Екіпажна частина локомотива

Реферат: Винахід належить до залізничного транспорту. Екіпажна частина локомотива містить кузов, який спирається на раму безшворневого візка за допомогою першого та другого ступенів ресорного підвішування, де другий ступінь містить три розміщених між кузовом та рамою візка пружини. Перший ступінь ресорного підвішування виконана у вигляді пружин, розміщених із зовнішніх боків коліс кожної колісної пари між жорстко закріпленими на буксах кронштейнами і боковинами рами візка, і вузлів зчленування букс. Останні розміщені із внутрішніх боків коліс кожної колісної пари і містять сферичні самозмащувальні підшипники. Їх зовнішні обойми пружно встановлено у кронштейнах, жорстко закріплених на корпусах букс, а внутрішні - у кронштейнах, жорстко закріплених на боковинах рами візка. У другому ступені ресорного підвішування дві крайні пружини спираються на боковини рам візків, а середні - на поперечні балки візків. Звернені одна до одної поверхні боковин рам візка і букс та боковин рами візка і кузова обладнано відповідними страхувальними опорами, що здатні змикатися при сході візка з рейок. Кожний ступінь ресорного підвішування оснащено страхувальними ланцюгами, шарнірно закріпленими на поверхнях, на які спираються пружини. Технічним результатом є поліпшення динамічних якостей тягових агрегатів, зниження впливу на колію, підвищення експлуатаційної надійності і міцності вузлів екіпажної частини локомотива при ударних навантаженнях. UA 98817 C2 (12) UA 98817 C2 UA 98817 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі локомотивобудування і може бути використаний у конструкції тягових агрегатів для відкритих гірських розробок, а саме моторних думпкарів. Відомо екіпажну частину локомотива, що містить кузов з автозчепленнями і два безшворневих візки, оснащені пристроями для передачі ваги кузова на візки за допомогою колискових підвісок і пристроями для передачі сил тяги (гальмування) між кузовом і візками за допомогою похилих тяг, причому колискові підвіски, попарно розташовані з кожної бічної сторони візків, передають навантаження від кузова на рами візків через співвісно розташовані з підвісками пружини, а кожна похила тяга шарнірно з'єднана з візком І за допомогою короткої тяги і пакета пружних елементів із кронштейном, укріпленим на буферному брусі рами кузова (див. Магистральные электровозы. Механическая часть. Бочаров В.И. и др. Машиностроение, 1991 - С. 79, 84-85, рис. 24, 3.30). Недоліком відомої конструкції є низькі динамічні показники локомотива, відносно його дії на колію при збільшенні конструкційної швидкості екіпажа, великий знос гребенів бандажа і бічної поверхні голівок рейок, трудомісткість ремонту екіпажної частини у експлуатації. Найбільш близькою за технічною суттю і результатом, що досягається, є екіпажна частина локомотива, що містить кузов з автозчепленнями і безшкворневі візки, оснащені пристроями для передачі вертикальних і горизонтальних (поперечних) сил між кузовом і візками за допомогою пружин і попарно розташованих з кожної бічної сторони візків колискових підвісок, шарнірно з'єднаних із кронштейнами кузова. Передача поздовжніх сил між кузовом і візками здійснюється за допомогою похилих тяг, шарнірно зв'язаних з візками і за допомогою коротких тяг і пружних елементів із кронштейнами на буферному брусі рами. Кожні дві колискові підвіски з'єднані сферичними шарнірами з Т-подібною проміжною балкою, що спирається на раму візка через пружини, розташовані між колисковими підвісками. Кожна Т-подібна проміжна балка з'єднана сферичними шарнірами із кронштейном на середній балці рами візка і з поздовжніми тягами, з'єднаними за допомогою пружних елементів із кронштейнами на боковині рами візка. Кожна з похилих тяг з'єднана із центром рівноплечого балансира, шарнірно сполученого на кінцях за допомогою коротких тяг і пакета пружних елементів із кронштейнами на буферному брусі рами кузова, розташованого з обох боків поглинаючого апарата автозчеплень, (див. Патент Росії № 2192978, опубл. 21.08.2000 р. МПК7 B61F 5/22). Цю екіпажну частину локомотива вибрано за найближчий аналог. Така екіпажна частина локомотива дозволяє поліпшити показники вертикальної і горизонтальної динаміки і зменшити вплив на залізничну колію. Однак, при експлуатації на тимчасових залізничних коліях потрібні більш високі показники горизонтальної динаміки (зниження поперечних сил) при вписуванні у криві малого радіуса. Зниження динамічних навантажень для локомотивів, що експлуатуються на відкритих гірськихрозробках, має велике значення, тому що їхня робота здійснюється на тимчасових коліях, що не мають достатньої міцності нижньої будови колії. Внаслідок підвищених вертикальних динамічних навантажень можливе осідання колії, в результаті якого може відбуватись саморозчеплення складу, підвищені горизонтальні (поперечні) навантаження спричиняють розширення колії і можуть спричинити сходження з рейок. Одним з відомих шляхів зниження поперечних сил у кривих є зменшення бази візків. Авторами як найближчого аналогу не було знайдено серед відомих конструкцій екіпажних частин такого, який відповідає заявленій новизні у винаході. В основу винаходу поставлена задача удосконалення екіпажної частини локомотива шляхом поліпшення його динамічних показників, зниження впливу на колію при русі у кривих і, як наслідок, зниження зносу бандажів колісних пар локомотива і рейок. Поставлена задача вирішується тим, що у екіпажній частині локомотива, що містить кузов з автозчепленнями і безшкворневі візки, оснащені пристроями для передачі вертикальних і горизонтальних (поперечних) сил між кузовом і візками за допомогою пружин і попарно розташованих з кожної бічної сторони візків колискових підвісок, шарнірно з'єднаних із кронштейнами кузова, передача поздовжніх сил між кузовом і візками здійснюється за допомогою похилих тяг, шарнірно зв'язаних з візками і за допомогою коротких тяг і пружних елементів із кронштейнами на буферному брусі рами, кожні дві колискові підвіски з'єднані сферичними шарнірами з Т-подібною проміжною балкою, що спирається на раму візка через пружини, розташовані між колисковими підвісками, кожна Т-подібна проміжна балка з'єднана сферичними шарнірами із кронштейном на середній балці рами візка і з поздовжніми тягами, з'єднаними за допомогою пружних елементів із кронштейнами на боковині рами візка, кожна з похилих тяг з'єднана із центром рівноплечого балансира, шарнірно сполученого на кінцях за допомогою коротких тяг і пакета пружних елементів із кронштейнами на буферному брусі рами кузова, розташованого з обох боків поглинаючого апарата автозчеплень, відповідно до 1 UA 98817 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 винаходу, перший ступінь ресорного підвішування виконана у вигляді пружин, розміщених із зовнішніх боків коліс кожної колісної пари між жорстко закріпленими на буксах кронштейнами і боковинами рам візків, і вузлів зчленування букс, розміщених із внутрішніх боків коліс кожної колісної пари і виконаних у вигляді сферичних самозмащувальних підшипників, зовнішні обойми яких пружно встановлено у кронштейнах, жорстко закріплених на корпусах букс, а внутрішні - у кронштейнах, жорстко закріплених на боковинах рам візків, при цьому пружини другого ступеня ресорного підвішування розміщені між кузовом і рамами візків, причому дві крайні пружини спираються на боковини рам візків, а середні - на поперечні балки візків, звернені одна до одної поверхні боковин рам візків і букси, а боковини рам візків і кузова оснащено страхувальними опорами, кожний ступінь ресорного підвішування оснащено страхувальними ланцюгами, шарнірно закріпленими на поверхнях, на які спираються пружини. Суттєвими ознаками винаходу, відмінними від відомої конструкції, є наступні: 1) рама візка спирається на буксовий вузол у двох точках через пружину на кронштейн корпуса букси, а з іншого боку - на шарнірний вузол зчленування букси з рамою. 2) вузол зчленування букси з рамою візка виконаний у вигляді сферичного самозмащувального підшипника, що передає навантаження від вертикальних сил і сили тяги (гальмування), двох гумометалевих шайб, встановлених у кронштейні рами візка з натягом, валика, що кріпиться до кронштейна рами візка і фіксує положення підшипника і шайб. 3) на кожній буксі і рамі візка по осі колісної пари встановлені страхувальні опори, які замикаються при розвантажуванні моторного думпкара або сході з рейок будь-якої тягової одиниці. 4) між корпусами букс і рамою візка, а також між рамою візка і рамою кузова встановлені страхувальні ланцюги. Пошук, здійснений за джерелами науково-технічної і патентної інформації показав, що така сукупність суттєвих ознак заявленого технічного рішення невідома. Таким чином, технічне рішення відповідає вимогам новизни, тому що воно невідоме в Інших галузях техніки. За результатами проведеного пошуку у відомих рішеннях не було виявлено сукупності істотних ознак, які поліпшують динамічні якості тягових агрегатів, знижують вплив на колію, підвищують міцність вузлів екіпажної частини локомотива при ударних навантаженнях. Таким чином, заявлене технічне рішення відповідає вимогам винахідницького рівня. Суть заявленого рішення пояснюється кресленнями, де зображено: фіг. 1 - екіпажна частина локомотива, загальний вид; фіг. 2 - переріз А-А на фіг. 1; фіг. 3 - переріз Б-Б на фіг. 1. Екіпажна частина локомотива (фіг. 1) містить кузов 1, який спирається на раму візка 2 за допомогою двох бічних опор 3, що містять кожна по три пружини 4. Дві пружини 4 бічних опор 3 встановлено на боковині 5 рами візка 2, а третя - на поперечній балці 6, рами візка 2 (фіг. 2). Сила тяжіння від підресорених мас екіпажної частини передається на букси 7 через вузол зчленування 8 букс 7 з боковиною 5 рами візка 2 і пружини 9, змонтовані на корпусі букси 7 (фіг. 1). Вузол зчленування 8 (фіг. 3) виконано у вигляді сферичного самозмащувального підшипника 10, зовнішня обойма якого встановлена у отвір кронштейна 11 корпуса букси 7, а внутрішня обойма змонтована на валику 12, закріпленому болтами 13 у кронштейні 14, привареному до боковини 5 рами візка 2. Зовнішня обойма самозмащувального підшипника 10 зафіксована з обох боків гумометалевими шайбами 15. Спочатку зовнішня обойма вузла зчленування 8 вмонтовується у отвір кронштейна 11 корпуса букси 7, а потім вставляється (з певним натягом шайб 15) внутрішня обойма у отвір кронштейна 14 і притягується болтами 13. Така конструкція вузла зчленування 8 дозволить без зазору передавати від букс 7 на раму візка 2 зусилля тяги (гальмування), а від рами візка 2 на буксу 7 сили тяжіння підресорених мас. Разом з тим, цей вузол 8 дозволяє пружно повертатися (у певних межах) буксі 7 при вписуванні візка 2 у криві ділянки шляху. Буксова пружина 9 також сприймає навантаження від сили тяжіння підресорених мас і поперечні сили при вписуванні візка 2 у криві та дозволить буксі 7 переміщатись у певних межах. Для захисту буксових пружин 9 і пружин 4 бічних опор 3 від перевантаження у процесі навантаження-розвантаження кузова 1, а також при сході з рейок будь-якої тягової одиниці агрегату у верхній частині букси 7 встановлена страхувальна опора 16 з гуми, стійкої до мастила, зазор між опорою 16 і наличником на рамі візка 2 регулюється прокладками 17. Аналогічна страхувальна опора 18 встановлена на боковині рами візка 2 по осі колісної пари (фіг.1). 2 UA 98817 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Між корпусами букс 7 і рамою візка 2, а також між рамою візка 2 і кузовом 1 встановлено страхувальні ланцюги відповідно 19 і 20. Така конструкція екіпажної частини дозволить зменшити базу візків, що знижує дію коліс на рейки при вписуванні у криві при забезпеченні необхідної вертикальної динаміки унаслідок двох ступенів ресорного підвішування. Екіпажна частина локомотива працює наступним чином. При русі моторного думпкара по нерівностях шляху вертикальні впливи від рейок на раму візка 2 передаються через букси 7 і дві пружини 4 бічних опор 3, які встановлено на боковині 5 рами візка 2, та одну пружину 4, встановлену на поперечній балці 6 рами візка 2, забезпечуючи при цьому зниження динамічних навантажень. Крім того, зовнішня обойма самозмащувального підшипника 10, зафіксована у отворі кронштейна 11 корпуса букси 7 з обох боків гумометалевими шайбами 15, виконує роль гасителя коливань, що виникають у процесі руху. Внутрішня обойма самозмащувального підшипника 10 змонтована на валику 12, закріпленому болтами 13 у кронштейні 14 та привареному до боковини 5 рами візка 2. При такій конструкції вертикальні сили від рами візка 2 через пружини 4 передаються на кузов 1. Внаслідок зменшеної бази візка при вписуванні у криві ділянки шляху поперечні горизонтальні сили знижені, а пружні елементи вузла зчленування 8 забезпечують зниження ударних навантажень і сприяють зниженню напруг у рамі візка 2. При сході моторного думпкара з рейок відбувається стиснення пружин 4, а також стиснення пружин 9. Кузов 1 та рама візка 2 при цьому спирається на страхувальні опори 18 та 16 відповідно, які зменшують тимчасове динамічне навантаження, виключають ушкодження рами візка 2, кузова 1 і запобігають замиканню пружин 4 букс 7. Зазор між опорою 16 і наличником на рамі візка 2 регулюється прокладками 17. У процесі підйому кузова 1 за кронштейни страхувальні ланцюги 19 утримують візок, страхувальні ланцюги 20 - колісні пари з буксами 7. Використання винаходу, що заявляється дозволить поліпшити динамічні якості тягових агрегатів, знизити вплив на колію, підвищити експлуатаційну надійність і міцність вузлів екіпажної частини локомотива при ударних навантаженнях. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Екіпажна частина локомотива, що містить кузов, якийспирається на раму безшворневого візка за допомогою першого та другого ступенів ресорного підвішування, де другий ступінь містить три розміщених між кузовом та рамою візка пружини, яка відрізняється тим, що перший ступінь ресорного підвішування виконана у вигляді пружин, розміщених із зовнішніх боків коліс кожної колісної пари між жорстко закріпленими на буксах кронштейнами і боковинами рами візка, і вузлів зчленування букс, що розміщені із внутрішніх боків коліс кожної колісної пари і містять сферичні самозмащувальні підшипники, зовнішні обойми яких пружно встановлено у кронштейнах, жорстко закріплених на корпусах букс, а внутрішні - у кронштейнах, жорстко закріплених на боковинах рами візка, при цьому у другому ступені ресорного підвішування дві крайні пружини спираються на боковини рам візків, а середні - на поперечні балки візків, а звернені одна до одної поверхні боковин рам візка і букс та боковин рами візка і кузова обладнано відповідними страхувальними опорами, що здатні змикатися при сході візка з рейок, кожний ступінь ресорного підвішування оснащено страхувальними ланцюгами, шарнірно закріпленими на поверхнях, на які спираються пружини. 3 UA 98817 C2 4 UA 98817 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5