Спосіб одержання і регулювання додаткової сили притискання коліс локомотива до рейкового шляху та пристрій для його реалізації

УКРАЇНА (19) UA (11) 94631 (13) C2 (51) МПК (2011.01) B61C 15/04 (2006.01) B60D 1/00 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА ВИНАХІД (54) СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ І РЕГУЛЮВАННЯ ДОДАТКОВОЇ СИЛИ ПРИТИСКАННЯ КОЛІС ЛОКОМОТИВА ДО РЕЙКОВОГО ШЛЯХУ ТА ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЙОГО РЕАЛІЗАЦІЇ (13) Недоліком цього способу є, в залежності від умов експлуатації, часто недостатнє тягове зусилля для забезпечення руху поїзда внаслідок виникнення повного ковзання приводних колес на рейках. Найбільш близьким технічним рішенням є спосіб одержання і регулювання додаткового навантаження на осі локомотива при його гальмуванні за допомогою пристрою, що включає підвішений на рамі локомотива двосекційний магніт, який при включенні контактує з рейковим шляхом, при цьому додаткове навантаження на осі створюється підйомною силою, що виникає при гальмуванні у результаті взаємодії магніту з рамою через тяги, ролики та напрямні [ А.С. СРСР №1418134, кл. В 61С 15/10]. Недоліками цього способу довантаження осей є неможливість його застосування у тяговому режимі роботи, ускладнення конструкції внаслідок 94631 Винахід належить до гірничої техніки, а саме до шахтного локомотивного рейкового транспорту. Відомий спосіб реалізації тягового зусилля шахтним локомотивом, наприклад електровозом, що обладнано привідними двигунами, редукторами та колісними парами, у якого максимальне тягове зусилля обмежується, окрім потужності двигуна, силою зчеплення коліс із рейками, яка залежить від зчіпної ваги локомотива та стану поверхні рейкового шляху [ Транспорт на гірничих підприємствах: Підручник для вузів. - 3-є вид./Авт. доповнень, змін та корегування: М.Я Біліченко, Г.Г.Півняк, О.О.Ренгевич та інш.-Дніпропетровськ: Національний гірничий університет, 2005. - 636 с.]: F0 = Pл * , де F0 - максимальна сила тяги локомотива по зчепленню; Рл - сила тяжіння локомотива;  - коефіцієнт зчеплення колес локомотива з рейками. (11) додаткову силу притискання коліс шахтного локомотива до рейкового шляху, що пропорційна добутку сили опору состава і тангенса кута установки причіпного пристрою до повздовжньої осі рейкового шляху, визначають додаткову силу притискання, порівнюють її з заданою і, у разі відхилення, змінюють кут установки причіпного пристрою до досягнення заданого значення додаткової сили притискання коліс шахтного локомотива до рейкового шляху. 2. Пристрій для одержання і регулювання додаткової сили притискання коліс шахтного локомотива до рейкового шляху, що включає состав вагонеток, перша з яких з'єднана з локомотивом гнучким причіпним пристроєм, який відрізняється тим, що причіпний пристрій виконано як з'єднану тягою пару ланцюгів, встановлено з можливістю зміни кута до повздовжньої осі рейкового шляху і закріплено, з одного боку, до першої вагонетки состава, а з другого боку - до відповідних гаків на бокових поверхнях локомотива. UA (21) a200905766 (22) 05.06.2009 (24) 25.05.2011 (46) 25.05.2011, Бюл.№ 10, 2011 р. (72) БІЛІЧЕНКО МИКОЛА ЯКОВИЧ, ДЕНИЩЕНКО ОЛЕКСАНДР ВАЛЕРІЙОВИЧ (73) ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД "НАЦІОНАЛЬНИЙ ГІРНИЧИЙ УНІВЕРСИТЕТ" (56) US 20090108568 A1; 30.04.2009 WO 2005118318 A1; 15.12.2005 US 3709153; 09.01.1973 SU 1595719 A1; 30.09.1990 UA 1773 C1; 25.10.1994 SU 814799; 23.03.1981 (57) 1. Спосіб одержання і регулювання додаткової сили притискання коліс шахтного локомотива до рейкового шляху в шахтному рухомому складі, що включає з'єднання вагонеток причіпним пристроєм з локомотивом, який відрізняється тим, що причіпний пристрій встановлюють під кутом до повздовжньої осі рейкового шляху і закріплюють кінцями до бокових поверхонь локомотива, потім задають C2 2 (19) 1 3 введення нових агрегатів, низькі надійність та безпека експлуатації через нестабільність сили магнітної взаємодії, яка залежить від геометричних недосконалостей шахтного рейкового шляху та стану його поверхні. В основу винаходу покладено задачу удосконалення способу одержання і регулювання додаткової сили притискання коліс шахтного локомотива до рейкового шляху, у якому шляхом введення нових технологічних операцій досягається можливість забезпечення необхідного тягового зусилля без виникнення ковзання коліс локомотива на рейковому шляху без зміни маси останнього в різних умовах експлуатації і, за рахунок цього, підвищення продуктивності внаслідок збільшення кількості вагонеток в составі, надійності, безпеки експлуатації та зменшення зносу коліс локомотива. Задача вирішується тим, що у способі одержання і регулювання додаткової сили притискання коліс шахтного локомотива до рейкового шляху в шахтному рухомому складі, який включає з'єднання вагонеток причіпним пристроєм з локомотивом, який відрізняється тим, що причіпний пристрій встановлюють під кутом до повздовжньої осі рейкового шляху і закріплюють кінцями до бокових поверхонь локомотива, потім задають додаткову силу притискання коліс шахтного локомотива до рейкового шляху, що пропорційна добутку сили опору состава і тангенса кута установки причіпного пристрою до повздовжньої осі рейкового шляху, визначають додаткову силу притискання, порівнюють її з заданою і, у разі відхилення, змінюють кут установки причіпного пристрою до досягнення заданого значення додаткової сили притискання коліс шахтного локомотива до рейкового шляху. В основу винаходу поставлено також задачу удосконалення пристрою для одержання і регулювання додаткової сили притискання коліс локомотива до рейкового шляху, в якому шляхом введення нових конструктивних елементів досягається можливість забезпечення необхідного тягового зусилля без виникнення ковзання коліс локомотива на рейковому шляху без зміни його маси в різних умовах експлуатації і, за рахунок цього, підвищення продуктивності внаслідок збільшення кількості вагонеток в составі, надійності, безпеки експлуатації та зменшення зносу коліс локомотива. Задача вирішується тим, що у відомому пристрої, що включає состав вагонеток, перша з яких з'єднана з локомотивом гнучким причіпним пристроєм, який відрізняється тим, що причіпний пристрій виконано як з'єднану тягою пару ланцюгів, встановлено з можливістю зміни кута до повздовжньої осі рейкового шляху і закріплено, з одного боку, до першої вагонетки состава, а з другого боку - до відповідних гаків на бокових поверхнях локомотива. На Фіг. 1 показано гнучкий причіпний пристрій, загальний вигляд ; на Фіг. 2 - варіанти закріплення причіпного пристрою на локомотиві; на Фіг. 3 схему зовнішніх сил, що діють: на локомотив (в точках A, C, D, E) - F01, F02 - сили тяги на ободах коліс; FA з її складовими П1 та W cyм - сила дії причіпного пристрою; П1 - додаткова сила притискан 94631 4 ня локомотива до рейок; Рл - сила тяжіння локомотива; R1л, R2л - сили реакції рейок на тяжіння; на вагонетку: (в точках B, K, M, Z, Y) - FB з її складо1 вими П1 та F0 - сила дії причіпного пристрою; F0 1 сила тяги локомотива; П1 - сила підйому вагонетки; W 1, W 2, W пч, W cyм - сили опору осей вагонетки, причіпної частини поїзда та сумарна сила опору состава, відповідно; Рв - сила тяжіння вагонетки; R1в, R2в - сили реакції рейок на колеса вагонетки ; на причіпний пристрій - (точки А, В) - сили FA' та 1 FВ - реакції пристрою на дію локомотива та вагонетки FA і FB. Локомотив 1 розташовано на рейковому шляху 2 і зв'язано з першою вагонеткою 3 состава за допомогою гнучкого причіпного пристрою, що встановлено під кутом до повздовжньої осі рейкового шляху з можливістю його зміни, до складу якого входять два гнучких ланцюги (або каната) 4 для двох сторін локомотива 1, що з'єднані поперечною тягою 5 з гаком 6 для з'єднання з першою вагонеткою 3 состава. Локомотив 1 має відповідні пари гаків 7, встановлених на його боках (точки А1, А2, А3, А4). Спосіб реалізується наступним чином. Перед початком руху першу вагонетку 3 состава приєднують до шахтного локомотива 1 за допомогою гнучкого причіпного пристрою, при цьому гак 6 з'єднують з причіпним пристроєм першої вагонетки 3 состава, а кінці ланцюгів (канатів) 4 - з гаками 7 на обох боках корпусу локомотива 1. Місце приєднання кінців ланцюгів 4 до локомотива 1 вибирається в залежності від маси вагонетки 3 і причепленого до неї состава і регулюється шляхом перечеплення з однієї пари гаків 7 на іншу (точки А1, А2, А3, А4) за умовою збереження вагонеткою 3 повздовжньої стійкості. Попередньо визначають додаткову силу притискання коліс шахтного локомотива 1 до рейкового шляху 2, що пропорційна силі опору состава і тангенса кута  установки причіпного пристрою до повздовжньої осі рейкового шляху 2, визначають додаткову силу притискання коліс шахтного локомотива до рейкового шляху 2, порівнюють її з заданою і, у разі відхилення, змінюють тангенс кута  установки причіпного пристрою до повздовжньої осі рейкового шляху 2. При цьому, кут  між повздовжньою віссю рейкового шляху 2 і ланцюгами 4 причіпного пристрою змінюють, а разом з ним змінюється додаткова сила П1 притискання коліс локомотива 1 до рейкового шляху 2: П1 = wcyм *tg, де W cyм - сила опору состава вагонеток. Як наслідок, зростає максимальна сила тяги локомотива по зчепленню: F0 = (Pл + П1) * . Силу опору состава вагонеток 3 орієнтовно визначають, знаючи їх кількість, ступінь завантаження та коефіцієнт основного опору руху [Транспорт на гірничих підприємствах: Підручник для вузів. - 3-є вид./Авт. доповнень, змін та корегування: М.Я Біліченко, Г.Г.Півняк, О.О.Ренгевич та інш. - Дніпропетровськ: Національний гірничий університет, 2005. - 636 с.]. Кут φ між повздовжньою віссю рейкового шляху 2 і ланцюгами 4 причіпного пристрою також можливо визначити заздалегідь. 5 94631 Таким чином, до початку руху визначають необхідну додаткову силу притискання коліс локомотива до рейок в залежності від маси состава і встановлюють відповідний кут  між повздовжньою віссю рейкового шляху 2 і ланцюгами 4 причіпного пристрою. Для одержання максимальної сили притискання П1 встановлюється максимальний кут  між гнучкими тягами 4 та повздовжньою віссю рейкового шляху 2, якщо вага вагонетки забезпечить її повздовжню стійкість. Введення у конструкцію локомотива гнучкого причіпного пристрою (або жорсткого з шарнірами на кінцях) дає можливість використати частину сили тяжіння вагонетки для підвищення максима Комп’ютерна верстка І.Скворцова 6 льного тягового зусилля локомотива по зчепленню, регулювати його в залежності від умов експлуатації і, тим самим, підвищити надійність, довговічність коліс локомотива, продуктивність за рахунок збільшення числа вагонеток у составі та безпеку його експлуатації. Спосіб одержання і регулювання додаткової сили притискання коліс шахтного локомотива до рейкового шляху і пристрій для його реалізації, що пропонуються, дозволяють знизити знос коліс локомотива, підвищити продуктивність, надійність і безпеку експлуатації шахтного локомотивного транспорту. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601