Стабилизирующее устройство кузова локомотива

 

Использование: на железнодорожном транспорте. Сущность изобретения: стабилизирующее устройство состоит из автосцепки 1 с маятниковым центрирующим прибором 2, плоского упора 3 центрирующей балочки и упругого бокового упора, содержащего передний направляющий фланец 4, шток 5, пружину б и задний упорный фланец 7. Фланцы 4 и 7 крепятся к лобовому брусу кузова тепловоза. Шток 5 и задний фланец 7 имеют направляющие цилиндрические поверхности для фиксации пружины 6. Кроме того, конец штока 5, который взаимодействует с плоским упором 3, выполнен в виде полусферы. Устройство установлено на лобовом брусе симметрично оси автосцепки в центральном положении с зазором между концом штока 5 и плоским упором 3 центрирующей балочки автосцепки. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (я)з В 61 G 7/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР), .Йjj ô)) pJ

„ i!- ЫЙ!! гцй. Л ,,1Б,ЦЗЫЯН:.Ë==.ßÀ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю»

° »

I» (21) 4852817/11 (22) 19.07.90 (46) 23.01,93. Бюл. гв 3 (71) Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт (72) Э,М.Сорочкин, ВЛ.Наделюев, С,П.Филонов и К.П,Мищенко (56) Патент ГДР, N ДД 229362А1, кл. В 61 G 7/00, 1984. (54) СТАБИЛИЗИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

КУЗОВА ЛОКОМОТИВА (57) Использование: на железнодорожном транспорте. Сущность изобретения: стабилизирующее устройство состоит из автосцепки

1 с маятниковым центрирующим прибором 2, „„5U„„1789394 Al

2 плоского упора 3 центрирующей балочки и упругого бокового упора, содержащего передний направляющий фланец 4, шток 5, пружину 6 и задний упорный фланец 7, Фланцы 4 и 7 крепятся к лобовому брусу кузова тепловоза. Шток 5 и задний фланец

7 имеют направляющие цилиндрические поверхности для фиксации пружины 6. Кроме того, конец штока 5, который взаимодействует с плоским упором 3, выполнен в виде полусферы. Устройство установлено на лобовом брусе симметрично оси автосцепки в центральном положении с зазором между концом штока 5 и плоским упором 3 центрирующей балочки автосцепки. 4 ил, 1789394

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта и касается конструкции механизма стабилизации кузовов многосекционных локомотивов с упругими поперечными связями кузова и тележек.

Известны тягово-буферные устройства автоматических сцепок железнодорожного подвижного состава, содержащие автосцепку с центрирующим прибором и буферным узлом; взаимодействующим с опорной поверхностью автосцепки при тормох<ении или подталкивании состава локомотивом, Наибольшее распространение на железнодорожном транспорте получил центрирующйй прибор маятникового типа.

Автосцепка на маятниковых подвесках в случае поперечного отклонения постоянйо стремится в центральное положение (по продольной оси) поддействием собственного веса, Центрирующий прибор может быть 20 выполнен с подпружиненной опорой для автосцепки и без нее,, При прохождении кривых участков пути, а также при торможении или подталкивании состава автосцепка отклоняется от 25 продольной оси и при достижении предельного угла отклонения хвостовик автосцепкй взаимодействует боковой поверхностью с розеткой стяжного ящика. На локомотивах с ynpyroA поперечной связью кузова и теле- 0 жек при предельных углах отклонения автосцепок возникают значительные перекосы кузовов, сопровождающиеся выбором поперечного хода полэуна шкворневого устройства. В результате увеличиваются силы взаимодействия бандажей колес с головкой рельсов, влияющие на динамику поезда и повышение износа гребней и рельсов, а так же выдавливание секций сцепки локомоти, вов из колеи. 40

Для того, чтобы снизить отрицательный эффект перекоса кузова локомотива с упругими поперечными связями кузова и тележек, необходимо, чтобы дополнительное усилие, препятствующее перекосу кузова, начало действовать при угловом отклонении автосцепки менее предельного, и при максимальной тормозной или толкающей силе локомотива не происходило выбора поперечного хода ползуна шкворневого уст- 50 ройстна.

Известна конструкция центрирующего устройства для средней буферной автосцепки железнодорожного подвижного состава (прототип), в которой с обеих сторон качаю- 55 щейся подвески горизонтально между зажимными устройствами располагаются с начальным поджатием пружинящие элементы, а их контропоры располагаются на

K 30âå.

Такая конструкция обеспечивает центровку автосцепки в вертикальном и горизонталь IoM направлениях, но не оказывает стабилизирующего воздействия на кузов и существенно ухудшает возможность сцепляемости автосцепок в кривых малого радиуса из-за фиксирования силовыми пружинами автосцепки в центральном положении. При этой конструкции поперечные усилия, передающиеся на кузов при незначительных отклонениях автосцепки, отрицательно влияют на горизонтальную динамику тепловозов в прямых и в кривых большого радиуса участках пути. Целью настоящего изобретения, является повышение эффективности центрирующего устройства за счет улучшения горизонтальной динамики локомотива путем получения минимальных поперечных усилий при следовании в прямых и кривых участках пути (в т,ч. кривых малого радиуса) сцепа нескольких локомотивов при торможении или подталкивании состава, а также сохранение применяемых на железнодорожном транспорте серийных центрирующих приборов маятникового типа, позволяющих беспрепятственно сцепляться в кривых малого радиуса.

Для достижения поставленной цели в известном устройстве, содержащем поперечные ограничители хода ползуна шкворневого устройства, подвешенную на маятниковых подвесках центрирующую балочку автосцепки и боковые упругие ot ðýíè÷èòåëè поперечного перемещения центрирующей балочки относительно кузова установлены относительно центрирующей балочки с зазором, а величина их прогиба меньше хода ползуна шкворневого устройства, при этом величина указанного зазора д =0,25 о а, где Ь вЂ” расстояние оТ упорной поверхности хвоствовика автосцепки до центрирующей балочки маятниковой подвески,мм; а — предельный угол отклонения автосцегп<и, рад, Шток упругого элемента имеет ход, величина которого меньше поперечного хода полэуна шкворневого устройства, что выполняется из соблюдения соотношения

S (l„+ и+а) . д ) b д! щ а где 4> — ход штока амортизатора, м;

Я. ь — поперечный ход ползуна шкворне

Ного устройства, мм, 1789394

I>, — половина расстояния между шкворнями кузова, мм; а — длина корпуса автосцепки, мм; и — расстояние между шкворнем кузова и упорной поверхностью стабилизатора, 5 мм; до — зазор между маятниковой балочкой автосцепки и упругим упором стабилизатора, мм.

Выражение для д, получено из условия 10 свободного поворота автосцепок (без включения в работу упругого бокового упора стабилизатора) при движении сцепа локомотивов в кривой радиусом более 200 м, Введение зазора между автосцепкой и 15 упорами и ограничение хода штока согласно приведенным соотношениям позволило получить дополнительное усилие, противодействующее установке кузова в положение максимального перекоса, в результате чего 20 существенно снижаются поперечные усилия, возникающие в месте контакта колеса с рельсом и влияющие на их износ и безопасность движения при следовайии сцепа нескольких локомотивов при торможении и 25 . подталкивании состава, а также прйменить серийные центрирующие приборы автосцепки маятникового типа.

Известных технических решений, имеющих признаки, отличающие заявляемое ре- 30 шение от прототипа. в ходе поиска по патентной и научно-технической литературе не обнаружено, следовательно заявляемое устройство соответствует критерию, "существенные отличия". 35 .На фиг.1 и 2 приведена схема свободной установки секций локомотива в рельсовой колее; на фиг.3 и 4 — принципиальные схемы стабилизирующего устройства соответственно, во фронтальной плоскости и на 40 виде сверху.

Согласно приведенной на фиг,1 схемы:

0B = R — радиус кривой;

АС = 21ш — расстояние между шкворнями кузова; 45

CD = и — расстояние от шкворня кузова до упорной поверхности хвостовика эвтосцепки;

DF = э — длина корпуса автосцепки.

Л DBF оо Л EDF, откуда следует равен- 50 ство углов BOF u EDF. Из Л OBF находим ард = 0,2рэд

Для современных локомотивов I > = 4-5 м, n = 3 — 4 м, а = 1 м. Тогда в кривой R = 200 м согласно формулы (1) а = 0.04-0,05.

Таким образом, при движении в кривой радиусом 200 м угол отклонения автосцепок относительно продольной оси кузова составляет не более 0.25 спрэд .

Обозначив через Ь расстояние от упорной поверхности хвостовика авт1осцепкй до центрирующей балочки, получим зазор д между маятниковой балочкой автосцепки и боковым упором стабилизатора

Учитывая, что а а0,25. „р,д, получим

S 0,25 b 6пред °

Согласно приведенной схемы на фиг.2, где

NF= FD-0 F = гй = а — длина корпуса

I I I I автосцепки;

DB = BD = 1ш + п — расстояние между

1 упорными поверхностями автосцепок в кузове локомотива;

ВС = ВА = !ш — расстояние от центра до шкворня кузова локомотива", CP =АР = S — перемещение шкворней

1 кузова; а- угол отклонения корпуса автосцепки относительно продольной оси кузова;

Р- угол перекоса кузова локбмбтйва.

FF — линия проведенная через центры ..

I зацепления автосцепок, Из ЬBFD следует, что, а =gj3+Lp, как внешний угол треугольника

И з ЛОВК 0К= 0В Sin j? =(4+ и) Sing

Из ЛFDK DK= FD Stn p= à Sln (а —.Д

Следовательно, (1ш+ n) Sin p= à Sin (а — Pj ..

Ввиду малости углов

$! л,8 = P =- и Sin (a — Д = а — P .

Тогда (1ш+ п)P-==-а (й — Д ..

Отсюда а а

1 +и+а

t+n+a

S = DE =OD8= l ш +и +а

Перемещение шкворня кузова ДЕ нахоПРеДельнаЯ величина Угла %ц ед огРа- pI„M из ace gODE дим из рассмотрения ничивается упором хвостовика автосцепки в боковую поверхность розетки стяжного ящика, 1789394

Откуда угол поворота автосцепки а равняется

Перемещение автосцепки в случае выбора хода шкворня кузова равняется

Я 1щ +и+а щ а

Ход штока стабилизатора Scr при наличии зазора между маятниковой балочкой asтосцепки и упругим упором стабилизатора равняется

g Ъ(щ + и + а щ а

Стабилизирующее устройство (см. фиг.3) состоит,иэ автосцепки 1 с маятниковым центрирующим прибором 2, плоского упора 3 центрирующей балочки и упругого бокового упора, содержащего передний направляющий фланец 4, шток 5, пружину 6 и задний упорный фланец 7. Фланцы 4 и 7 крепятся к лобовому брусу кузова тепловоза, Шток 5 и задний фланец 7 имеют направляющие цилиндрические поверхности для фиксации пружины 6, Кроме того конец штока 5, который взаимодействует с плоским упором 3, выполнен в виде полусферы. Устройство установлено на лобовом брусе симметрично оси автосцепки в центральном положении с зазором д между концом штока 5 и плоским упором 3 центрирующей балочки автосцепки, Устройство работает следующим образом, При появлении поперечного усилия автосцепка 1 отклоняется от центрального положения (фиг,4). При угле отклонения меньше а на автосцепку воздействует только усилие от собственного веса и взаимодействия с рамой кузова не происходит. При от5 клонении автосцепки на угол больше - а ее хвостовик через центрирующую балочку 2 плоским упором 3 воздействует на шток 5, пружину 6 и на задний упорный фланец 7, закрепленный на концевой части кузова, 10 Величина угла а должна выбираться из условия Q 0,25 пр, где p — предельный угол бокового отклонения автосцепки.

Коэффициент жесткости пружины 6 принимается таким, чтобы при полностью

15 выбранном ходе штока стабилизатора не происходил выбор поперечного хода ползуна шкворневого устройства.

Проведенные исследования показали, что предлагаемое устройство по сравнению

20 с прототипом снижает поперечные силы между колесом и рельсом в 1,7 раза.

Формула изобретения

Стабилизирующее устройство кузова локомотива, содержащее поперечные огра25 ничители хода полэуна шкворневого устройства, подвешенную на маятниковых подвесках центрирующую балочку автосцепки и боковые упругие ограничители поперечного перемещения центрирующей

30 балочки относительно кузова, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности, указанные боковые упругие ограничители установлены относительно центрирующей балочки с зазором, а величи35 на их прогиба меньше хода полэуна шкворневого устройства; при этом величина д указанного зазора д 0,25b а, где Ь— расстояние от упорной поверхности хвостовика автосцепки до центральной балочки

40 маятниковой подвески, а — предельный угол отклонения автосцепки, 1789394

Составитель В.Наделюев

Редактор Т. Иванова Техред M.Mîðãåíòàë Корректор !VI,Àíäðóøåíêo

Заказ 321 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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