опора кузова на среднюю тележку трехтележечного железнодорожного экипажа

Формула изобретения

1. Опора кузова на среднюю тележку трехтележчатого железнодорожного экипажа, содержащая нижнюю, закрепленную на раме, тележку и верхнюю, связанную с кузовом, опорные плиты и размещенные между ними тела качения, объединенные сепаратором, к которому присоединены водила, взаимодействующие с упомянутыми плитами, отличающаяся тем, что рабочие поверхности опорных плит выполнены выпуклыми, а на их вершинах выполнены горизонтальные площадки, на которых установлены упомянутые тела качения.

2. Опора по п.1, отличающаяся тем, что рабочие поверхности опорных плит выполнены цилиндрическими.

3. Опора по п.1 или 2, отличающаяся тем, что к каждому телу качения подсоединены два водила.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и может быть использовано для опирания кузова на среднюю тележку трехтележечного железнодорожного экипажа, в частности электровозов ВЛ85, ВЛ65.

Известна конструкция опоры кузова на среднюю тележку указанных электровозов, содержащая сферические упоры, закрепленные на кузове и тележке, и опирающуюся на них телескопическую стойку, распертую пружиной [1]

Благодаря такой связи средней тележки с кузовом возможно большое относительное перемещение ее в поперечной плоскости (до 200 мм в кривых радиусом 125 м). Недостатком этой конструкции является невысокая отрицательная жесткость поперечного перемещения системы опирания на эту тележку: при длине стойки 1180 мм она составляет всего 200 Н/мм. Поэтому средняя тележка воспринимает очень малую долю боковых сил от кузова в кривых участках пути, что в конечном счете приводит к высокому уровню взаимодействия крайних тележек и пути и снижению допускаемой скорости движения в кривых участках пути.

Известна конструкция опоры кузова, содержащая верхнюю, связанную с кузовом, и нижнюю, закрепленную на раме тележки/ опорные плиты и размещенные между ними тела качения, объединенные сепаратором, к которому подсоединено водило, взаимодействующее с верхней и нижней опорными плитами [2]

Такая конструкция обеспечивает достаточно большие поперечные перемещения тележек относительно кузова, но не воспринимает боковые оси от кузова на тележку, что повышает уровень взаимодействия крайних тележек и пути.

Известна также конструкция роликовых опор с опорными плитами, в которых ролики расположены во впадинах, образованных плоскими поверхностями (например, опора кузова тепловозов ТЭ3, 2ТЭ10Л) или цилиндрическими поверхностями (опора кузова тепловоза 2ТЭ116) [3] принятая за прототип. Однако в этих опорах горизонтальная сила направлена в противоположную сторону от направления перемещения в предложенной опоре, поэтому применение подобной опоры для средней тележки повлекло бы за собой возрастание сил, действующих на путь от крайних тележек, по сравнению с предыдущей опорой, не передающей горизонтальной силы.

Целью настоящего изобретения является снижение бокового воздействия трехтележечного железнодорожного экипажа на путь в кривых участках пути.

Для достижения этой цели в опоре кузова на среднюю тележку железнодорожного экипажа, содержащей нижнюю, закрепленную на раме тележки, и верхнюю, связанную с кузовом, опорные плиты и размещенные между ними тела качения, объединенные сепаратором, к которому подсоединены водила, взаимодействующие с верхней и нижней опорными плитами, рабочие поверхности опорных плит выполнены выпуклыми (цилиндрическими или в виде сочетания плоских поверхностей), а на вершинах этих рабочих поверхностей имеются горизонтальные площадки, на которых установлены тела качения.

Такая конструкция опоры позволяет в зависимости от кривизны рабочих поверхностей (или их наклона) передавать различную долю боковых сил от кузова на среднюю тележку. Так, если угол наклона рабочих поверхностей будет составлять 11^o, то боковое воздействие от кузова на все тележки разделится поровну.

Для увеличения долговечности работы возможна конструкция шарнирных узлов, при которой к каждому телу качения подсоединены два водила. Это позволит рассредоточить горизонтальную силу в боковой опоре на шарниры четырех водил, что повысит их долговечность.

На фиг. 1 изображена опора кузова на среднюю тележку локомотива, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 возможный вариант исполнения опоры кузова.

На боковине рамы средней тележки 1 установлен корпус 2 опоры кузова, в нем размещена нижняя опорная плита 3 с выпуклыми криволинейными рабочими поверхностями (возможно исполнение с наклонными рабочими поверхностями), имеющими на вершинах горизонтальные площадки, на которые опираются ролики 4, объединенные сепаратором 5. Оси вращения роликов параллельны продольной оси локомотива. На ролики 4 горизонтальными площадками своих выпуклых рабочих поверхностей опирается верхняя опорная плита 6, на которую через пружину 7 опирается рама кузова 8. К нижней опорной плите 3 шарнирами 9 подсоединены водила 10, взаимодействующие также через шарниры 11 и 12 с сепаратором 5 и верхней опорной плитой 6. Возможность перемещений шарниров 11 и 12 вдоль водил обеспечивается имеющимися в них продольными пазами. Для исключения перекоса верхней опорной плиты 6 на ее боковых поверхностях закреплены направляющие планки 13, а на корпусе опоры 2 закреплены упорные плиты 14. Корпус 2 опоры заполнен маслом.

При другом конструктивном исполнении на каждый ролик 4 имеется своя пара водил 10, шарнирно с ним взаимодействующих (см. фиг. 3). Сепаратор 5 отсутствует.

Опора работает следующим образом.

При входе железнодорожного экипажа с тремя тележками в кривую средняя тележка 1 смещается в поперечном направлении к наружному рельсу относительно рамы кузова 8. Верхняя опорная плита 6 смещается относительно нижней опорной плиты 3 благодаря перекатыванию роликов 4. На выпуклой поверхности реакция от взаимодействия роликов и опорных плит направлена таким образом, что увеличивает боковое воздействие средней тележки на наружный рельс, и за счет этого уменьшает боковое воздействие на него крайних тележек.

После выхода железнодорожного экипажа из кривой опорные плиты 3 и 6 занимают исходные положения, а ролики 4, благодаря водилам 10, возвращаются на горизонтальные площадки выпуклых рабочих поверхностей этих опорных плит.

При движении по прямым участкам пути и пологим кривым (радиусом 600 м и более) перекатывание роликов происходит по горизонтальным площадками и дополнительной боковой силы не возникает.

Теоретические исследования такого экипажа показали, что, в сравнении с исходным исполнением опор кузова на среднюю тележку, опоры, выполненные по предложенной конструкции, снизят рамные силы крайних тележек в кривых (например, в кривых радиусом 300 м до 35%), что позволит повысить скорость движения железнодорожного экипажа и кривых участках пути, снизить износ гребней колес экипажа и боковых граней рельсов.