Устройство для увеличения сцепления колес локомотива с рельсами

 

Изобретение относится к технике рельсового транспорта, преимущественно железнодорожного. Цель изобретения -повышение зффективности путем введения ферромагнитного порошка между площадками касания колеса с рельсом и пропускания через площадь их касания магнитного потока. За счет реологического свойства ферромагнитного порошка, помещенного в магнитное поле, его абразивных свойств, а также за счет увеличения взаимного давления колес 1 на рельсы 6 в результате действия магнитных сил взаимного притяжения значительно возрастает сила сцепления между колесом и рельсом. Устройство предусматривает установку электромагнитов 3 вне конструкции колеса и вне зоны его эксплуатационного обслуживания. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.•5Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (11) (Щ5 В 61 С 15/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

О

Ф

О 4 (21) 4630929/11; 4660640/11 (22) 03.01.89 (46) 07.02.92. Бюл. М 5 (71) Всесоюзный заочный институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В.В.Мусатов и Е,В.Любешкина (53) 625,322(088.8) (56) Патент ФРГ

hL 1947278, кл. В 61 С 15/04, 1969. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ

СЦЕПЛЕНИЯ КОЛЕС ЛОКОМОТИВА С

РЕЛЬСАМИ (57) Изобретение относится к технике рельсового транспорта, преимущественно железнодорожного, Цель изобретения— повышение эффективности путем введения ферромагнитного порошка между площадками касания колеса с рельсом и пропускания через площадь их касания магнитного потока. За счет реологического свойства ферромагнитного порошка, помещенного в магнитное поле, его абразивных свойств. а также за счет увеличения взаимного давления колес 1 на рельсы 6 в результате действия магнитных сил взаимного притяжения значительно возрастает сила сцепления между колесом и рельсом. Устройство предусматривает установку электромагнитов 3 вне конструкции колеса и вне эоны его эксплуатационного обслуживания. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1710407

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, в частности к техническим средствам повышения сцепления колес с рельсами.

Известны устройства для повышения сцепления колес с рельсами путем пропускания магнитного потока через площадь контактной поверхности колес с рельсами.

Однако указанные устройства обладают целым рядом недостатков. Усложняется конструкция колеса локомотива за счет расположения в нем катушек электромагнитов и токосъемщиков, что делает устройство труднореализуемым; создание полостей в колесе влечет за собой увеличение габаритов, уменьшение прочности, а следовательно, надежности колеса. В области колеса добавляется достаточно сложная и тяжелая подвесная конструкция с электромагнитом; значительно усложняется эксплуатация, монтаж и демонтаж колесных пар; уменьшается надежность ходовой части подвижного состава.

Целью изобретения является повышение эффективности.

Указанная цель достигается тем, что между контактными поверхностями колеса и рельса вводится ферромагнитный порошок, а через площадь их касания пропускается магнитный поток, увеличивая силу сцепления колеса и рельса, а следовательно, реализуемую силу тяги.

На фиг.1 изображено расположение магнитов на тележке подвижного состава; на фиг,2- разрез А-А на фиг.1; на фиг,3 — разрез

Б-Б на фиг.1; на фиг.4 — устройство для нанесения на рельс ферромагнитной массы; на фиг.5 — характеристики устройства.

На фиг.1 обозначены: ведущее колесо 1 рельсового транспортного средства, опорный лонжерон 2 (ферромагнитный), сердечник 3 электромагнита (сталь), башмаки 4 электромагнитов (сталь), обмотки 5 электромагнитов, рельс 6(ферромагнитный), ферромагнитный порошок 7 (р виде дисперсной массы), вводимый между колесом и рельсом, устройство 8 для нанесения ферромагнитной дисперсной массы; ось 9 колесной пары; Ф- магнитный поток. Р и Р— силы притяжения колес к рельсу и башмаков электромагнита к рельсу соответственно, Ft:ö — сила сцепления колеса и рельса. h— зазор между башмаком электромагнита и рельсом.

Между смежными ведущими колесами 1 тележки локомотива к опорному лонжерону

2 крепятся два электромагнита, состоящие из сердечников 3, башмаков 4 и обмоток 5.

Между башмаками 4 электромагнитов и рельсом 6 имеется воздушный зазор h, Beличина зазора h выбирается минимальной исходя из условий безопасности движения (т.е, исходя из технических требований к неровностям рельса, которые не должны

5 превышать при скоростях поездов 101 — 120 км/ч 1,5 мм, а при скоростях до 70 км/ч 3 мм). Следовательно, величина h должна быть больше 3 мм (h>3 мм).

Между колесом 1 и рельсом 6 с по10 мощью устройства 8 вводится слой 7 ферромагнитного порошка в виде дисперсной массы. Применение дисперсной массы обеспечивает экономический расход ферромагнитного порошка.

15 Устройство 8 (фиг.4) для нанесения фер-ромагнитной дисперсной массы представляет собой пневматический распылитель, содержащий герметический сосуд 10, заполненный ферромагнитной дисперсной

20 массой достаточно жидкой консистенции, В нижний патрубок 13 емкости 10 через трубопровод 11 и электропневмоклапан 12 подается сжатый воздух под давлением Р, который перемешивает дисперсную массу и

25 создает давление воздуха Р на поверхность ферромагнитной дисперсной массы внутри сосуда 10. Дисперсная масса выдавливается через патрубок 13 и электропневмоклапан 14 в тройник 15. Клапан 14

30 открывается на время нанесения дисперсной массы на поверхность 16 обода колеса.

При открывании электропневмоклапана 17 в воздушную магистраль 18 поступает воздух под давлением Р и через распылитель

35 19 ферромагнитная дисперсная масса наносится на поверхность 16 обода колеса.

Перед моментом трогания поезда с места открывается электропневмоклапан 12 (фиг.4). Сжатый воздух поступает в сосуд 10, 40 перемешивания дисперсную массу и создавая давление воздуха Ро на ее поверхность, В момент включения заднего хода локомотива, при осадке поезда перед его троганием с места, включаются электропнев45 матические клапаны 14 и 17, и через распылитель в течение времени одного оборота колеса 1 на поверхность его обода наносится слой 7 ферромагнитной дисперсной массы.

50 Перед началом движения поезда вперед на обмотки 5 электромагнитов подается напряжение электрического тока. В результате появляется магнитодвижущая сила, которая создает магнитный поток Ф, 55 проходящий через сердечник 3, башмаки 4, воздушный зазор h, рельс 6, ферромагнитный слой, колесо 1 и опорный лонжерон 2.

Магнитный поток Ф, проходя через площадь касания колес с рельсом и ферромаг1710407

ЬЕсц = f(l), б-б нитный слой 7, находящийся между ними, создает дополнительную силу давления колес на рельс, равную Р1. Кроме того, рельс

6 притягивается к башмакам 4 электромагнита с силой 2Pz, что в точках касания каждого колеса с рельсом создает дополнительную силу Pz. При прохождении магнитного потока через слой 7 ферромагнитной дисперсной массы за счет реологического свойства ферромагнитного слоя увеличивается коэффициент сухого трения между колесом и рельсом.

За счет указанных причин увеличивается величина силы сцепления Есц между колесом и рельсом. Причем приращение.Юсц является функцией электрического тока, протекающего в обмотке 5: где — ток в обмотке 5 электромагнита.

График (фиг.5) зависимости силы сцепления колеса с рельсом Есц от величины ампервитков катушек электромагнита (I W, W- число витков катушки) получен прямым измерением на макете физической модели без ферромагнитного порошка и с ферромагнитным порошком (дисперсной массой).

Из графика видно, что при ампервитках I W

= 2400 величина Есц без применения ферромагнитного порошка увеличивается примерно в 2 раза по сравнению с ее первоначальным значением (при I W=O).

При этом же количестве ампервитков с применением ферромагнитной дисперсной массы (порошка) величина Есц увеличивается примерно в 4,6 раза по сравнению с ее первоначальным значением (при W =0 и без слоя ферромагнитной дисперсной мас5 сы).

Применение изобретения дает следующие преимущества: не требуется изменять конструкцию колеса, что при внедрении не потребует применения ходовой части по10 движного хода подвижного тягового состава, не увеличиваются габариты колеса, не уменьшается его прочность и не снижается надежность, дополнительное увеличение силы сцепления колеса с рельсом за счет

15 увеличения давления колеса на рельс, создаваемое силой притяжения башмаков к рельсу, а также реологического свойства ферромагнитного порошка, помещенного между колесом и рельсом.

20 Формула изобретен ия

1. Устройство для увеличения сцепления колес локомотива с рельсами, содержащее установленные на раме тележки над рельсами в пространстве между смежными

25 колесными парами электромагниты, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности, сердечник каждого электромагнита закреплен на раме тележки с возможностью замыкания магнитного потока

30 через раму и пятно контакта колес с рельсами.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что оно снабжено приспособлением подачи в зону контакта колеса и рельса

35 ферромагнитного дисперсного порошка, 1710407

lб

3 дх

soo юоа ° 15oo 2ооо

Фиг. <

Составитель В.Мусатов

Редактор О,Юрковецкая Техред М.Моргентал

Корректор M.Êó÷åðÿâàÿ

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

Заказ 303 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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