Устройство для увеличения сцепления колесной пары электровоза с рельсами
Полезная модель относится к устройствам для увеличения сцепления колесной пары электровоза с рельсами, а более конкретно к устройствам устранения боксования движущих колес электровоза. Работа устройства для увеличения сцепления колесной пары электровоза с рельсами осуществляется следующим образом. При появлении боксования колеса (6) относительно рельса (11). Обмотка (10) электромагнита (3) запитывается электрическим током от источника питания (12), который создает магнитный поток Ф, путь которого показан пунктирной линией на чертеже и проходит по стержню (8), двум ярмам (5), двум воздушным зазорам (7) и колесу (6). В результате сказанного между колесом (6) и рельсом (11) возникает притягивающая электромагнитная сила, которая увеличивает силу сцепления колеса (6) с рельсом (11), что приводит к увеличению максимальной силы тяги, при которой начинается боксование. Технический результат - повышение надежности работы из-за отсутствия необходимости использовать подшипник качения. Повышению надежности также способствует расположение электромагнита (3) над колесной парой, т.к. в этом случае обмотка электромагнита (3) менее подвержена механическому влиянию предметов, находящихся на верхнем строении пути: щебня балласта, посторонних предметов и т.п. 1 ил.
Полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно к устройствам для увеличения сцепления колесной пары с рельсами электровозов, работающих на постоянном и переменном токах и предназначенных для тяги тяжеловесных составов и для тяги составов на железнодорожных участках, имеющих большой уклон пути относительно горизонтальной линии.
Известно устройство для увеличения сцепления колес электровоза с рельсами (А.С. СССР N 379432, МПК В61C 15/04, 1973), в которых для уменьшения боксования колес электровоза о рельсы на раме электровоза жестко закреплены электромагниты с некоторым зазором над головкой рельса. Данные электромагниты позволяют увеличить сцепление колесной пары электровоза с рельсами за счет получения дополнительной силы притяжения электромагнита с ферромагнитному рельсу.
Электровоз с таким устройством рассчитан только для движения на узкоколейных железных дорогах (600, 900 мм) со скоростью 10-12 км/ч и предназначен для работы на рудничных и угольных разработках. Поэтому при такой скорости движения нет опасности для электровоза попасть в аварию в случае отрыва электромагнита от рамы и последующем попадании его между рельсом и набегающем на него колесом.
Электромагниты также включаются на крутых поворотах пути во избежание опрокидывания электровоза по инерции.
Недостаток электровозов с такими электромагнитами заключается в низкой надежности их работы, особенно это касается электровозов, предназначенных для работы на ширококолейных путях (1520 мм) железных дорог, на которых электровозы двигаются относительно с высокими скоростями 80-100 км/ч и более. При случайном отрыве электромагнита от электровоза или при попадании между ним и рельсом постороннего предмета вызывает не только аварию электровоза, но и крушение целого состава поезда с тяжелыми последствиями.
Известно устройство для увеличения сцепления колесной пары электровоза с рельсами (RU 
2055748, В60С 15/04, опубл. 10.03.1996), выбранное в качестве прототипа, содержит колесную пару, намагничивающую обмотку в виде катушки, обеспечивающую электромагнитное сцепление колес с рельсами, выполненную из изолированного провода, установленную на оси колесной пары и подключенную к источнику питания с помощью проводов. Эта намагничивающая катушка намотана на каркас, который неподвижно закреплен на тележке электровоза и расположен соосно оси колесной пары с зазором, в котором установлены подшипники качения, размещенные по торцам каркаса катушки с возможностью вращения оси колесной пары внутри него, при этом токопроводящие провода размещены внутри тележки электровоза.
Подшипник качения представляет собой шариковый подшипник, выполнен разборным в.виду того, что в процессе изготовления колесной пары в ее завершенном виде на ее ось невозможно надеть цельный шариковый подшипник. Поэтому он состоит из двух половинок верхнего кольца, разрезанного диаметрально пополам, а нижним кольцом служит сама ось колесной пары, не имеющей на поверхности канавку для движения по ней шариков, так как шарики не испытывают боковое давление вдоль оси, и канавка ослабляет поперечную прочность оси.
Предлагаемое устройство используется при осуществлении тяги длинных и тяжеловесных составов и на больших уклонах пути, построенных в гористых местах.
Данное устройство характеризуется низкой надежностью работы, т.к. при запитывании катушки, образуется электромагнитное поле, которое намагничивает подшипник качения, в результате металлическая пыль, образующаяся при трении оси колесной пары о шарики подшипника и верхнее кольцо, скапливается в зазоре между осью колесной пары и верхним кольцом, что приводит к повышенному износу подшипника, а в экстремальных случаях, к его заклиниванию.
Перед автором стояла задача повысить надежность работы устройства для увеличения сцепления колесной пары электровоза с рельсами за счет переноса источника электромагнитной силы - катушки из области оси колесной пары на раму тележки.
Технический результат достигается следующим образом. В устройстве для увеличения сцепления колесной пары электровоза с рельсами, содержащем колесную пару, намагничивающую обмотку в виде катушки, увеличивающую сцепление колес с рельсами, выполненную из изолированного провода и подключенную к источнику питания, катушка установлена на каркасе, который расположен на стержне П-образного ферромагнитного сердечника, который неподвижно закреплен на тележке электровоза таким образом, что колесо пары расположено с зазорами на обе стороны между ярмами П-образного ферромагнитного сердечника.
Устройство для увеличения сцепления колесной пары электровоза с рельсами представлено на чертеже. На раме 1 электровоза для каждого колеса жестко закреплен П-образный сердечник 2 электромагнита 3. Полюсы 4 ярем 5 электромагнита 3 направлены в сторону боковых сторон колеса 6. Между полюсами 4 и боковыми сторонами колеса 6 есть воздушные зазоры 7. На стержне 8 П-образного сердечника 2 электромагнита 3 расположен каркас 9 с электрической обмоткой 10. Колесо 6 опирается на рельс 11. Электрическая обмотка 10 соединена с источником питания 12.
Работа устройства для увеличения сцепления колесной пары электровоза с рельсами осуществляется следующим образом. При появлении боксования колеса 6 относительно рельса 11. Обмотка 10 электромагнита 3 запитывается электрическим током от источника питания 12, который создает магнитный поток Ф, путь которого показан пунктирной линией на чертеже и проходит по стержню 8, двум ярмам 5, двум воздушным зазорам 7 и колесу 6. В результате сказанного между колесом 6 и рельсом 11 возникает притягивающая электромагнитная сила, которая увеличивает силу сцепления колеса 6 с рельсом 11, что приводит к увеличению максимальной силы тяги, при которой начинается боксование.
Можно заметить, что использование П-образного сердечника 2 позволило отказаться от использования подшипника качения и тем самым повысить надежность работы всего устройства. Повышению надежности также способствует расположение электромагнита 3 на раме 1 тележки, т.е. над колесной парой, т.к. в этом случае обмотка электромагнита 3 менее подвержена механическому влиянию предметов, находящихся на верхнем строении пути: щебня балласта, посторонних предметов и т.п.
Устройство для увеличения сцепления колесной пары электровоза с рельсами, содержащее колесную пару, намагничивающую обмотку в виде катушки, увеличивающую сцепление колес с рельсами, выполненную из изолированного провода и подключенную к источнику питания, катушка установлена на каркасе, отличающееся тем, что каркас расположен на стержне П-образного ферромагнитного сердечника, который неподвижно закреплен на тележке электровоза таким образом, что колесо пары расположено с зазорами на обе стороны между ярмами П-образного ферромагнитного сердечника.
