устройство продольной связи тележки с кузовом локомотива

Формула изобретения

Устройство продольной связи тележки с кузовом локомотива, содержащее тяги, шарнирно соединяющие раму тележки с кузовом локомотива, отличающееся тем, что одним концом тяга шарнирно соединена с рычагом, который вторым концом установлен на торсионном валу, закрепленном своими концами в торцевой поперечине рамы тележки или в ее боковинах, при этом рычаг снабжен соосными с торсионным валом цапфами, которыми он закреплен в торцевой поперечине рамы тележки или в кронштейне, установленном на раме тележки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к грузовым, пассажирским, маневровым тепловозам, и электровозам и касается конструкции устройств, предназначенных для передачи силы тяги от тележки на раму или кузов локомотива.

Известно устройство продольной связи тележки с кузовом локомотива, содержащее прикрепленные спереди и сзади тележки наклонные тяги, головки которых соединены с кузовом шарнирами, образованными размещенными в продольных отверстиях головок валиками, цапфы которых расположены в отверстиях кронштейнов, неподвижно закрепленных на кузове, при этом продольные отверстия головок тяг выполнены прямоугольной формы, поверхности валиков, контактирующие с продольными отверстиями, эксцентричны относительно осей своих цапф, причем эксцентричная часть одного шарнира установлена в плоскости, перпендикулярной оси тяги, а другого - в плоскости, параллельной оси тяги, кроме того, устройство снабжено приводом синхронного изменения положения эксцентричных частей валиков с фиксатором его положения, а поверхности эксцентричных частей выполнены сферообразными и усеченными четырьмя попарно симметричными ортогональными плоскостями (авт. св. N 1123916, кл. В 61 F 5/02).

Недостатками такой конструкции являются ее сложность, наличие специальной системы управления положением эксцентриков, высокие динамические нагрузки в устройстве, особенно при движении в кривых участках пути из-за отсутствия в устройстве упругих элементов, что приводит к его низкой эффективности и быстрому выходу из строя.

Известно также устройство для уравновешивания нагрузок на ведущие оси тележек рельсовых транспортных средств с соединительными тягами, предназначенными для передачи усилий от осей тележки к раме транспортного средства, натяжным устройством, предназначенным для создания в тягах усилий, сумма которых превышает сумму усилий, создаваемых в них осями, и уравновешивающим устройством, установленным между натяжным устройством и тягами, предназначенным для передачи усилий от первого ко вторым и компенсирующим увеличение усилия в одной из тяг уменьшением усилия такой же величины в другой таким образом, что тяги могут осуществлять движения только одинаковой амплитуды и противоположных направлений по отношению к тележке и мешают ей перемещаться в продольном направлении по отношению к раме транспортного средства. Устройство применимо в локомотивостроении с целью исключения галопирования (патент Франции N 2193731, кл. В 61 F 5/24).

Недостатками такой конструкции являются ее сложность, размещение натяжного и уравновешивающего устройств в пространстве между рамой тележки и кузовом, что усложняет конструкцию кузова и мешает размещению в этом пространстве других необходимых систем, утяжеление конструкции из-за более чем двойного увеличения действующих в устройстве усилий по отношению к усилиям, создаваемым осями.

Техническим результатом изобретения является улучшение продольной динамики локомотива, снижение динамических нагрузок в тягах и тележке, в частности, при прохождении локомотивом кривых участков пути, снижение пусковых моментов тяговых двигателей при трогании локомотива с места, что приводит к улучшению динамики при его трогании, снижение веса конструкции, увеличение ее долговечности.

Технический результат достигается тем, что в устройстве продольной связи тележки с кузовом локомотива, содержащем тяги, шарнирно соединяющие раму тележки с кузовом локомотива с помощью осей, устанавливаемых в кронштейнах, которыми снабжены рама тележки и кузов локомотива, тяга одним концом шарнирно соединена с рычагом, который вторым концом установлен на торсионном валу, закрепленном своими концами в торцевой поперечине рамы тележки, или в ее боковинах, или в кронштейнах, установленных на кузове локомотива, при этом рычаг снабжен соосными с торсионным валом цапфами, которыми он закреплен в торцевой поперечине рамы тележки, или в кронштейне, установленном на раме тележки или кузове локомотива.

Такое выполнение устройства продольной связи тележки с кузовом локомотива и, в частности, соединение тяги одним концом шарнирно с рычагом, который вторым концом установлен на торсионном валу, закрепленном своими концами в торцевой поперечине рамы тележки, или в ее боковинах, или в кронштейнах, установленных на кузове локомотива, и снабжение при этом рычага соосными с торсионным валом цапфами, которыми он закреплен в торцевой поперечине рамы тележки или в кронштейне, установленном на раме тележки или кузове локомотива, приводит к снижению динамических нагрузок в тягах и тележке, в частности, при прохождении локомотивом кривых участков пути, снижению пусковых моментов тяговых двигателей при трогании локомотива с места, что в свою очередь и приводит к улучшению продольной динамики локомотива, к улучшению его динамики при трогании, снижению веса конструкции и увеличению ее долговечности.

Предлагаемое устройство продольной связи тележки с кузовом локомотива представлено на чертежах, где:

на фиг. 1 изображено устройство продольной связи тележки с кузовом локомотива, общий вид;

на фиг. 2 изображено сечение А-А на фиг. 1;

на фиг. 3 изображено сечение Б-Б на фиг. 2;

на фиг. 4 изображено сечение В-В на фиг. 2.

Устройство продольной связи тележки с кузовом локомотива (фиг. 1, 2) состоит из тяг 1, шарниров 2, осей 3, рычага 4 с цапфами 5, торсионного вала 6, кузова локомотива 7 с кронштейнами 8, рамы тележки 9 с боковинами рамы 10 и концевыми балками 11, колесных пар 12 с тяговыми двигателями 13 и поводками 14, втулок 15.

Устройство продольной связи тележки с кузовом локомотива работает следующим образом: тяговая сила, создаваемая на колесных парах 12 тяговыми двигателями 13 с помощью поводков 14, передается на раму тележки 9, с которой через боковины рамы 10, концевые балки 11, цапфы 5 рычага 4, оси 3 и шарниры 2 передается на тяги 1, с которых в свою очередь через шарниры 2 и оси 3 через кронштейны 8 передается на кузов локомотива 7. При этом на торсионном валу 6 возникает момент, равный М = ТR, где Т - тяговая сила; R - радиус рычага, центром которого является ось торсионного вала, а направление тяговой силы является касательной к окружности этого радиуса, закручивающий его на угол @ равный М/Ж_т, где Ж_т - угловая жесткость торсионного вала.

В свою очередь тяговая сила определяется по выражению Т = @ Ж_т/R, и, таким образом, в момент начала движения, когда угол закрутки торсионного вала равен нулю, сила тяги также равна нулю и тяговые двигатели начинают вращение при нулевом моменте трогания, таким образом момент на тяговом двигателе и сила тяги в тягах нарастают плавно и при достижении угла закрутки торсионного вала, определяемого силой тяги, равной сопротивлению движения поезда, последний начинает движение, рост угла закрутки торсионного вала прекращается и устройство продольной связи тележки с кузовом локомотива переходит в состояние динамического равновесия, при котором увеличение или уменьшение усилия в одной тяге приводит к одновременному и равному по величине уменьшению или увеличению усилия в другой тяге, а при одновременном увеличении усилий в двух тягах при движении локомотива в кривом участке пути торсионные валы закручиваются в противоположные стороны, снижая эти усилия. При возникновении колебаний виляния и галопирования тележки в тягах также возникают дополнительные усилия, которые с помощью торсионных валов препятствуют развитию этих колебаний и гасят их. При этом создание в тягах при их монтаже предварительных растягивающих усилий увеличивает демпфирующие качества устройства.

Это и обеспечивает улучшение продольной динамики локомотива, снижение динамических нагрузок в тягах и тележке, в частности, при прохождении локомотивом кривых участков пути, снижение пусковых моментов тяговых двигателей при трогании локомотива с места, что приводит к улучшению динамики при его трогании, снижение веса конструкции, увеличение ее долговечности.