тележка железнодорожного транспортного средства

Формула изобретения

Тележка железнодорожного транспортного средства, содержащая раму, колесные пары с буксами, пружины рессорного подвешивания, через которые рама тележки опирается на буксы, поводки, соединяющие буксы колесных пар с рамой, отличающаяся тем, что буксы каждой колесной пары своими кронштейнами соединяются через ее кронштейны двумя соосными поводками или одним поводком, расположенным горизонтально и параллельно продольной оси тележки, при этом у крайних колесных пар они расположены ниже или выше уровня оси соответствующей колесной пары со смещениями по высоте этих поводков относительно осей колесных пар, равными

Н=(0,5*Х*С_р*L²/Р_р/n)^0,5,

где Х - расчетное продольное смещение буксы в кривой;

С_р - продольная жесткость буксовой пружины;

L - расстояние между пружинами буксы;

Р_р - допустимое дополнительное усилие в поводке;

n - количество поводков на буксу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к тепловозам и электровозам, и касается конструкции устройств, предназначенных для обеспечения радиальной установки осей колесных пар тележек железнодорожных транспортных средств при их движении в кривых.

Известно рельсовое транспортное средство, содержащее раму, через упругий элемент опирающуюся на буксы по крайней мере одной колесной пары, которые с одной стороны посредством продольных кронштейнов упругой связью соединены с кронштейнами рамы, и снабжено механизмом поворота колесной пары в горизонтальной плоскости, включающим в себя тягу, шарнирно соединенную с серьгой и с поводком, которые соответственно шарнирно связаны с рамой и с другой стороной одной из букс, при этом упругая связь кронштейнов буксы и рамы выполнена в виде вертикально расположенного стержня, концами упруго закрепленного на соответствующих кронштейнах (авт. св. N 1569271, кл. В 61 F 5/46, 5/26).

Недостатками такой конструкции являются сложность конструкции, наличие специальных механизмов, управляющих тягой продольного перемещения букс, непригодность для применения в тележечных экипажах из-за большого поперечного перемещения рамы тележки относительно буксы, которое будет приводить к поломкам механизма, соединяющего буксу с рамой, и в связи с этим низкие надежность и долговечность конструкции.

Известна также трехосная тележка железнодорожного транспортного средства, содержащая раму, связанную с буксами колесных пар продольными поводками, причем поводки крайних колесных пар установлены наклонно в вертикальной плоскости, в плане под углом к продольной оси, а их продольные оси симметрии пересекаются в точке проекции центра масс тележки на горизонтальную плоскость, проходящую через головки рельсов (авт. св. N 1438999, кл. В 61 F 5/02, 5/38).

Недостатками такой конструкции являются низкая эффективность при движении в кривой малого радиуса, сложность конструкции, вызванная установкой каждого поводка под индивидуальными углами в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Технический результат достигается тем, что в тележке железнодорожного транспортного средства, содержащей раму, колесные пары с буксами, пружины рессорного подвешивания, через которые рама тележки опирается на буксы, поводки, соединяющие буксы колесных пар с рамой, буксы каждой колесной пары своими кронштейнами соединяются с рамой через ее кронштейны двумя соосными поводками или одним поводком, расположенными горизонтально и параллельно продольной оси тележки, при этом у крайних колесных пар они расположены ниже или выше уровня оси соответствующей колесной пары со смещениями по высоте этих поводков относительно осей колесных пар, равными H = (0,5 X C_p L²/P_p/n)^0,5, где X - расчетное продольное смещение буксы в кривой; С_p - продольная жесткость буксовой пружины; L - расстояние между пружинами буксы; P_p - допустимое дополнительное усилие в поводке, n - количество поводков на буксу.

Такое выполнение тележки железнодорожного транспортного средства и, в частности, соединение букс каждой колесной пары своими кронштейнами с рамой через ее кронштейны двумя соосными поводками или одним поводком, расположенными горизонтально и параллельно продольной оси тележки, при этом у крайних колесных пар они расположены ниже или выше уровня оси соответствующей колесной пары со смещениями по высоте этих поводков относительно осей колесных пар, равными H = (0,5 X C_p L²/P_p/n)^0,5, приводит к автоматической установке осей колесных пар тележки при ее движении в кривой по направлениям радиусов этой кривой, что приводит к установке гребней колес по касательным к кривой с нулевым углом набегания колес на рельс, что в свою очередь приводит к снижению бокового давления гребней колес на рельс, к снижению сопротивления движению транспортного средства в кривой, к снижению износа гребней колес, к увеличению сроков между переточками гребней, сроков службы колесных пар и межремонтных пробегов транспортных средств, к снижению расхода топлива.

Предлагаемая тележка железнодорожного транспортного средства представлена на чертеже, где изображена тележка железнодорожного транспортного средства, общий вид.

Тележка железнодорожного транспортного средства состоит из рамы 1 с кронштейнами 2, передней 3 и задней 4 колесных пар, передних букс 5 с кронштейнами 6, задних букс 7 с кронштейнами 8, поводков 9 и 10 соответственно передней и задней колесных пар, тяговых электродвигателей 11, буксовых пружин первой ступени рессорного подвешивания 12, пружин второй ступени рессорного подвешивания 13.

Тележка железнодорожного транспортного средства работает следующим образом: вес транспортного средства через пружины второй ступени рессорного подвешивания 13 передается на раму 1 тележки, с которой через буксовые пружины первой ступени рессорного подвешивания 12, передние 5 и задние 7 буксы передается соответственно на переднюю 3 и заднюю 4 колесные пары. При движении транспортного средства в кривой на его кузов и тележки действуют центробежные силы, зависящие от радиуса кривой, и поперечная составляющая силы тяги локомотива, которые через пружины второй ступени рессорного подвешивания 13 и раму тележки 1, на буксовых пружинах первой ступени рессорного подвешивания 12 создают пары дополнительных вертикальных сил, одна из которых донагружает буксу, находящуюся с наружной стороны, а другая частично разгружает буксу, находящуюся с внутренней стороны кривой, что приводит к перераспределению силы тяги, создаваемой тяговыми электродвигателями 11, между колесами колесных пар 3 и 4, при этом касательная сила тяги на колесах с внешней стороны кривой увеличивается, а на колесах с внутренней стороны кривой на такую же величину уменьшается. Под действием этих дополнительных усилий буксы 5 и 7 крайних колесных пар 3 и 4, поворачиваясь относительно шарниров поводков 9 и 10, закрепленных в кронштейнах 6 и 8, с наружной стороны кривой переместятся наружу от середины тележки, а с внутренней стороны кривой переместятся внутрь к середине тележки на ту же самую величину, в результате чего оси колесных пар устанавливаются по направлениям радиусов этой кривой, что приводит к снижению бокового давления гребней колес на рельс, к снижению сопротивления движению транспортного средства в кривой, к снижению износа гребней колес, к увеличению сроков между переточками гребней, сроков службы колесных пар и межремонтных пробегов транспортных средств, к снижению расхода топлива. При выходе тележки железнодорожного транспортного средства из кривой дополнительные вертикальные силы на буксовые пружины исчезают и оси колесных пар автоматически возвращаются в прежнее состояние.