RU2307756C1

RU2307756C1 - Traction rail vehicle with two-axle bogies (versions)

Info

Publication number: RU2307756C1
Application number: RU2006112121/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Иванович Никифоров (RU); Николай Иванович Никифоров; Сергей Николаевич Никифоров (RU); Сергей Николаевич Никифоров
Original assignee: Николай Иванович Никифоров
Priority date: 2006-04-12
Filing date: 2006-04-12
Publication date: 2007-10-10

Abstract

FIELD: railway transport.

SUBSTANCE: proposed traction rail vehicle contains two-axle bogies with traction motors with reduction gears secured on frames of bogies and on frame of traction rail vehicle by pendulum-type suspensions in three or four points. Cross beams of bogies are provided with pivot mechanisms to transmit tractive force to frame of traction rail vehicle which is furnished with side brackets connected with brackets of axle boxes connected, in their turn, with frames of bogies.

EFFECT: reduced overall dimension of bogies and traction rail vehicle, provision of maximum traction, reduced dynamic loads on traction electric motors and bogie frames, simplified design of bogie frames, mechanisms of tractive force transmission and radial setting of wheelset axles, increased level of their standardization.

10 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к железнодорожным тяговым транспортным средствам, в частности к грузовым, пассажирским, маневровым электровозам, тепловозам, моторным вагонам электропоездов, моторным вагонам метро, и касается конструкции их экипажа, механизмов передачи тяги и радиальной установки осей колесных пар.The invention relates to railway traction vehicles, in particular to freight, passenger, shunting electric locomotives, diesel locomotives, motor carriages of electric trains, motor carriages of the subway, and relates to the construction of their crew, mechanisms for transmitting traction and radial installation of axles of wheelsets.

Известно тяговое транспортное средство, содержащее главную раму, оборудованную автосцепками, кузов, кабину, двухступенчатое рессорное подвешивание, две, три или четыре двухосные тележки, содержащие рамы, рессорное подвешивание, колесные пары с буксами, тяговые электродвигатели, тяговые редуктора, тяги, поводки, главная рама которого снабжена центральными кронштейнами, расположенными по его продольной оси и пропущенными между осями каждой тяговой тележки, и шарнирно соединенными тягами, расположенными горизонтально или под углом к горизонту в вертикальной срединной плоскости, с рамами этих тележек или с осями задних колесных пар одной или двух передних тележек и передних колесных пар одной или двух задних тележек, и четырьмя боковыми кронштейнами на каждую тележку, два из которых шарнирно соединены с кронштейнами букс передних колесных пар одной или двух передних тележек и задних колесных пар одной или двух задних тележек связями, расположенными под углом к горизонту или горизонтально, при этом буксы этих колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными выше их осей, и два других боковых кронштейна шарнирно соединены с кронштейнами букс задних колесных пар одной или двух передних тележек и передних колесных пар одной или двух задних тележек связями, расположенными под углом к горизонту или горизонтально, при этом буксы этих колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными ниже их осей (Патент на изобретение №2229992, В61С 11/00, Российская Федерация).Known traction vehicle containing the main frame, equipped with automatic couplings, body, cab, two-stage spring suspension, two, three or four two-axle bogies containing frames, spring suspension, wheelsets with axle boxes, traction motors, traction gearboxes, traction, leashes, main whose frame is equipped with central brackets located along its longitudinal axis and passed between the axles of each traction trolley, and articulated by rods located horizontally or at an angle to the mountain an umbrella in the vertical median plane, with the frames of these carts or with the axles of the rear wheel pairs of one or two front carts and the front wheel pairs of one or two rear carts, and four side brackets for each cart, two of which are pivotally connected to the brackets of the front axle box one or two front bogies and rear wheel pairs of one or two rear bogies with ties located at an angle to the horizontal or horizontal, while the axle boxes of these wheelsets are connected to the frames of the respective leash carts mi located above their axes, and two other side brackets are pivotally connected to the brackets of the axleboxes of the rear wheel pairs of one or two front carts and the front wheel pairs of one or two rear carts by bonds located at an angle to the horizontal or horizontal, while the axle boxes of these wheelsets connected to the frames of the respective trolleys by leashes located below their axes (Patent for invention No. 2229992, B61C 11/00, Russian Federation).

Недостатками такой конструкции являются увеличенный за счет тяг габарит тележек, а следовательно, и тягового транспортного средства, сложность конструкции, большая масса тележек, обрессоренная только буксовой ступенью рессорного подвешивания, что приводит к высоким динамическим нагрузкам на тяговые электродвигатели и колесномоторные блоки из-за увеличения жесткости буксовой ступени при двухступенчатом рессорном подвешивании по сравнению с обычным, низкое расположение тяг, что создает трудности при изготовлении и обслуживании, отсутствие унификации в расположении поводков передних и задних колесных пар.The disadvantages of this design are the increased size of the trolleys due to the rods and, consequently, the traction vehicle, the complexity of the design, the large mass of trolleys, sprinkled only by the axle box spring suspension, which leads to high dynamic loads on traction electric motors and wheel-driven units due to increased rigidity axle box with two-stage spring suspension compared to conventional, low linkage, which creates difficulties in manufacturing and maintenance, the result of unification in the location of the leashes of the front and rear wheelsets.

Техническим результатом изобретения является снижение габарита тележек и тягового транспортного средства с обеспечением максимальных тяговых качеств, снижение динамических нагрузок на тяговые электродвигатели и рамы тележек, увеличение за счет этого скорости движения, упрощение конструкции рам тележек, механизмов передачи тяги и радиальной установки осей колесных пар с повышением уровня их унификации, улучшение условий их эксплуатации, что в свою очередь приводит к снижению затрат на изготовление, снижению стоимости железнодорожного тягового транспортного средства, а также снижению затрат на его эксплуатацию и ремонт.The technical result of the invention is to reduce the size of the trolleys and the traction vehicle with maximum traction, reducing dynamic loads on the traction motors and the frames of the trolleys, thereby increasing the speed of movement, simplifying the design of the frames of the trolleys, the transmission mechanisms of the traction and the radial installation of the axles of the wheelsets with increasing level of their unification, improvement of their operating conditions, which in turn leads to lower manufacturing costs, lower railway costs th traction vehicle, as well as reducing the cost of its operation and repair.

Технический результат достигается тем, что в железнодорожном тяговом транспортном средстве с двухосными тележками, содержащем раму с автосцепками, одну или две кабины, двухступенчатое рессорное подвешивание, две или четыре двухосные тележки, содержащие рамы, рессорное подвешивание, колесные пары с буксами, поводки, тяговые электродвигатели, тяговые редуктора, шкворневые механизмы передачи тяги, гасители колебаний, тяговые электродвигатели с закрепленными на них корпусами тяговых редукторов установлены по два на каждую тележку, при этом каждый тяговый электродвигатель с корпусом тягового редуктора в трех точках шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно трех осей соединен с рамой железнодорожного тягового транспортного средства маятниковыми подвесками, две из которых расположены по одну сторону оси соответствующей колесной пары на равном расстоянии от нее, при этом каждая из ближних друг к другу концевых поперечных балок, рам каждых двух тележек или средняя поперечная балка каждой тележки снабжена шкворневым механизмом передачи тяги, шарнирно соединяющим раму каждой тележки с рамой железнодорожного тягового транспортного средства в срединной продольной вертикальной плоскости на уровне или выше уровня осей колесных пар, при этом рама железнодорожного тягового транспортного средства снабжена четырьмя боковыми кронштейнами на каждую тележку, два из которых шарнирно соединены со съемными или несъемными кронштейнами букс передних колесных пар одной или двух передних тележек и задних колесных пар одной или двух задних тележек продольными связями, при этом кронштейны букс этих колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными выше или ниже их осей, и два других боковых кронштейна шарнирно соединены со съемными или несъемными кронштейнами букс задних колесных пар одной или двух передних тележек и передних колесных пар одной или двух задних тележек продольными связями, при этом кронштейны букс этих колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными соответственно ниже или выше их осей, или рама железнодорожного тягового транспортного средства снабжена четырьмя боковыми кронштейнами на каждую тележку, по одному на каждую буксу, которые шарнирно соединены со съемными или несъемными кронштейнами букс продольными связями, при этом кронштейны букс колесных пар соединены с рамами тележек поводками, расположенными выше или ниже их осей, при этом кронштейны букс передних осей одной или двух передних тележек и задних осей одной или двух задних тележек, или задних осей одной или двух передних тележек и передних осей одной или двух задних тележек шарнирно соединены с боковыми кронштейнами рамы транспортного средства продольными связями через шарнирные двуплечие рычаги, своими средними точками закрепленные на рамах тележек, кроме того, каждый тяговый электродвигатель снабжен одной или двумя связями, соединенными с ним шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно его продольной оси и соединяющими его в горизонтальной плоскости с осью его колесной пары с обеспечением ее обычного вращения, кроме того, съемные кронштейны букс соединены с ними шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно поперечных осей, кроме того, шарнирные соединения продольных связей с кронштейнами букс и рамой тягового транспортного средства выполнены резинометаллическими, и продольные связи выполнены энергопоглощающими.The technical result is achieved in that in a railway traction vehicle with two-axle bogies containing a frame with automatic couplers, one or two cabs, two-stage spring suspension, two or four two-axle bogies containing frames, spring suspension, wheel pairs with axle boxes, leashes, traction motors , traction gearboxes, pivot gear transmission mechanisms, vibration dampers, traction motors with traction gearboxes mounted on them are installed in two for each bogie, at m each traction motor with a housing of the traction reducer at three points is pivotally connected to the frame of the railway traction vehicle with pendulum suspensions, three of which are located on one side of the axis of the corresponding wheelset at an equal distance from it, each of which end transverse beams adjacent to each other, frames of each two trolleys or the middle transverse beam of each trolley is equipped with a pivot link transmission mechanism, articulated the declining frame of each truck with the frame of the railway traction vehicle in the median longitudinal vertical plane at or above the level of the axles of the wheelsets, while the frame of the railway traction vehicle is equipped with four side brackets for each carriage, two of which are pivotally connected to removable or fixed brackets of the axle boxes front wheel pairs of one or two front bogies and rear wheel pairs of one or two rear bogies with longitudinal ties, while the brackets of these axle boxes The pair is connected to the frames of the respective trolleys by leashes located above or below their axes, and two other side brackets are pivotally connected to the removable or fixed brackets of the axleboxes of the rear wheel pairs of one or two front carts and the front wheel pairs of one or two rear carts by longitudinal ties, the brackets of the axle boxes of these wheelsets are connected to the frames of the respective bogies by leashes located respectively below or above their axes, or the frame of the railway traction vehicle on four side brackets for each trolley, one for each axle box, which are pivotally connected to removable or non-removable axle box brackets with longitudinal ties, while the axle box axle brackets are connected to the carriage frames by leashes located above or below their axles, while the front axle box brackets the axes of one or two front carts and the rear axles of one or two rear carts, or the rear axles of one or two front carts and the front axles of one or two rear carts are pivotally connected to the side brackets of the frames The vehicle is provided with longitudinal links through articulated two-arm levers fixed with their midpoints on the frames of the bogies, in addition, each traction motor is equipped with one or two links connected to it pivotally so that it can rotate about its longitudinal axis and connect it in a horizontal plane with the axis its wheelset to ensure its normal rotation, in addition, the removable brackets of the axle boxes are pivotally connected to them, allowing rotation relative to the transverse This also swivels longitudinal connections with brackets axle box and the frame of the vehicle traction rubber-made, and made energy-absorbing longitudinal connection.

Такой же технический результат достигается тем, что в железнодорожном тяговом транспортном средстве с двухосными тележками, содержащем раму с автосцепками, одну или две кабины, двухступенчатое рессорное подвешивание, две или четыре двухосные тележки, содержащие рамы, рессорное подвешивание, колесные пары с буксами, поводки, тяговые электродвигатели, тяговые редуктора, шкворневые механизмы передачи тяги, гасители колебаний, отличающееся тем, что тяговые электродвигатели с закрепленными на них корпусами тяговых редукторов установлены по два на каждую тележку, при этом каждый тяговый электродвигатель с корпусом тягового редуктора в четырех точках шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно трех осей соединен с рамой железнодорожного тягового транспортного средства маятниковыми подвесками, две из которых расположены по одну сторону оси соответствующей колесной пары на равном расстоянии от нее, а две других по другую сторону этой оси на равном расстоянии от нее, при этом каждая из ближних друг к другу концевых поперечных балок, рам каждых двух тележек или средняя поперечная балка каждой тележки снабжена шкворневым механизмом передачи тяги, шарнирно соединяющим раму каждой тележки с рамой железнодорожного тягового транспортного средства в срединной продольной вертикальной плоскости на уровне или выше уровня осей колесных пар, при этом рама железнодорожного тягового транспортного средства снабжена четырьмя боковыми кронштейнами на каждую тележку, два из которых шарнирно соединены со съемными или несъемными кронштейнами букс передних колесных пар одной или двух передних тележек и задних колесных пар одной или двух задних тележек продольными связями, при этом кронштейны букс этих колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными выше или ниже их осей, и два других боковых кронштейна шарнирно соединены со съемными или несъемными кронштейнами букс задних колесных пар одной или двух передних тележек и передних колесных пар одной или двух задних тележек продольными связями, при этом кронштейны букс этих колесных пар соединены с рамами соответствующих тележек поводками, расположенными соответственно ниже или выше их осей, или рама железнодорожного тягового транспортного средства снабжена четырьмя боковыми кронштейнами на каждую тележку, по одному на каждую буксу, которые шарнирно соединены со съемными или несъемными кронштейнами букс продольными связями, при этом кронштейны букс колесных пар соединены с рамами тележек поводками, расположенными выше или ниже их осей, при этом кронштейны букс передних осей одной или двух передних тележек и задних осей одной или двух задних тележек, или задних осей одной или двух передних тележек и передних осей одной или двух задних тележек шарнирно соединены с боковыми кронштейнами рамы транспортного средства продольными связями через шарнирные двуплечие рычаги, своими средними точками закрепленные на рамах тележек, кроме того, каждый тяговый электродвигатель снабжен одной или двумя связями, соединенными с ним шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно его продольной оси и соединяющими его в горизонтальной плоскости с осью его колесной пары с обеспечением ее обычного вращения, кроме того, съемные кронштейны букс соединены с ними шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно поперечных осей, кроме того, шарнирные соединения продольных связей с кронштейнами букс и рамой тягового транспортного средства выполнены резинометаллическими, и продольные связи выполнены энергопоглощающими.The same technical result is achieved in that in a railway traction vehicle with two-axle bogies containing a frame with automatic couplers, one or two cabs, two-stage spring suspension, two or four two-axle bogies containing frames, spring suspension, wheel pairs with axle boxes, leashes, traction electric motors, traction gearboxes, pivot gear transmission mechanisms, vibration dampers, characterized in that the traction motors with traction gearboxes housed on them are mounted about two for each carriage, while each traction motor with a traction gear housing at four points is pivotally connected to the frame of a railway traction vehicle with pendulum suspensions, four of which are located on one side of the axis of the corresponding wheelset at equal distance from it, and two others on the other side of this axis at an equal distance from it, while each of the transverse beams closest to each other, the frames of each two trolleys, or the middle transverse beam of each trolley is equipped with a pivot rod transmission mechanism that pivotally connects the frame of each trolley with the frame of the railway traction vehicle in the median longitudinal vertical plane at or above the level of the axles of the wheelsets, while the frame of the railway traction vehicle is equipped with four side brackets for each carriage , two of which are pivotally connected to the removable or non-removable brackets of the axleboxes of the front wheelsets of one or two front bogies and rear their wheelsets of one or two rear bogies with longitudinal ties, while the brackets of the axle boxes of these wheelsets are connected to the frames of the respective bogies by leashes located above or below their axles, and two other side brackets are pivotally connected to the removable or fixed brackets of the axle boxes of the rear wheel pairs of one or two front bogies and front wheel pairs of one or two rear bogies with longitudinal ties, while the brackets of the axle boxes of these wheelsets are connected to the frames of the respective bogies by leashes located with respectively, below or above their axles, or the frame of the railway traction vehicle is equipped with four side brackets for each trolley, one for each axle box, which are pivotally connected to the removable or non-removable axle box brackets with longitudinal ties, while the brackets of the axle box wheelsets are connected to the frame of the carts by leashes located above or below their axles, while the brackets of the axle boxes of the front axles of one or two front carts and the rear axles of one or two rear carts, or the rear axles of one or two front trolleys and front axles of one or two rear trolleys are pivotally connected to the side brackets of the vehicle frame by longitudinal ties through articulated two-arm levers, their midpoints mounted on the frames of the trolleys, in addition, each traction motor is equipped with one or two links connected to it pivotally to ensure the possibility of rotation relative to its longitudinal axis and connecting it in a horizontal plane with the axis of its wheelset to ensure its normal rotation, in addition, removable mattes axle boxes connected to them pivotally secured rotationally relative to the transverse axes, in addition, articulations longitudinal connections with mounting brackets and axle boxes frame tractive vehicle rubber-made, and the energy-absorbing longitudinal connection formed.

Предлагаемое железнодорожное тяговое транспортное средство с двухосными тележками представлено на чертежах, где:The proposed railway traction vehicle with two-axle bogies is shown in the drawings, where:

на фиг.1 изображено железнодорожное тяговое транспортное средство с двухосными тележками, общий вид;figure 1 shows a railway traction vehicle with biaxial carts, a General view;

на фиг.2 изображена двухосная тележка, общий вид;figure 2 shows a biaxial trolley, General view;

на фиг.3 изображена двухосная тележка, вид сверху;figure 3 shows a biaxial trolley, a top view;

на фиг.4 изображена двухосная тележка, общий вид;figure 4 shows a biaxial trolley, General view;

на фиг.5 изображено сечение А-А на фиг.2;figure 5 shows a section aa in figure 2;

на фиг.6 изображено сечение Б-Б на фиг.3;figure 6 shows a section bB in figure 3;

на фиг.7 изображена расчетная схема тягового транспортного средства.figure 7 shows the design scheme of the traction vehicle.

Железнодорожное тяговое транспортное средство с двухосными тележками (фиг.1 - фиг.7) состоит из рамы 1 с автосцепками 2, центральных кронштейнов 3 со шкворнями 4, боковых кронштейнов 5, кабины машиниста 6, рессорного подвешивания второй ступени 7, передней тележки 8, задней тележки 9, рам тележек 10, боковин рам тележек 11, поперечных балок 12, шкворневых устройств 13, передних колесных пар 14, задних колесных пар 15, тяговых электродвигателей 16, связей тяговых электродвигателей с осью колесной пары 17, шарниров связей тяговых электродвигателей с осью колесной пары 18, букс 19 с кронштейнами 20, букс 21 с кронштейнами 22, буксовых шарниров 23, связей 24 с шарнирами 25, поводков 26, тяговых редукторов 27, маятниковых подвесок 28, буксовой ступени рессорного подвешивания 29, двуплечих рычагов 30, шарниров 31 вертикальных гасителей колебаний 32, поперечных гасителей колебаний 33.Railway traction vehicle with biaxial carts (Fig. 1 - Fig. 7) consists of a frame 1 with automatic couplings 2, central brackets 3 with pivots 4, side brackets 5, a driver's cab 6, spring suspension of the second stage 7, front cart 8, rear trolleys 9, frames of trolleys 10, sidewalls of frames of trolleys 11, transverse beams 12, pivot devices 13, front wheel pairs 14, rear wheel pairs 15, traction motors 16, couplings of traction motors with an axle of a wheel pair 17, hinges of couplings of traction motors with an axle a pair of 18, axle box 19 with brackets 20, axle box 21 with brackets 22, axle boxes 23, links 24 with joints 25, leads 26, traction gears 27, pendulum suspensions 28, axle box spring suspension 29, two-arm levers 30, hinges 31 vertical vibration dampers 32, transverse vibration dampers 33.

Железнодорожное тяговое транспортное средство с двухосными тележками работает следующим образом: машинист из кабины машиниста 6 производит пуск тягового транспортного средства и устанавливает необходимый режим его работы, при этом на тяговые электродвигатели 16 передней тележки 8 и задней тележки 9 подается напряжение, от которого они начинают вращаться и создавать крутящие моменты, которые тяговыми редукторами 27 передаются на колесные пары 14 и 15, которые в свою очередь начинают вращаться, при этом в зонах контакта колес с рельсами возникают силы тяги. Силы тяги с колес передаются на оси колесных пар, а с них - на буксы 19 и 21. С букс силы тяги поводками 26 передаются на боковины рам тележек 11, рам 10 тележек 8 и 9, а с них поперечными балками 12 на шкворневые устройства 13, которыми через их шарниры 31 тяговые усилия передаются на центральные кронштейны 3, а с них на раму 1 и далее на автосцепку 2, при этом тяговое транспортное средство вместе с прицепным составом приходит в движение.A railway traction vehicle with biaxial bogies works as follows: the driver from the driver’s cab 6 starts the traction vehicle and sets the necessary mode of operation, while the traction motors 16 of the front bogie 8 and the rear bogie 9 are supplied with voltage, from which they begin to rotate and create torques that are transmitted by traction gears 27 to wheelsets 14 and 15, which in turn begin to rotate, while in the areas of contact of the wheels with the rails cabins of traction force. Traction forces from the wheels are transmitted to the axles of the wheelsets, and from them to the axle boxes 19 and 21. From the axle boxes, the traction forces of the leads 26 are transmitted to the sidewalls of the frames of the carts 11, frames 10 of the carts 8 and 9, and with them the transverse beams 12 to the pivot devices 13 with which the traction forces are transmitted through their hinges 31 to the central brackets 3, and from them to the frame 1 and further to the automatic coupler 2, while the traction vehicle together with the towing vehicle is set in motion.

Сила тяги, приложенная к автосцепке, создает относительно уровня верха головок рельсов опрокидывающий момент, равный М_опр=n·Т_T·Н_a,The traction force applied to the automatic coupler creates a tilting moment relative to the top level of the rail heads equal to M _def = n · T _T · N _a ,

где: n - количество тележек;where: n is the number of trolleys;

Тт- сила тяги тележки;Tt - traction force of the cart;

Н_а - высота автосцепки над уровнем верха головок рельсов.N _a - the height of the automatic coupler above the top of the rail heads.

Опрокидывающий момент вызывает обезгруживание передней тележки и дополнительную нагрузку на заднюю тележку. Например, при двухтележечном экипаже на величину: Δ₁Q_T=2·T_T·H_a/L,The overturning moment causes the front trolley to be unloaded and additional load on the rear trolley. For example, with a two-carriage carriage by: Δ ₁ Q _T = 2 · T _T · H _a / L,

где: L - база тягового транспортного средства.where: L is the base of the traction vehicle.

В экипажах с двухступенчатым рессорным подвешиванием с большим статическим прогибом центральной ступени рессорного подвешивания дополнительное обезгруживание первой оси передней тележки и дополнительная нагрузка на ее заднюю ось, шкворневым механизмом передачи тяги, без учета жесткости системы может быть определено: Δ₂Q_Т=T_T·Н_ш/l_T,In crews with a two-stage spring suspension with a large static deflection of the central stage of the spring suspension, additional unloading of the first axle of the front carriage and additional load on its rear axle using the pivot gear transmission mechanism, without taking into account the stiffness of the system, can be determined: Δ ₂ Q _T = T _T · N _w / l _T ,

где: Н_ш - высота шкворневого устройства над уровнем головок рельсов;where: N _W - the height of the pivot device above the level of the rail heads;

l_T - база тележки.l _T is the base of the cart.

При этом полное обезгруживание передней оси передней тележки составит: ΔQ_T=Т_T·(Н_а/L+Н_ш/l_T), коэффициент использования сцепного веса составит: η=1-ΔQ_T/Q_сц, а сила тяги по сцеплению тягового транспортного средства составит: F_сц=4·ψ·Q_сц·η,In this case, the complete unloading of the front axle of the front bogie will be: ΔQ _T = T _T · (N _a / L + N _w / l _T ), the utilization of the coupling weight will be: η = 1-ΔQ _T / Q _sc , and the traction force traction vehicle will be: F _sc = 4 · ψ · Q _sc · η,

где: Q_сц - сцепной вес колесной пары.where: Q _sc - the coupling weight of the wheelset.

При соединении каждого тягового электродвигателя с корпусом тягового редуктора в трех точках шарнирно с обеспечением возможности вращения относительно трех осей с рамой железнодорожного тягового транспортного средства маятниковыми подвесками, две из которых расположены по одну сторону оси соответствующей колесной пары на равном расстоянии от нее или в четырех точках, две из которых расположены по одну сторону оси соответствующей колесной пары на равном расстоянии от нее, а две других по другую сторону этой оси на равном расстоянии от нее, последние создают восстанавливающий момент на раме тележки, равный: М_в=Т_T·r,When connecting each traction electric motor with the housing of the traction gearbox at three points, it is pivotally enabled to rotate relative to three axles with the frame of a railway traction vehicle by pendulum suspensions, two of which are located on one side of the axis of the corresponding wheelset at an equal distance from it or at four points, two of which are located on one side of the axis of the corresponding wheelset at an equal distance from it, and the other two on the other side of this axis at an equal distance from her, the latter create a restoring moment on the frame of the trolley, equal to: M _in = T _T · r,

где: r - радиус колеса по кругу катания.where: r is the radius of the wheel in a circle of riding.

При этом полное обезгруживание передней оси передней тележки в предлагаемом транспортном средстве составит: ΔQ_T=Т_T·(Н_а/L+(Н_ш-r)/l_T), коэффициент использования сцепного веса составит: η=1-ΔQ_T/Q_сц, а сила тяги по сцеплению тягового транспортного средства составит: F_сц=4·ψ·Q_сц·η.In this case, the complete unloading of the front axle of the front carriage in the proposed vehicle will be: ΔQ _T = T _T · (N _a / L + (N _w -r) / l _T ), the utilization of the coupling weight will be: η = 1-ΔQ _T / Q _sc , and the traction force on the clutch of the traction vehicle will be: F _sc = 4 · ψ · Q _sc · η.

Например, железнодорожное тяговое транспортное средство с двумя двухосными тележками с двухступенчатым рессорным подвешиванием и шкворневым устройством для передачи силы тяги с параметрами: Т_T=160 кН; Н_а=1,06 м; L=10 м; Н_ш=1,1 м; l_T=2 м; Q_сц=235 кН; ψ=0,385; r=0,525 м, будет иметь следующие параметры тяги.For example, a railway traction vehicle with two biaxial bogies with two-stage spring suspension and a pivot device for transmitting traction force with parameters: T _T = 160 kN; H _a = 1.06 m; L = 10 m; N _W = 1.1 m; l _T = 2 m; Q _sc = 235 kN; ψ = 0.385; r = 0.525 m, will have the following traction parameters.

В обычном железнодорожном тяговом транспортном средстве полное обезгруживание передней оси передней тележки составит: ΔQ_T=160·(1.06/10+1,1/2)=105 кН, коэффициент использования сцепного веса составит: η=1-105/235=0,553, а сила тяги по сцеплению тягового транспортного средства составит: F_сц=4·0,385·235·0,553=200 кН.In a conventional railway traction vehicle, the complete discharging of the front axle of the front trolley will be: ΔQ _T = 160 · (1.06 / 10 + 1.1 / 2) = 105 kN, the utilization of the coupling weight will be: η = 1-105 / 235 = 0.553, and the traction force on the adhesion of the traction vehicle will be: F _sc = 4 · 0.385 · 235 · 0.553 = 200 kN.

В предлагаемом железнодорожном тяговом транспортном средстве полное обезгруживание передней оси передней тележки составит: ΔQ_T=160·(1,06/10+(1,1-0,525)/2)=62,96 кН,In the proposed railway traction vehicle, the complete discharging of the front axle of the front carriage will be: ΔQ _T = 160 · (1.06 / 10 + (1.1-0.525) / 2) = 62.96 kN,

коэффициент использования сцепного веса составит: η=1-88/235=0,732, а сила тяги по сцеплению тягового транспортного средства составит:the coefficient of utilization of the coupling weight will be: η = 1-88 / 235 = 0.732, and the traction force on the adhesion of the traction vehicle will be:

F_сц=4·0,385·235·0,732=265 кН.F _sc = 4 · 0.385 · 235 · 0.732 = 265 kN.

Таким образом, по сравнению с обычным тяговым средством при высоте шкворневого устройства Н_ш=1,1 м в предлагаемом тяговом транспортном средстве сила тяги по сцеплению возрастает на (265-200)·100/200=32,5%.Thus, compared with a conventional traction vehicle with a pivot device height H _w = 1.1 m in the proposed traction vehicle, the traction force in adhesion increases by (265-200) · 100/200 = 32.5%.

При понижении шкворневого узла до Н_ш=0,525 м;When lowering the pivot node to N _W = 0.525 m;

В обычном железнодорожном тяговом транспортном средстве полное обезгруживание передней оси передней тележки составит: ΔQ_T=160·(1.06/10+0,525/2)=59 кН, коэффициент использования сцепного веса составит: η=1-59/235=0,749, а сила тяги по сцеплению тягового транспортного средства составит: F_сц=4·0,385·235·0,749=271 кН.In a conventional railroad traction vehicle, the complete unloading of the front axle of the front carriage will be: ΔQ _T = 160 · (1.06 / 10 + 0.525 / 2) = 59 kN, the utilization of the grip weight will be: η = 1-59 / 235 = 0.749, and the force traction on the coupling of the traction vehicle will be: F _sc = 4 · 0.385 · 235 · 0.749 = 271 kN.

В предлагаемом железнодорожном тяговом транспортном средстве полное обезгруживание передней оси передней тележки составит: ΔQ_T=160·(1,06/10+(0,525-0,525)/2)=16,96 кН, коэффициент использования сцепного веса составит: η=1-16,96/235=0,928, а сила тяги по сцеплению тягового транспортного средства составит: F_сц=4·0,385·235·0,928=336 кН, что практически соответствует теоретическим максимальным значениям η и F_сц для принятого транспортного средства.In the proposed railway traction vehicle, the complete unloading of the front axle of the front carriage will be: ΔQ _T = 160 · (1.06 / 10 + (0.525-0.525) / 2) = 16.96 kN, the utilization of the coupling weight will be: η = 1- 16.96 / 235 = 0.928, and the traction force on the traction vehicle traction will be: F _sc = 4 · 0.385 · 235 · 0.928 = 336 kN, which practically corresponds to the theoretical maximum values of η and F _sc for the adopted vehicle.

В то время как в обычном железнодорожном тяговом транспортном средстве такие показатели вообще не могут быть достигнуты, так как шкворневое устройство не может быть размещено на уровне головок рельсов (при котором могли бы быть достигнуты такие показатели) из-за ограничений, накладываемых габаритами подвижного состава.While in a conventional railway traction vehicle such indicators cannot be achieved at all, since the pivot device cannot be placed at the level of the rail heads (at which such indicators could be achieved) due to restrictions imposed by the dimensions of the rolling stock.

Таким образом, по сравнению с обычным железнодорожным тяговым транспортным средством при высоте шкворневого устройства; Н_ш=0,525 м, т.е. при размещении шкворневого устройства на уровне осей колесных пар, в предлагаемом железнодорожном тяговом транспортном средстве сила тяги по сцеплению возрастает на (336-271)·100/271=24%.Thus, compared with a conventional railway traction vehicle with a pivot device height; N _W = 0.525 m, i.e. when placing the pivot device at the level of the axles of the wheelsets, in the proposed railway traction vehicle, the traction force in adhesion increases by (336-271) · 100/271 = 24%.

Компьютерное моделирование такого железнодорожного тягового транспортного средства с двухосными тележками с учетом жесткости системы при статическом прогибе буксовой ступени рессорного подвешивания 50 мм и 100 мм второй ступени дает результаты, практически совпадающие с полученными.Computer simulation of such a railway traction vehicle with two-axle bogies, taking into account the rigidity of the system with a static deflection of the axle box spring suspension of 50 mm and 100 mm of the second stage, gives results that almost coincide with those obtained.

При подвеске тяговых электродвигателей 16 маятниковыми подвесками 28 к раме 1 тягового транспортного средства уменьшается масса рам 10 тележек 8 и 9 на массу их узлов, обеспечивающих их подвеску к их рамам в обычных конструкциях, кроме того массы тяговых электродвигателей и маятниковых подвесок снимаются с рам тележек и передаются непосредственно на раму тягового транспортного средства. Принимая, что коэффициент вертикальной динамики буксовой ступени рессорного подвешивания составляет 0,4, а рессорного подвешивания в целом 0,2, можно сказать, что снижение динамической нагрузки на тяговый электродвигатель составит: ΔF_д=(0,4-0,2)·М_д. При массе двигателя, например, 3000 кг снижение динамической нагрузки на тяговый электродвигатель составит не менее: ΔF_д=(0,4-0,2)·3000·9,81=2943, Н=5,9 кН, а на тележку: ΔF_д=2(0,4-0,2)·3000·9,81=11,8 кН.When the traction motors are suspended by 16 pendulum suspensions 28 to the traction vehicle frame 1, the mass of the frames 10 of the trolleys 8 and 9 decreases by the mass of their assemblies providing their suspension to their frames in conventional designs, in addition, the masses of the traction motors and pendulum suspensions are removed from the trolley frames and transmitted directly to the frame of the traction vehicle. Assuming that the coefficient of vertical dynamics of the axlebox level of the spring suspension is 0.4, and the spring suspension as a whole is 0.2, we can say that the decrease in the dynamic load on the traction motor will be: ΔF _d = (0.4-0.2) · M _d . With an engine mass of, for example, 3000 kg, a decrease in the dynamic load on the traction electric motor will be not less than: ΔF _d = (0.4-0.2) · 3000 · 9.81 = 2943, N = 5.9 kN, and on the trolley: ΔF _d = 2 (0.4-0.2) · 3000 · 9.81 = 11.8 kN.

Снабжение тягового электродвигателя 16 одной или двумя соосными связями 17, соединенными с ним шарнирами 18 с обеспечением возможности вращения относительно его продольной оси и соединяющими его в горизонтальной плоскости с осью его колесной пары 14 или 15 с обеспечением ее обычного вращения, обеспечивают его радиальную и осевую фиксацию относительно этой оси.Supply of the traction motor 16 with one or two coaxial connections 17 connected to it by hinges 18 with the possibility of rotation about its longitudinal axis and connecting it in a horizontal plane with the axis of its wheelset 14 or 15 with its normal rotation, ensure its radial and axial fixation relative to this axis.

При движении тягового транспортного средства в кривых тележки 8 и 9 поворачиваются относительно рамы 1, при этом своими кронштейнами 5 рама 1 воздействует на связи 24 с шарнирами 25, создавая в них парные усилия растяжения-сжатия, которые попарно воздействуют на кронштейны 20, поводки 26 и буксы 19 передней колесной пары 14 и кронштейны 22, поводки 26 и буксы 21 задней колесной пары 15. Эти усилия, оказываемые на буксы, создают на осях колесных пар разворачивающие их моменты. При разноименном смещении буксовых поводков 26 передней колесной пары 14 и задней колесной пары 15 относительно их осей, или при их одноименном смещении, но с применением для одной из них двуплечих рычагов 30, эти разворачивающие моменты разворачивают передние и задние колесные пары в разные стороны и устанавливают их в радиальное положение.When the traction vehicle moves in curves, the carts 8 and 9 rotate relative to the frame 1, while with its brackets 5, the frame 1 acts on the connection 24 with the hinges 25, creating pair tensile-compression forces in them, which act in pairs on the brackets 20, leashes 26 and axleboxes 19 of the front wheel pair 14 and brackets 22, leashes 26 and axleboxes 21 of the rear wheel pair 15. These forces exerted on the axleboxes create moments unfolding on the axles of the wheel sets. With the opposite displacement of the axle boxes 26 of the front wheel pair 14 and the rear wheel pair 15 relative to their axles, or with the same displacement, but using two-arm levers 30 for one of them, these unfolding moments unfold the front and rear wheel pairs in different directions and set them into a radial position.

Установка шарниров 23 в соединении буксовых кронштейнов 20 и 22 с буксами соответственно 19 и 21 приводит к снижению усилий в связях 24 и поводках 26, необходимых для установки осей в радиальное положение.The installation of hinges 23 in the connection of the axle box brackets 20 and 22 with the axle boxes 19 and 21, respectively, leads to a reduction in the forces in the links 24 and the leashes 26 necessary for setting the axles in a radial position.

Выполнение продольных связей 24 энергопоглощающими приводит к дополнительному гашению продольных колебаний и колебаний виляния экипажа, что в свою очередь приводит к повышению допустимой скорости движения железнодорожного тягового транспортного средства.Fulfillment of longitudinal bonds 24 by energy-absorbing leads to additional damping of longitudinal vibrations and fluctuations of the wagging of the crew, which in turn leads to an increase in the permissible speed of a railway traction vehicle.

Вертикальные гасители колебаний 32 и поперечные 33 гасят все возникающие при взаимодействии колес с рельсами колебания, обеспечивая железнодорожному тяговому транспортному средству необходимую плавность хода.Vertical vibration dampers 32 and transverse 33 dampen all vibrations arising from the interaction of the wheels with the rails, providing the railway traction vehicle with the necessary smoothness.

Все это и приводит к снижению габарита тележек и тягового транспортного средства с обеспечением максимальных тяговых качеств, снижению динамических нагрузок на тяговые электродвигатели и рамы тележек, увеличению за счет этого скорости движения, упрощению конструкции рам тележек, механизмов передачи тяги и радиальной установки осей колесных пар с повышением уровня их унификации, улучшению условий их эксплуатации, что в свою очередь приводит к снижению затрат на изготовление, снижению стоимости железнодорожного тягового транспортного средства, а также снижению затрат на его эксплуатацию и ремонт.All this leads to a decrease in the size of the trolleys and the traction vehicle with maximum traction, reduced dynamic loads on the traction electric motors and the frames of the trolleys, due to this, to increase the speed of movement, to simplify the design of the frames of the trolleys, the transmission mechanisms of the traction and the radial installation of the axles of the wheelsets with increasing their level of unification, improving their operating conditions, which in turn leads to lower manufacturing costs, lower cost of railway traction transport funds, as well as reducing the cost of its operation and repair.

Claims

1. Railway traction vehicle with two-axle bogies, containing a frame with automatic couplers, one or two cabs, two-stage spring suspension, two or four two-axle bogies, containing frames, spring suspension, wheel pairs with axle boxes, leashes, traction motors, traction reducers, pivot gears traction transmission mechanisms, vibration dampers, characterized in that the traction motors with traction gearboxes mounted on them are installed two for each trolley, while each traction electric a motor with a traction gear housing at three points is pivotally connected to the frame of a railway traction vehicle with pendulum suspensions, three of which are located on one side of the axis of the corresponding wheel pair at an equal distance from it, each of which is adjacent to each other to each other of the end transverse beams of the frames of each two trolleys or the middle transverse beam of each trolley is equipped with a pivot rod transmission mechanism that pivotally connects the frame of each lying with the frame of the railway traction vehicle in the median longitudinal vertical plane at or above the level of the axles of the wheelsets, while the frame of the railway traction vehicle is equipped with four side brackets for each trolley, two of which are pivotally connected to the removable or fixed brackets of the axleboxes of the front wheelsets one or two front bogies and rear wheel pairs of one or two rear bogies with longitudinal ties, while the brackets of the axle boxes of these wheelsets are connected to the ammo of the respective bogies with leashes located above or below their axes, and two other side brackets are pivotally connected to the removable or fixed brackets of the axleboxes of the rear wheel pairs of one or two front carts and the front wheel pairs of one or two rear carts with longitudinal ties, while the brackets of these axles wheelsets are connected to the frames of the respective trolleys by leashes located respectively below or above their axles, or the frame of the railway traction vehicle is equipped with four lateral to with brackets for each trolley, one for each axle box, which are pivotally connected to removable or non-removable axle box brackets with longitudinal ties, while the axle box axle brackets are connected to the carriage frames by leashes located above or below their axles, while the axle box axle brackets brackets one or two front bogies and rear axles of one or two rear bogies, or rear axles of one or two front bogies and front axles of one or two rear bogies pivotally connected to the side brackets of the rail frame ovogo vehicle longitudinal links via hinged double-arm levers, their mid-points mounted on bogies frames.

2. Railway traction vehicle with biaxial trolleys according to claim 1, characterized in that each traction motor is equipped with one or two couplings that are pivotally connected to it to allow rotation about its longitudinal axis and connecting it in a horizontal plane with the axis of its wheelset with ensuring its usual rotation.

3. Railway traction vehicle with biaxial trolleys according to claim 2, characterized in that the removable brackets of the axle boxes are pivotally connected to them so that they can rotate relative to the transverse axes.

4. Railway traction vehicle with two-axle bogies according to claim 3, characterized in that the articulated joints of the longitudinal links with the brackets of the axle boxes and the frame of the railway traction vehicle are made of rubber-metal.

5. Railway traction vehicle with two-axle bogies according to claim 4, characterized in that the longitudinal links are energy-absorbing.

6. Railway traction vehicle with two-axle bogies, containing a frame with automatic couplers, one or two cabs, two-stage spring suspension, two or four two-axle bogies, containing frames, spring suspension, wheel pairs with axle boxes, leads, traction motors, traction gearboxes, pivot gears traction transmission mechanisms, vibration dampers, characterized in that traction motors with traction gearboxes mounted on them are installed two for each trolley, while each traction electric a motor with a traction gear housing at four points is pivotally coupled with the possibility of rotation relative to three axles to the frame of a railway traction vehicle by pendulum suspensions, two of which are located on one side of the axis of the corresponding wheelset at an equal distance from it, and two others on the other side of this axis at an equal distance from it, while each of the closest to each other end transverse beams of the frames of each two trolleys or the average transverse beam of each trolley is equipped with a thrust gear transmission mechanism that pivotally connects the frame of each trolley with the frame of the railway traction vehicle in the median longitudinal vertical plane at or above the level of the axles of the wheel pairs, while the frame of the railway traction vehicle is equipped with four side brackets for each carriage, two of which are pivotally connected with removable or non-removable brackets for axle boxes of the front wheel pairs of one or two front carts and the rear wheel pairs of one or two rear carts in this case, the brackets of the axleboxes of these wheelsets are connected to the frames of the respective bogies by leashes located above or below their axes, and two other side brackets are pivotally connected to the removable or fixed brackets of the axle boxes of the rear wheel pairs of one or two front bogies and front wheel pairs of one or two rear bogies with longitudinal links, while the brackets of the axle boxes of these wheelsets are connected to the frames of the respective bogies by leashes located respectively below or above their axes, or the frame is iron the road traction vehicle is equipped with four side brackets for each trolley, one for each axle box, which are pivotally connected to the removable or non-removable axle box brackets with longitudinal links, while the axle box axle brackets are connected to the carriage frames by leashes located above or below their axes, this brackets axle boxes of the front axles of one or two front carts and the rear axles of one or two rear carts, or the rear axles of one or two front carts and the front axles of one or two rear carts The axles are pivotally connected to the side brackets of the frame of the railway traction vehicle by longitudinal links through the hinged two-arm levers, their midpoints mounted on the frames of the trolleys.

7. Railway traction vehicle with biaxial trolleys according to claim 6, characterized in that each traction motor is equipped with one or two connections, pivotally connected to it to allow rotation about its longitudinal axis and connecting it in a horizontal plane with the axis of its wheelset with ensuring its usual rotation.

8. Railway traction vehicle with biaxial trolleys according to claim 7, characterized in that the removable brackets of the axle boxes are pivotally connected to them so that they can rotate relative to the transverse axes.

9. Railway traction vehicle with biaxial trolleys according to claim 8, characterized in that the articulated joints of the longitudinal links with the brackets of the axle boxes and the frame of the railway traction vehicle are rubber-metal.

10. Railway traction vehicle with two-axle bogies according to claim 9, characterized in that the longitudinal links are energy-absorbing.