Локомотив — SU 1138337 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК А Ш В 61 Г 5/24 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ СВИ пруколеснои парына раму; и над уров- Яолеса колес 00 СгЭ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) Т. А. Тибилов и Ю. А. Ермолов (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта (53) 625.282-843.6 (088.8)(54) (57) ЛОКОМОТИВ, содержащий кузов с автосцепкой, связанный через шкворни и расположенные вокруг них, образуя в плане четырехугольники, боковые опоры с двумя трехосными тележками, на осях которых смонтированы двигатели, сориентированные опора, и узлами на раму тележек к центру локомотива, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной эффективности, опоры кузова на тележку снабжены пружинами, причем отношение жесткостей пружин буксового подвешивания и пружин опор определяется следующим выражением,.801138337 Й(а,-а,) а 1 Са с, -(с 1+гъ (а, + а,) (а-с,)1,3(а,с, -а,с,) где , - отношение высоты шкворня надуровнем пятна контакта колесаколесной пары к высоте оси автосцепки над уровнем пятна контакта колеса колесной пары;, - отношение жесткости буксовогоподвешивания, приходящегося наодну ось, к жесткости опорныхпружин кузова, расположенныхс одной стороны шкворня;а, расстояние от центра кузова локомотива до соответствующейжины опоры кузова;с,- расстояние от шкворня до соот 1ветствующей пружины опоры кузова;с - расстояние от осидо опорного узлар - диаметр колеса;Н - высота оси автосцепкнем пятна контакта кной пары.Изобретение относится к области передачи тягового усилия между тележкой й кузовом локомотива и предназначено для использования на железнодорожном транспорте.Известен локомотив, содержащий кузов с автосцепками, связанный через шкворни и расположенные вокруг них, образуя в плане четырехугольники, боковые опоры с двумя трехос ными тележками, на осях которых смонтированы двигатели, сориентированные опорными узлами на раму тележек к центру локомотива . Недостатком известного локомотива являются большие изменения нагрузок колесных пар на рельсы, что ухудшает эксплуатационные качества локомотива.Цель изобретения - повышение эксплуатационной эффективности.Поставленная цель достигается тем, что в локомотиве, содержащем кузов с автосцепками, связанный через шкворни и расположенные вокруг них, образуя в плане четырехугольники, боковые опоры с двумя трехосными тележками, на осях которых смонтированы двигатели, сориентированные опорными узлами на раму тележек к центру локомотива, опоры кузова на тележку снабжены пружинами, причем отношение жесткостей пружин буксового . подвешивания и пружин опор определяется следующим выражением 30 Д а,-а, 3 а+а а 1138337Локомотив, содержащий кузов 1, две1 ележки 2, комплект пружин 3, шкворни 4трехосные тележки с двигателями 5, направленными узлами опоры на раму тележкик центру локомотива, опорные пружиныкузова расположены по четыре на каждойтележке так, что в плане они образуют прямоугольник, внутри которого закрепляетсяшкворень,Устройство работает следующим образомПри реализации силы тяги локомотивомпроисходит отклонение кузова и тележекот положения (на фиг. 2 показано штриховыми линиями). В результате кузов и тележки займут новое положение равновесия(на фиг. 2 показано сплошными линиями).Положение каждого тела характеризуетсяуглом поворота и вертикальным перемещением,Таким образом, вводятся следующие,координаты:А - угол поворота кузова;- вертикальное перемещение кузова;, - угол поворота соответствующей тележки;- вертикальное перемещение соответствующей тележки.Максимальная реализация силы тягипроисходит при условии1 = г=ОЭто условие выполняется при выполнениисоотношениягде35 О а О хема предлагаеморивтивсхем схема, пояснотношений. е , - отношение высоты шкворня надуровнем пятна контакта колесаколесной пары к высоте оси автосцепки над уровнем пятна контакта колеса колесной пары;- отношение жесткости буксовогоподвешивания, приходящегося наодну ось, к жесткости опорныхпружин кузова, расположенныхс одной стороны шкворня;расстояние от центра кузова локомотива до соответствующей пружины опоры кузова;расстояние от шкворня до соответствующей пружины опоры кузова;с - расстоянидо опорнотеля;Р - диаметр колеса;Н - высота оси автосцепкинем пятна контакта колной пары.На фиг, 1 приведена со локомотива; на фиг. 2 - яющая вывод необходимых со е от оси колеснои парь го узла на раму двига- отношение высоты шкворня надуровнем пятна контакта колесаколесной пары к высоте оси автосцепки над уровнем пятна контакта колеса колесной пары; г -отношение жесткости буксовогоподвешивания, приходящегося наодну ось, к жесткости опорныхпружин кузова, расположенныхс одной стороны шкворня; , - расстояние от центра кузова локомотива до соответствующей пружины .опоры кузова;,г - расстояние от шкворня до советствующей пружины опоры кузова;С - расстояние от оси колесной парыдо опорного узла на раму тележкидвигателя;Р - диаметр колеса;Н - высота оси автосцепки над уровнем пятна контакта колеса колесной пары.от результат получается при рассматии взаимодействия элементов локомо.при реализации силы тяги согласно1138337 3В соответствии со схемой математическое описание взаимодействия элементов локомотива сводится к следующим уровням равновесия этих элементов.Система уравнений для кузовабР(Н - Ь) - Й,а - Йгаг + 1 гаг + 1 а = О- К - Кг - К, - К, = О, (2) гдеН - высота оси автосцепки над уровнемголовки рельса;И - высота шкворня над уровнем пятнаконтакта колеса; 1011- - силы натяжения опорных пружинкузова;К = (д+д ) - (4+А, )К,;К = (д+АЬ) - (о - ,сг) К,;й = (д дг) - (бг+4 сг)К,;Р,= (д д,) - (, - ,с,)К,;Л-К,(а, Ю,) ГРс: ьП,.-К,(М, б,)-РВ ПГ К,.Й; а П =Юг-гс ЬП= К (-И о)+Рйэ г П 4- 1(2( М А)-РД где К - жесткость опорных пружин, 20расположенных с одной стороны шкворня.а П, - гП - изменения реакции со стороны рельсов для соответствующей оси.Система уравнений равновесия для пер вой тележки- Рд - гс 1+г + Р,д+гЦг+Кс -- К сг+ ЗГ(Ь - -) = 0;- К,+Кг - Р, - Р, - Р, - Зг=О (З) где Г сила тяги двигателя; 30г -с 1 -расстояние от точки подвескидвигателя до оси средней колесной пары тележки;7-Г-Ссила, возникающая в подвеске-7 с сдвигателя;Р, - Рэ - силы, возникающие в буксовом подвешивании, причемР =Кг(И +А)Рг=КгАР =К ( - д 1+а),где с- расстояние между колесными парами; К - жесткость буксового подвешивания, приходящаяся на одну ось.Система уравнений равновесия для второй тележки- Р,д+гц,+гц, - гп+Р, д+ЗГ(1+)++ Ксг К 4 С = 01- Р - Р - Р +к +к +зг=о; (4)Рф Кг(дг+ А)Рз=КАРе =Кг( д 4+ ЮРешая полученную систему шести уравнений (2), (3) и (4), получаемАа,;4( юг- , фЬ(а,+а.)(а-с,)+3,(а,с-а,с,)- ЛН- гщ (а-а,)(ас,+а,с) (с+с,)г Б,й(а+агг)+5(С Сф)(аг+аФ)+2 С 1(а-аг)-5(аС- аг С,,(5)где =,Ь.гПриравнивая выражение (5) нулю, получаем выражение (1), дающее условиекомпенсации момента, приложенного к тележке.Расчеты, показывающие эффективностьпредлагаемой конструкции, проведены напримере тепловоза 2 ТЭ 116. Этот тепловозсерийного изготовления имеет следующиепараметры: В=1,02 м, К,=244 кгс/мм, К == 1000 кгс/мм.При таких условиях коэффициент использования сцепного веса составляет 88/о. При,.выборе параметра К, согласно соотношению=244 гс/мм, К = 7000 кгс/мм коэффициентиспользования сцепного веса составляет 951,Как видно из приведенных данных, выборпараметров локомотива указанным образомпозволяет повысить коэффициент использования сцепного веса на 5 - 7 О/о. Это является одним из возможных способов повышения провозной и пропускной способностижелезных дорог.СоставитеТехред И. ВТираж 493ПИ Государственно дела м изобретеМосква, Ж - 35,П Патент, г. У ьМ Же ес Че 4 Редактор Т. Кугрышева Заказ 106 8/14 ВНИИ п 13035,иал ППл арионаР КорректорПодписноеого комитета СССРний и открытийРаушская набд. 4/5жгород, ул. Проектная