огибающими монорельс хомутами. На балках рамы смонтированы две пары опорных колес, взаимодействующих с рельсом, а оба хомута оборудованы сцепками. Один из хомутов соединен перпендикулярным рельсу щарнирным стержнем с концом продольного подвижного рычага с размещенным на нем приводным колесом, взаимодействующим с рельсом с противоположной опорным колесам стороны, а второй конец подвижного рычага соединен перпендикулярным рельсу шарнирным стержнем с центральным шарниром Т-образного углового рычага, короткие плечи которого направлены в разные стороны вдоль рельса и опираются сухарями на своих концах на гнезда кронштейна, укрепленного на втором хомуте. Перпендикулярное рельсу центральное плечо Т-образного углового рычага соединено параллельным рельсу шарнирным стержнем с концом стойки, укрепленной на подвижном рычаге приводного колеса, а между рамой и подвижным рычагом шарнирно установлено приспособление начального затяга.

Недостатками этого устройства являются нарушения в работе регулирующего механизма при движении тягача по наклонным путям и их вертикальным закруглениям, а также неблагоприятное влияние сил инерции подвижного рычага приводного колеса и составляющих сил, передаваемых работающими на растяжение шарнирными стержнями при их возможном отклонении от перпендикуляра к рельсу в результате упругих деформаций тягача и износе ходовых частей.

Известен также монорельсовый тягач по а.с. №1255490, МКИ В 61 С 13/08, публ. 1986 г., принятый за прототип, содержащий тележку с опорными колесами и огибающий рельс хомутами, ведущие катки, взаимодействующие с приводным роликом нажимного рычага, один конец которого связан перпендикулярным рельсу шарнирным стержнем с рамой тележки через хомут, а второй соединен с нею через Т-образный угловой рычаг, концы коротких плеч которого взаимодействуют с седлами кронштейна второго хомута, причем конец длинного плеча Т-образного углового рычага соединен параллельным рельсу шарнирным стержнем с кареткой ведущих катков.

Недостатком этого тягача является нарушение работы регулирующего механизма при движении по наклонным рельсовым путям под воздействием параллельной рельсу составляющей силы тяжести системы нажимного рычага и ведущих катков и под воздействием их сил инерции при неустановившемся движении.

Техническим результатом настоящего предложения является повышение надежности сцепления приводного колеса с рельсом при движении по наклонным путям и при неустановившемся движении, а также по вертикальным закруглениям пути.

Технический результат достигается тем, что монорельсовый тягач, содержащий раму, выполненную в виде расположенных с двух сторон рельса балок, концы которых жестко связаны с огибающими рельс хомутами, имеющими буферные и сцепные устройства, установленные на раме опорные колеса, подвижный Т-образный угловой рычаг, взаимодействующий сухарями концов коротких плеч, направленных вдоль рельса в разные стороны, с овальными гнездами полости первого хомута, параллельный рельсу шарнирный стержень, соединяющий конец длинного плеча Т-образного рычага с кронштейном нажимного рычага, перпендикулярный рельсу шарнирный стержень, соединяющий Т-образный рычаг с нажимным рычагом, приспособление начального затяга, привод и тормоз, согласно изобретению противоположный Т-образному угловому рычагу второй хомут выполнен с роликами фиксации приводного колеса и опорных колес, причем этот хомут соединен шарниром со средней частью перпендикулярного рельсу двуплечего рычага, конец короткого плеча которого шарнирно соединен с концом нажимного рычага, а на конце длинного плеча двуплечего рычага установлен противовес.

Такое выполнение монорельсового тягача повышает надежность сцепления приводного колеса с рельсом, особенно при движении тягача по наклонным рельсовым путям и их вертикальным закруглениям.

Предложенный монорельсовый тягач поясняется чертежом.

Монорельсовый тягач смонтирован на раме 2, выполненной слитно с огибающими рельс хомутами 5 и 24. На хомуте 24 установлено сцепное устройство 25 и ролики 1 и 26, а хомут 5 имеет сцепное устройство 6 и выполнен с полостью 4, в которой размещен Т-образный угловой рычаг 12. В средней части рамы 2 установлены опорные колеса 3, взаимодействующие сверху с рельсом 27.

Противоположно опорным колесам 3 относительно рельса 27 расположен подвижный нажимной рычаг 16 с приводом и тормозом (не показаны). Подвижный рычаг 16 имеет кронштейн 17, конец которого соединен параллельным рельсу стержнем 14 с шарниром 13 Т-образного углового рычага 12, который сухарями 10 и 11 входит в контакт с овальными гнездами 8 полости 4 хомута 5. Шарнир 9 Т-образного рычага 12 соединяет его с перпендикулярным рельсу шарнирным стержнем 15, второй конец которого соединен с нажимным рычагом 16 с установленным на нем приводным колесом 18.

Конец нажимного рычага 16 со стороны хомута 24 шарниром 19 соединен с плечом 20 перпендикулярного рельсу двуплечего рычага, который шарниром 21 соединен с хомутом 24 и на конце второго плеча 22 имеет противовес 23.

Между кронштейном сцепного устройства 6 и концом нажимного рычага 16 шарнирно установлено перпендикулярное рельсу приспособление 7 начального затяга.

При работе монорельсового тягача на горизонтальном пути приспособление 7 начального затяга и плечо 20 двуплечего рычага с присоединенными к нему деталями и узлами создают давление на раму 2 тягача и далее на опорные колеса 3. Здесь под воздействием силы тяжести рычага 16 возникнут дополнительные сопротивления, которые на раме 2 суммируются с остальными сопротивлениями поезда и будут переданы вместе с ними на Т-образный угловой рычаг 12. Приспособление начального затяга 7 создаст также начальное давление приводного колеса 18 на рельс 27, необходимое при нулевых нагрузках.

При вращении приводного колеса 18 по стрелке I (по часовой стрелке) в зоне контакта приводного колеса 18 с рельсом 27 будет создана полезная сила тяги W ₁, равная , где - реализуемый коэффициент сцепления, - суммарный коэффициент сопротивления в зоне контакта приводного колеса с рельсом, N - регулируемое давление приводного колеса на рельс. Полезная сила тяги W₁ через приводное колесо 18, кронштейн 17 и шарнирный стержень 14 будет передана на шарнир 13 Т-образного углового рычага 12. При этом левый сухарь 10 войдет в контакт с овальным гнездом 8 полости 4, Т-образный угловой рычаг 12 создаст на шарнире 9 перпендикулярное рельсу усилие F₁ и передаст его через шарнирный стержень 15 на нажимной рычаг 16.

Нажимной рычаг 16, опираясь на шарнир 19, прижмет приводное колесо 18 усилием N, необходимым для создания полезной силы тяги W₁ за счет сцепления колеса с рельсом.

При вращении приводного колеса 18 по стрелке II (против часовой стрелки) в контакт с овальным гнездом 8 войдет сухарь 11 и на шарнирном стержне 15 будет создано усилие F₂, которое также обеспечит прижатие приводного колеса 18 к рельсу 27 с необходимым для надежного сцепления усилием N. При этом будет создана сила тяги W₂, отличная от силы W₁.

Силы F₁ и F₂ различны по величине, так как действующая на нажимной рычаг 16 реакция шарнирного стержня 14 при смене направления полезной силы тяги W меняет свой знак и это отражается на величине силы F. При этом передаточное число регулирующего механизма остается постоянным за счет подбора размеров плеч правой и левой стороны Т-образного углового рычага.

При движении монорельсового тягача по наклонным рельсовым путям параллельная рельсу составляющая силы тяжести нажимного рычага 16 с присоединенными к нему узлами и деталями искажает передаваемую шарнирным стержнем 14 управляющую силу. Для устранения этого дефекта регулирующего механизма применен двуплечий рычаг, на плечо 20 которого шарниром 19 опирается нажимной рычаг 16, а на конце второго плеча 22 установлен противовес 23, уравновешивающий параллельную рельсу составляющую силы тяжести узла нажимного рычага 16, если плечи l₁ и l₂ обратно пропорциональны силам тяжести противовеса 23 и нажимного рычага 16. При этом происходит также уравновешивание силы инерции нажимного рычага 16 при неустановившемся движении. Шарнир 21 передает эти силы на раму 2 тягача, где они суммируются на овальных гнездах полости 4 с остальными сопротивлениями поезда.

Постоянство передаточного числа Т-образного рычага 12 при его повороте обеспечено перпендикулярностью плеч правой и левой его половины, представляющих собой катеты прямоугольных треугольников с общей гипотенузой в виде отрезка между шарнирами 9 и 13.

Изгибающие моменты в теле рельса 27 сведены к минимуму расположением осей приводного колеса 18 и опорных колес 3 в перпендикулярной рельсу 27 плоскости, в которой их фиксируют ролики 1 и 26.

Соответствующие надежному сцеплению силовые процессы описывают следующие три уравнения: где T - сила сцепления приводного колеса 18 с рельсом; - коэффициент сцепления; N - регулируемое давление приводного колеса 18 на рельс 27; W - полезная сила тяги, равная суммарному сопротивлению поезда; m - передаточное число регулирующего механизма; N₀ - начальный затяг регулирующего механизма; - суммарное удельное сопротивление в зоне контакта приводного колеса 18 с рельсом 27.

В соответствии с этими уравнениями надежное сцепление приводного колеса 18 с рельсом 27 будет обеспечено при передаточном числе m регулирующего механизма, определяемым зависимостью

Итак, при работе предлагаемого монорельсового тягача происходит автоматическое регулирование давления приводного колеса 18 на рельс 27 в зависимости от создаваемой им силы тяги.

Тягач способен обеспечивать движение поезда по путям с пространственной трассой при любых углах наклона, включая 90°. Он может быть использован в качестве подающего механизма при создании различных технологических агрегатов. Расчетная сила тяги устройства этого типа может быть значительно увеличена, если опорные колеса 3 заменить приводными.