Тележка приводная рельсового транспортного средства, преимущественно трамвая с низким полом
Владельцы патента RU 2566594:
Акционерное общество "Уральский завод транспортного машиностроения" (АО "Уралтрансмаш") (RU)
Тележка приводная рельсового транспортного средства, преимущественно трамвая с низким полом, содержит раму с продольными упорами, колесные приводы с редукторами и тяговыми электродвигателями, вынесенными за пределы колес, дисковые тормоза, пружины подвески вагона, гидрогасители, рельсовые тормоза. Колеса установлены в раме независимо. Элементы дискового тормоза расположены на редукторе. Колесные приводы имеют рессоры, посредством которых они упруго соединяются с рамой тележки. Рама тележки обладает возможностью перекашиваться в вертикальной плоскости за счет изгиба двух крайних упругих поперечных балок относительно оси центральной жесткой поперечной балки. Достигаются снижение неподрессоренной массы тележки, улучшение условий контакта колес с рельсами, снижение динамической нагрузки на элементы тележки и рельсовый путь, снижение внешнего шума, снижение износа колес и рельсов и повышение надежности ресурса ходовой части. 3 ил.
Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к рельсовому транспортному средству типа трамвайного вагона с низким уровнем пола, и касается конструкции приводной тележки.
Известна приводная тележка фирмы BOMBARDIER для вагонов модели INCENTRO (Karl Gerhard Baur, «Drehgestelle-Bogies», EK-Verlag, Freiburg, 2009, стр.241), содержащая Н-образную сварочно-литую раму тележки, состоящую из двух продольных балок и одной поперечной, опирающуюся портальными концами продольных балок на две колесные пары через пружины первичного уровня подрессоривания. В центральной части продольных балок рамы расположены пружины второго уровня подрессоривания и гидрогасители, под балками - рельсовые тормоза. На поперечной балке рамы установлены продольные тяги. Колесная пара представляет собой ось портального типа с буксовыми узлами для установки колес на концах. На каждом конце колесной пары, с наружной стороны колеса, находится колесный привод, состоящий из редуктора, жестко соединенного с колесной осью, тягового электродвигателя и элементов электрогидравлического дискового тормоза.
Известна приводная тележка фирмы BOMBARDIER для вагонов модели VARIOTRAM (там же, стр.246), содержащая сварную раму тележки, состоящую из двух продольных и двух поперечных балок. На портальных концах продольных балок, на рычагах подрессоренных пружинами первичного уровня, установлены независимые друг от друга колеса с осями и колесными приводами. В центральной части продольных балок рамы расположены пружины второго уровня подрессоривания и гидрогасители, под балками - рельсовые тормоза. На поперечной балке рамы установлены продольные тяги. Колесный привод состоит из тягового электродвигателя, элементов гидравлического дискового тормоза и не содержит редуктора. Низкооборотистый двигатель с водяным охлаждением соединен непосредственно с осью колеса.
Известна приводная тележка фирмы BOMBARDIER для вагонов модели EUROTRAM (там же, стр.238), содержащая литую раму тележки, состоящую из двух частей и имеющую специальные углубления для установки пневматических пружин вторичного уровня подрессоривания. По краям рамы в передней и задней частях расположены рычаги, подрессоренные пружинами первичного уровня, на которых крепятся независимые друг от друга колеса с осями и колесными приводами. По краям рамы с нижней стороны расположены рельсовые тормоза. Тележка оснащена стабилизатором поперечной устойчивости. Привод состоит из редуктора, выполненного заодно с рычагом и жестко соединенного с колесной осью, тягового электродвигателя с водяным охлаждением и элементов гидравлического тормоза.
Недостатком данных тележек является жесткое крепление колесного привода (редуктора, тягового электродвигателя, дискового тормоза), обладающего значительной массой на оси колеса, в результате чего существенно увеличивается неподрессоренная масса тележки. При этом все ударные нагрузки, воспринимаемые колесом при движении вагона, передаются на силовой блок и ведут к сокращению срока службы его элементов.
Известна приводная двухосная тележка производства фирмы ALSTOM для вагонов модели CITADIS (ЕР 0911239 А1, B61F 3/16, B61F 3/04, B61C 9/50, 23.10.1998), содержащая две колесные пары, соединенные продольными балками, которые вместе образуют раму тележки. Колесная пара представляет собой сварную конструкцию, состоящую из двух тумб, соединенных трубой. На одном конце каждой колесной пары жестко установлен редуктор с вынесенным за пределы колеса тяговым электродвигателем, на другом конце расположены элементы дискового тормоза. Колеса соединены валом, расположенным в трубе колесной пары. На концах колесной пары, с внутренней стороны от колес, установлены пружины подвески вагона. Под продольными балками, между колесами, расположены рельсовые тормоза. В центральной части каждой продольной балки закреплен гидрогаситель. На одной из колесных пар установлена продольная тяга.
Эта тележка принимается за прототип как наиболее близкая по технической сущности к заявляемой.
Недостатками этой тележки являются:
- сравнительно большая неподрессоренная масса тележки, что отрицательно сказывается как на тележке и трамвайном вагоне в целом, так и рельсовых путях из-за больших динамических нагрузок;
- жесткая конструкция рамы тележки приводит к вывешиванию одного из колес тележки в случае неплоскостности путей при прохождении поворотов, что введет к увеличению нагрузки на оставшиеся колеса и повышенному износу колес и рельсов, увеличению нагрузки на элементы рамы и появлению в них усталостных трещин.
Решаемой технической задачей является снижение неподрессоренной массы тележки, улучшение условий контакта колес с рельсами и, как следствие, снижение динамической нагрузки на элементы тележки и на рельсовый путь, снижение внешнего шума, снижение износа колес и рельсов, а также повышение надежности и ресурса ходой части.
Поставленная техническая задача решается тем, что приводная тележка рельсового транспортного средства, преимущественно трамвая с низким полом, содержит раму с продольными упорами, колеса с осями, колесные приводы с редукторами, дисковыми тормозами, люльки, пружины подвески, гидрогасители, поводок, рельсовые тормоза и тяговыми электродвигателями. При этом тяговые двигатели вынесены за пределы колес. Колеса установлены в раме независимо. Колесные приводы имеют рессоры, посредством которых они упруго соединяются с рамой тележки, а сама рама тележки обладает возможностью перекашиваться в вертикальной плоскости за счет изгиба двух крайних упругих поперечных балок и одной центральной жесткой поперечной балки, соединяющих продольные балки.
Поперечные балки установлены во втулки, смонтированные в раме.
Выполнение крепления колесного привода к раме тележки посредством рессоры позволяет приводу перемещаться относительно оси колеса, смягчая удары, идущие со стороны рамы тележки на колесный привод при наезде на препятствие. Благодаря возможности двух крайних упругих поперечных балок изгибаться продольные балки будут поворачиваться относительно друг друга вокруг оси центральной жесткой балки, создавая перекос, в результате чего колеса имеют возможность перемещаться в вертикальном направлении и постоянно находиться в контакте с рельсами при движении по криволинейным участкам рельсового пути.
На фиг.1 показан вид тележки в изометрии,
на фиг.2 - крепление колесного привода,
на фиг.3 - рама тележки в состоянии перекоса продольных балок.
Тележка имеет раму, на которой установлены основные узлы и детали. Рама тележки образованна двумя продольными балками 1, соединенными между собой тремя поперечными балками: одной центральной поперечной балкой 2 и двумя крайними поперечными балками 3. Поперечные балки устанавливаются своими концами во втулки 4, приваренные к продольным балкам снизу и являющиеся их частью. Для предотвращения поперечных перемещений на торцах поперечных балок закрепляются крышки 5. На буксовых концах продольных балок установлены колеса с осью 6 и колесные приводы, каждый из которых состоит из редуктора 7, тягового электродвигателя 8 и элементов дискового тормоза 9. Колесный привод крепится к продольной балке в трех точках - в двух буксовых узлах 10, в конических подшипниках, крепится ось колеса, которая является также и осью выходного вала редуктора, в то время как тяговый электродвигатель через кронштейн 11 опирается на свободный конец рессоры 12. Другим концом рессора закреплена в приваренном к буксовому узлу кронштейне 13 при помощи болта 14. Таким образом, колесный привод имеет возможность вращаться вокруг оси колеса, прогибая рессору. В центральной части каждой продольной балки расположена соединяемая с вагоном люлька 15, которая опирается на две спиральные пружины подвески вагона 16 и удерживается от продольного смещения упорами 17, от поперечного смещения - поводком 18. Для гашения колебаний вагона между продольной балкой и люлькой установлен гидрогаситель 19. Под продольными балками, между колесами, расположены рельсовые тормоза 20, используемые для экстренного торможения вагона.
Работает тележка следующим образом:
при наезде колеса 6 на препятствие оно резко, вследствие удара, поднимается вверх, увлекая за собой буксовый конец продольной балки 1. Из-за гибкой связи колесного привода с буксовым концом продольной балки, выполненной в виде рессоры 12, обладающей определенной упругостью, привод поднимается вверх с некоторым запаздыванием т.к. обладает относительно большой инерцией. Рессора между приводом и продольной балкой изгибается, поглощая энергию удара и снижая динамические нагрузки на элементы привода;
при движении вагона по криволинейным участкам рельсового пути, имеющим неплоскостность, одно из колес 6 окажется выше поверхности рельсов. Но благодаря возможности крайних упругих поперечных балок 3 изгибаться продольные балки 1 будут поворачиваться относительно друг друга вокруг оси центральной жесткой балки 2, перекашиваясь в вертикальной плоскости, и буксовый конец продольной балки 1 с зависшим колесом 6 под действием силы тяжести вагона начнет опускаться вниз до тех пор, пока зависшее колесо 6 снова не войдет в контакт с рельсом.
Тележка приводная рельсового транспортного средства, преимущественно трамвая с низким полом, содержащая раму с продольными упорами, колесные приводы с редукторами и тяговыми электродвигателями, вынесенными за пределы колес, дисковые тормоза, пружины подвески вагона, гидрогасители, рельсовые тормоза, отличающаяся тем, что колеса установлены в раме независимо, элементы дискового тормоза расположены на редукторе, колесные приводы имеют рессоры, посредством которых они упруго соединяются с рамой тележки, а сама рама тележки обладает возможностью перекашиваться в вертикальной плоскости за счет изгиба двух крайних упругих поперечных балок относительно оси центральной жесткой поперечной балки.
