Тележка моторная скоростного железнодорожного транспортного средства

Полезная модель относится к области рельсового транспорта и может быть использована в ходовой части железнодорожного подвижного состава, в частности скоростного пассажирского транспорта.

Новым является то, что тележка моторная содержит гаситель колебании виляния одним концом крепящийся на раме, а другим концом - соединенный с консолью, выполненной независимой от рамы и соединенной с кузовом вагона.

Технический результат - возможность гашения колебаний виляния при повышенном скоростном режиме железнодорожного транспортного средства.

3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относится к области рельсового транспорта и может быть использована в ходовой части железнодорожного подвижного состава, в частности скоростного пассажирского транспорта.

В настоящее время, в связи со значительно возросшими скоростями движения рельсового транспорта, к тележкам предъявляются повышенные требования, поскольку тележка - основной несущий узел вагона. На нее передается вес кузова, действие сил тяги и торможения, развиваемых каждой колесной нарой. При движении тележки по прямому или кривому участку пути она воспринимает силы, действующие от колесных пар при взаимодействии их с рельсами в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Из уровня техники известна моторная тележка, раскрытая в US 4353309 А от 12.10.1982, выполненная с возможностью размещения на ней элементов тягового привода, тормозного оборудования и рессорного подвешивания и содержащая две моторные колесные пары, установленные на раме, включающей две продольные и две поперечные балки.

Недостатком аналога является несоответствие его технических характеристик новым требованиям, предъявляемым современным железнодорожным транспортом к узлам и деталям подвижного состава.

Наиболее близким техническим решением можно считать моторную тележку скоростного железнодорожного транспортного средства, RU 2441785 С2 от 10.02.2012, выполненную с возможностью размещения на ней элементов тягового привода, тормозного оборудования и рессорного подвешивания и содержащую две моторные колесные пары, установленные на раме, при этом моторная колесная пара содержит ось, одноступенчатый осевой редуктор, два напрессованных на ось колеса, каждое из которых имеет на дисковой части два тормозных диска и два буксовых узла, каждый из которых оснащается температурным датчиком, при этом для связи упомянутого редуктора с тяговым электродвигателем предусмотрена зубчатая муфта с дуговыми зубьями, рама образована двумя продольными, изогнутыми средней частью вниз балками и одной поперечной балкой, соединяющей средние части продольных балок между собой, причем на продольных балках предусмотрены элементы крепления для моторных колесных пар, на поперечной балке предусмотрены элементы крепления для двух тяговых электродвигателей и для дискового тормозного оборудования для каждого колеса, при этом в средней части поперечной балки выполнен технологический проем, позволяющий размещать элементы лемнискатного механизма.

К недостаткам прототипа, также, как и в предыдущем случае, можно отнести несоответствие его технических характеристик новым требованиям, предъявляемым современным железнодорожным транспортом к узлам и деталям подвижного состава, таким, например, как плавность хода, прочностные характеристики и т.д.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание моторной тележки, обладающей плавностью хода и позволяющей использовать ее на скоростных пассажирских железнодорожных транспортных средствах.

Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемой полезной модели, заключается в возможности гашения колебаний виляния при повышенном скоростном режиме железнодорожного транспортного средства.

Указанный технический результат достигается за счет того, что тележка моторная скоростного железнодорожного транспортного средства выполнена с возможностью размещения на ней элементов тягового привода, тормозного оборудования и рессорного подвешивания и содержит две моторные колесные нары, установленные на раме, при этом моторная колесная пара содержит ось, двухступенчатый осевой редуктор, два напрессованных на ось колеса, каждое из которых имеет на дисковой части два тормозных диска и два буксовых узла, каждый из которых оснащается температурным датчиком, при этом для связи упомянутого редуктора с тяговым электродвигателем предусмотрена зубчатая муфта с дуговыми зубьями, рама образована двумя продольными, изогнутыми средней частью вниз балками и одной поперечной балкой, соединяющей средние части продольных балок между собой, причем на продольных балках предусмотрены элементы крепления для моторных колесных пар, па поперечной балке предусмотрены элементы крепления для двух тяговых электродвигателей и для дискового тормозного оборудования для каждого колеса, при этом в средней части поперечной балки выполнен технологический проем, позволяющий размещать элементы лемнискатного механизма, кроме того, тележка дополнительно содержит гаситель колебаний виляния одним концом крепящийся на раме, а другим концом - соединенный с кронштейном, выполненным независимым от рамы и соединенным своей консолью с кузовом вагона.

В наиболее предпочтительном варианте информация с температурного датчика каждой буксы может подаваться на пульт управления транспортным средством.

Выполнение редуктора двухступенчатым с закреплением его на оси колесной пары и оснащение его креплениями к раме железнодорожной тележки, а также связь его с тяговым двигателем через зубчатую муфту с дуговыми зубьями позволяет значительно повысить эффективность передачи крутящего момента, снизить потери на трение и повысить надежность крепления элементов, что ведет к повышению скоростных характеристик транспортного средства. Однако известно, что повышение скорости транспортных средств, особенно пассажирских, возможно только при условии повышения эффективности торможения, как того требует техника безопасности при перевозке пассажиров. Для повышения эффективности торможения, что позволит эксплуатировать подвижной состав с более высокой скоростью, предлагается использовать дисковые тормоза вместо колодочных, при этом каждое напрессованное на ось колесо должно иметь на дисковой части два тормозных диска, что позволит повысить полезную площадь взаимодействия тормозных элементов и, соответственно, повысить эффективность торможения.

Выполнение рамы предлагаемой формы, с выгнутыми продольными балками и только с одной поперечной балкой, имеющей технологический кроем, позволяющий размещать элементы лемнискатного механизма, позволяет снизить массу рамы, способствует уменьшению сопротивления набегающего потока во время движения, позволяет повысить эффективность восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий. Наличие дополнительных элементов крепления позволяет использовать дисковое тормозное оборудование. Все вышеперечисленное позволяет повысить скоростной режим железнодорожного транспортного средства.

Для повышения эффективности восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий, а также для повышения комфортности рессорное подвешивание рамы может быть выполнено двухступенчатым, при этом вторая ступень рессорного подвешивания может быть выполнена пневматической.

Далее предлагаемая полезная модель будет раскрыта более подробно, со ссылкой на графические материалы, на которых:

- фиг.1 - принципиальная схема предлагаемой тележки, вид сверху;

- фиг.2 - принципиальная схема предлагаемой тележки, вид сбоку.

Описываемая в рамках данной заявки тележка предназначена для использования на пассажирском железнодорожном транспортном средстве, при этом для повышения удобства использования и улучшения условий обслуживания предполагается, что все тележки будут иметь модульную конструкцию, а основные узлы, насколько это возможно, в моторных и немоторных тележках выполнены идентично.

Предлагаемая тележка моторная 1 скоростного железнодорожного транспортного средства выполнена с возможностью размещения на ней элементов тягового привода, тормозного оборудования и рессорного подвешивания и содержит две моторные колесные пары 2, установленные на раме.

Моторная колесная пара состоит из оси, двух буксовых узлов, двух колес, двух тормозных дисков, на дисковой части каждого колеса и одного осевого двухступенчатого редуктора.

Тормозные диски, закрепленные на дисковой части каждого колеса, дают возможность повысить площадь фрикционного контакта при торможении, снизить динамические и температурные нагрузки на колеса и элементы тормозной системы и более эффективно распределять и использовать тормозные силы, значительно уменьшая тормозной путь рельсового транспортного средства.

Каждый буксовый узел оснащается температурным датчиком, информация с которого в режиме реального времени может передаваться на пульт управления рельсовым транспортным средством, что позволяет осуществлять постоянный контроль и регулировать тормозные и разгонные процессы движения.

Для передачи крутящего момента тягового двигателя 5 на осевой двухступенчатый редуктор предусмотрена зубчатая муфта с дуговыми зубьями. Предложенное техническое решение позволяет повысить эффективность передачи крутящего момента за счет повышения К.П.Д. зубчатой передачи и уменьшения потерь на трение.

Детали осевого двухступенчатого редуктора - лабиринтное кольцо, подшипник, зубчатое колесо - напрессовываются либо насаживаются в горячем состоянии на отдельные посадочные места упомянутого редуктора.

Колеса напрессовываются на ось посредством холодной посадки.

Перед запрессовкой колес и зубчатого колеса осевого двухступенчатого редуктора поверхности посадочных отверстий и посадочные места оси покрываются ровным слоем смазочного средства, обеспечивающего электропроводность посадки и не снижающего усталостную прочность оси.

Открытая поверхность оси и колес покрывается грунтовочным лаком, а затем кроющим лаком. Это покрытие защищает поверхности от коррозии.

Рама 3 тележки моторной 1 образована двумя продольными балками и одной поперечной балкой. Рама 3 тележки моторной 1 соединяется с кузовом вагона посредством адаптера 12.

Каждая продольная балка изогнута средней частью вниз.

Поперечная балка соединяет средние части продольных балок между собой.

Использование в предлагаемой конструкции одной поперечной балки достаточной жесткости (вместо двух - как в известных конструкциях) позволяет уменьшить массу рамы и оптимизировать распределение тяговых и тормозных усилий, возникающих в процессе движения железнодорожного транспортного средства. Характерная внешняя форма рамы, получаемая за счет изгиба продольных балок, также способствует оптимизации распределения тяговых и тормозных усилий и, помимо этого, ведет к уменьшению аэродинамического сопротивления.

На продольных балках предусмотрены элементы крепления, например, кронштейны, для двух моторных колесных пар.

На поперечной балке предусмотрены элементы крепления, например, кронштейны, для двух тяговых электродвигателей 5 и элементы крепления для клещевых механизмов тормозного оборудования 4 для каждого колеса.

Возможность использования дисковых тормозов для каждой моторной колесной пары значительно повышает эффективность торможения, что позволяет использовать предлагаемые тележки на скоростных пассажирских железнодорожных транспортных средствах.

В средней части поперечной балки выполнен технологический проем, позволяющий размещать элементы лемнискатного механизма.

Выполнение технологического проема позволяет, с одной стороны, повысить жесткость рамы и оптимизировать распределение тяговых и тормозных усилий, а с другой стороны - уменьшить массо-габаритные показатели рамы, оптимизировать компоновку узлов и деталей моторной тележки и повысить ее аэродинамические характеристики.

На концах продольных балок предусмотрены места для установки пружин первой ступени рессорного подвешивания.

Вторичное вертикальное подрессоривание производится с помощью пневморессор 10. Воздушная амортизация на каждой тележке состоит из двух систем воздушных рессор. Непосредственно к пневморессорам присоединен дополнительный резервуар сжатого воздуха, который крепится поверх тележки па траверсе кузова вагона. Регулировка уровня второй ступени подрессоривания для уравнивания различных состояний нагруження производится устройством управления пневморессор.

При отказе пневморессоры кузов вагона может опуститься на аварийные пружины.

Для увеличения устойчивости к качке предусмотрены гасители колебаний - гаситель поперечных колебаний 11 и гаситель вертикальных колебаний 8, а также система 9 стабилизации крена.

Выполнение рессорного подвешивания двухступенчатым позволяет добиться более эффективного восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий, а также повысить эргономические характеристики скоростных пассажирских железнодорожных транспортных средств.

Тележка моторная 1 дополнительно содержит гаситель 6 колебаний виляния, одним концом крепящийся на раме 3, а другим концом - соединенный с консолью 7, выполненной независимой от рамы 3 и соединенной с кузовом вагона.

Вследствие различной адаптации тележек к массе и положению центра тяжести отдельных вагонов, а также в результате различной настройки подрессоривания тележки без изменений настройки взаимозаменяемы только в пределах вагонов одного типа.

Тележки на вагонах оснащены системами 13 подачи песка, а на головных вагонах могут быть оснащены рельсоочистителями из эластомерных материалов, установленными перед колесами. Последние расположены как можно ближе к колесам и имеют как можно меньшее расстояние до головки рельса.

Таким образом, предлагаемые конструкция и компоновка заявляемой тележки моторной позволяют использовать ее на скоростных пассажирских железнодорожных транспортных средствах за счет одновременного снижения массы рамы, повышения эффективности восприятия и передачи тяговых и тормозных усилий, за счет повышения эффективности торможения и за счет повышения эргономических характеристик, а также за счет повышения плавности хода и устойчивости к виляниям при повышенном скоростном режиме железнодорожного транспортного средства.

1. Тележка моторная скоростного железнодорожного транспортного средства, выполненная с возможностью размещения на ней элементов тягового привода, тормозного оборудования и рессорного подвешивания и содержащая две моторные колесные пары, установленные на раме, при этом моторная колесная пара содержит ось, одноступенчатый осевой редуктор, два напрессованных на ось колеса, каждое из которых имеет на дисковой части два тормозных диска и два буксовых узла, каждый из которых оснащается температурным датчиком, при этом для связи упомянутого редуктора с тяговым электродвигателем предусмотрена зубчатая муфта с дуговыми зубьями, рама образована двумя продольными, изогнутыми средней частью вниз балками и одной поперечной балкой, соединяющей средние части продольных балок между собой, причем на продольных балках предусмотрены элементы крепления для моторных колесных пар, на поперечной балке предусмотрены элементы крепления для двух тяговых электродвигателей и для дискового тормозного оборудования для каждого колеса, при этом в средней части поперечной балки выполнен технологический проем, позволяющий размещать элементы лемнискатного механизма, отличающаяся тем, что тележка дополнительно содержит гаситель колебаний виляния, одним концом крепящийся на раме, а другим концом соединенный с консолью, выполненной независимой от рамы и соединенной с кузовом вагона.

2. Тележка по п.1, отличающаяся тем, что рессорное подвешивание выполнено двухступенчатым.

3. Тележка по п.2, отличающаяся тем, что вторая ступень рессорного подвешивания выполнена пневматической.

4. Тележка по п.1, отличающаяся тем, что информация с температурного датчика каждой буксы подается на пульт управления транспортным средством.