Двухсекционный локомотив

 

Изобретение относится к конструкции экипажа двухсекционного восьмиосного локомотива. Целью изобретения является повышение надежности. Экипаж двухсекционного восьмиосного локомотива содержит кузовы 1 секций, тележки 2, связанные с кузовами наклонными тягами 3 со сторон, обращенных к центральной части локомотива, и противоразгрузочное устройство 4 между секциями. Это устройство включает в себя стержни, состоящие из ушек, соединенных между собой регулировочными муфтами и связанных с помощью жестких шарнирных узлов 14, 15 с кронштейнами буферных брусьев 9 рам кузовов. Решение поставленной задачи обеспечивается расчетным соотношением вертикальных жесткостей рессорных подвешиваний кузова и тележки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАР СТВЕ Н1Ы Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

2 б дЮЮ2 56 5 109 65 65 .угг 87 3 б йг.1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4722297/11 (22) 20.07.89 (46) 23.08.91. Бюл, 1Ф 31 (71) Грузинский политехнический институт (72) Г.Г.Купрашвили (53) 629.1.015 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 1532392, кл, В 61 С 15/00. (54) ДВУХСЕКЦИОННЫЙ ЛОКОМОТИВ (57) Изобретение относится к конструкции экипажа двухсекционного восьмиосного локомотива, Целью изобретения является повышение надежности. Экипаж двухсекционного восьмиосного локомотива содер.... Ж,, 1671493 А1 (sI)s В 61 С 15/00, В 61 F 3/00 жит кузовы 1 секций, тележки 2, связанные с кузовами наклонными тягами 3 со сторон, обращенных к центральной части локомотива, и противораэгрузочное устройство 4 между секциями. Это устройство включает в себя стержни, состоящие из ушек, соединенных между собой регулировочными муфтами и связанных с помощью жестких шарнирных узлов 14 и 15 с кронштейнами буферных брусьев 9 рам кузовов. Решение поставленной задачи обеспечивается расчетным соотношением вертикальных жесткостей рессорных подвешиваний кузова и тележки. 4 ил, 1671493

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструк-ции экипажа двухсекционного локомотива с

55 двумя двуосными тележками в каждой секции.

Цель изобретения — повышение надежности.

На фиг,1 представлена схема компоновки экипажа двухсекционного восьмиосного локомотива; на фиг.2 — межсекционное противораэгрузочное устройство, виб сбоку; на фиг.3 — то же, вид сверху; на фиг.4 — разрез

A-Д на фиг.3.

Экипаж двухсекционного восьмиосного локомотива содержит кузова 1 секции, по две двухосные тележки 2 в каждой секции, связанные с кузовом наклонными тягами 3 со сторон, обращенных к центральной части локомотива, и противоразгрузочное устройство 4 между секциями. Каждая наклонная тяга 3 нижним концом соединяется с тяговым устройством 5, установленным на тележке 2, при помощи шарнирного узла 6.

Верхний конец каждой из наклонных тяг 3, сопряженных с крайними тележками 2 локомотива, соединяется с кронштейном 7, закрепленным на раме кузова 1, посредством шарнирного узла 8, а каждой наклонной тягой 3, связанной со средней тележкой 2 локомотива, сопрягается с буферным брусом 9 рамы кузова с помощью шарнирного узла 10. Причем оси наклонных тяг 3 пересекают уровень головок рельсов посредине тележек, Межсекционное противоразгрузочное устройство 4 выполнено в виде расположенных по обе стороны от межсе кционного сочленения (автосцепки) стержней, состоящих из ушек 11 и 12, соединенных между собой регулировочными муфтами 13 и связанных противоположными концами с помощью шарнирных узлов 14 и 15с кронштейнами 16 — 19, приваренными к буферным брусьям 9 рам кузовов 1, При этом как кронштейны 16 и 17, так и кронштейны 18 и 19 расположены на разных уровнях, причем так, что диагонально расположенные кронштейны 16, 19 и 17, 18 соответственно размещаются на одном уровне (кронштейны 16, 19 выше кронштейнов 17, 18). Каждый из шарнирных узлов 14 и 15 совмещает в себе подшипник 20, подшипниковое кольцо 21, соединительную втулку 22, упорные втулки 23, болт 24, гайку

25, дистанционные втулки 26 и пылезащитные кольца 27.

Локомотив работает следующим образом.

При развитии локомотивом тяговых усилий в результате силовых взаимодействий наклонных тяг 3 между кузовами 1 и тележ10

25 ками 2 возникают внутренние для рессорных подвешиваний кузовов на тележках вертикальные силы, равные вертикальным составляющим усилий в этих наклонных силовых связях 2Ftg а(где F — сила тяги одной оси локомотив, а — угол наклона тяги 3 к горизонтали). В частности, в задней по ходу движения локомотива секции между кузовом и тележками действуют распорные силы 2Ft g а, а в передней секции локомотива между указанными частями экипажа — противоположные им по направлению и равные по величине усилия. Это в передней и задней секциях локомотива сопровождается возникновением соответственно деформаций сжатия и растяжения второй ступени рессорного подвешивания и, следовательно, вертикальными поступательными перемещениями кузовов секций локомотива.

Причем один из них поднимается, а другой — опускается, оставаясь параллельными первоначальным положениям, Такие изме- нения кинематических состояний кузовов 1 секций локомотива сопровождаются относительными перемещениями их смежных концов, Поскольку при этом каждый из них тянет за собой стержни межсекционного противоразгрузочного устройства 4, то последнее препятствует этим перемещениям кузовов, . В силу укаэанных особенностей схемы расположения стержней противоразгрузочного устройства 4 между секциями в зависимости от направления движения локомотива один из них работает на сжатие, а другой — на растяжение, но при этом оба стержня на каждый кузов передают силы одного и того же направления, Так, например, при движении локомотива влево, кузов передней по ходу секции под действием указанных силовых факторов совершает нисходящее движение, а кузов задней по ходу секции — восходящее движение, и стержень межсекционного противораэгрузочного устройства 4, связывающий кронштейны

16 и 17 и оказывающий противодействие этим перемещениям, вследствие того, что имеют место встречные перемещения этих кронштейнов, подвергается сжатию, а стержень, прикрепленный к кронштейнам 18 и

19 и препятствующий также рассматриваемым изменениям кинематических состояний кузовов, поскольку указанные кронштейны перемещаются в противоположных направлениях, испытывает растяжение. Однако оба стержня межсекционного противоразгрузочного устройства

4 на кузов передней по ходу секции передают вверх направленные силы, а на задний

1671493 — вниз направленные. Тем самым обеспечиваются потребные для создания восстанавливающих по отношению к тяговым опрокидывающим моментам секции моментов направления сил, развиваемых стержнями противоразгруэочного устройства 4 между секциями.

При движении локомотива в противоположном направлении в соответствии с изменением направления тяговых опрокидывающих моментов секций усилия в стержнях рассматриваемого межсекцион ного противозагруэочного устройства меняют знаки, следовательно, в этом случае также выполняется необходимое для создания противодействия от опрокидывания кузовов и секций локомотива под действием тяговых усилий взаимодействие между кузовами, Если при этом соотношение вертикальных жесткостей рессорных подвешиваний кузова и тележки определяется из выражения

tga 1 Ж,, то указанное устройство на кузова 1 секций локомотива передает вертикальные силы, составляющие относительно середин кузовов противоположные по направлению и равные по величине тяговым опрокидывающим моментам секций локомотива моменты, т.е, соблюдаются условия полной компенсации указанных опрокидывающих моментов и тем самым в применении к локомотиву с данной осевой формулой обеспечиваются условия оптимальной задачи— равная разгрузка четырех передних и равная догрузка четырех задних по ходу осей.

Приведенное выражение потребного для решения указанной задачи соотношения между жесткостями первой и второй ступеней получено следующим образом.

При данной схеме установки наклонных тяг

3 в применении к межсекционному противоразгрузочному устройству с упругими стержнями для реализации в тяговом режиме указанной схемы перераспределения вертикальной нагрузки между колесными парами необходим подбор общей вертикальной жесткости упругих стержней межсекционного противоразгруэочного устройства по выражению

2Н Жт т9а — — — 1

Анализ выражения (2) приводит к мысли о том, что при наличии межсекционного противоразгрузочного устройства с жесткими стержнями условия поставленной задачи соблюдается при

В+1 Жк

gaga- — — 1=0.

2H Жт

Отсюда после преобразования получают выражение (1).

10 При силовых взаимодействиях между секциями в общем случае в результате раскрытия статической неопределимости соответствующей системы для усилия, развиваемого межсекционным противо15 разгрузочным устройством под действием тяговых усилий в применении к рассматриваемой схеме установки наклонных тяг 3, получено следующее общее выражение:

20 0м =

4А 2 Ftga+8A(B+L)FH

Жт+Ж»

АВ +2ABL+2AL +1

Жм Жт +Жк де А жж

Подстановка в него выражения (1) дает

0

LÐВ

Вследствие того, что в тяговом режиме

45 между кузовом и каждой тележкой в передней по ходу секции локомотива действует сжимающее упругие опоры кузова на тележку усилие 2Ftg а, обусловленное взаимодействием между этими частями экипажа наклонных стержней 3, и рээГружающее

4FH (разжимающее) эти опоры усилие возникающее в результате взаимодействия между кузовами секций стержней межсекционного противораэГруэочнОГО устройства

4, то результирующее усилие в опорах рассматриваемого кузова на каждую тележку равно

0П= 2Ftga — (+ .

4FH (3) что является необходимым и достаточным условием полной компенсации тяговых опрокидывающих моментов секций локомотива, Таким образом, при данной схеме компоновки двухсекционного восьмиосного ло40 комотива соотношение (1) действительно обусловливает реализацию условий рассматриваемой задачи.

1671493

Жт 2Н

Между кузовом и каждой тележкой в задней по ходу секции локомотива при развитии локомотивом силы тяги действует распорное усилие 2Ftg а, обусловленное взаимодействием между ними наклонных тяг 3 и разжимающее упоры кузова на тележку, и догружающее эти опоры усилие

4FH, обусловленное взаимодействием между кузовами секций стержней межсекционного противоразгруэочного устройства

4. Поэтому результирующее усилие в опорах кузова задней по ходу секции локомотива на каждую тележку определяется также по выражению (3), однако при этом имеет противоположное направление.

Поскольку в тяговом режиме при движении в обоих направлениях один из стержней межсекционного противоразгрузочного устройства 4 нагружен растягивающим усилием, а другой — сжимающим, а в результате относительных горизонтальн х продольных и поперечных смещений кузовов 1 секций локомотива оба стержня, препятствуя этим изменениям кинематических состояний указанных частей экипажа, удлиняются, и, следовательно, в сжатом стержне усилие уменьшается на определенную величину, в растянутом же, наоборот, возрастает на ту же величину, то это позволяет сохранить общие усилие в рассматриваемой силовой связи неизменным. Тем самым, несмотря на изменение кинематических состояний, стержней противоразгрузочного устройства

4 между секциями, обусловленное относительными перемещениями кузовов секций локомотива в горизонтальной плоскости, условия полной компенсации тяговых опрокидывающих моментов секций локомотива не нарушаются. Если при стержнях с необреэиненными шарнирами относительным горизонтальным смещенинм кузовов сопутствуют практически только удлинения стержней, то при стержнях с необрезиненными шарнирами продольные деформации стержней пренебрежимо малы и взаимные

5 горизонтальные перемещения кузовов сопровождаются их поворотами в поперечных вертикальных плоскостях в противоположных направлениях. Поскольку угловая жесткость рессорного подвешивания кузова в

10 поперечном направлении достаточно мала, то как противодействие этим поворотам рессорных подвешиваний кузовов секций, так и возникающие при этом дополнительные усилия в стержнях сравнительно неощути15 мы.

Формула изобретения

Двухсекционный локомотив, содержащий соединенные вертикальными стержня20 ми и автосцепками два кузова, каждый из которых упруго оперт на две двуосные тележки с рессорным подвешиванием и связан с ними посредством наклонных тяг, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повыше25 ния надежности, вертикальные стержни связаны с кузовами посредством жестких шарниров, а соотношение вертикальных жесткостей рессорных подвешиваний кузова и тележки равно

30 где Ж» и Ж вЂ” соответственно вертикальные

35 жесткости рессорных подвешиваний кузова и тележки;

8 — расстояние между центрами средних тележек локомотива;

L — база кузова;

40 Н вЂ” высота автосцепки над уровнем головок рельсов;

Q — угол наклона тчг к горизонтали.

1671493 иг. 3

Составитель Н.Манько

Редактор И.Шмакова Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор А.Осаулен ко

Заказ 2793 Тираж 299 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул.Гагарина, 101

26

23

Ю

22