ТЯГОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАБОТЫ НА КОЛЬЦЕВОМ РЕЛЬСЕ

Полезная модель относится к рельсовым транспортным средствам, в частности может быть использована при создании фрикционных приводов вращающихся частей агрегатов (сгустители пульпы, шаровые мельницы и т.п.).
Известно тяговое устройство (авторское свидетельство №152664, опубл. 17.11.1962), выполненное в виде двух горизонтально расположенных колес, охватывающих уложенный внутри колеи рельс и смонтированных на рычагах, связанных между собой посредством стержней, соединенных при помощи шарниров.
Недостатком данного устройства является наличие рельсовой колеи и третьего рельса, охватываемого ведущими колесами, что не позволяет использовать данное устройство на кольцевом рельсе.
Известно тяговое устройство для дорог со значительными углами наклона (авторское свидетельство №220296, опубл. 28.06.1968), состоящее из перемещающейся по рельсам тележки, двух, расположенных в плоскости пути и охватывающих уложенный внутри колеи рельс, приводных колес, стержней, соединяющих подвижные рычаги с рамой тележки и редуктора с масляной ванной.
Недостатком данного устройства является возникновение продольного скольжения приводных колес вследствие перекоса тягового устройства по рельсу.
Известно тяговое устройство (авторское свидетельство №152245, опубл. 30.11.1966), состоящее из перемещающейся по рельсам тележки, тягового органа, который выполнен в виде двух, горизонтально расположенных и охватывающих уложенный внутри колеи рельс колес, смонтированных на рычагах, подвижных в горизонтальной плоскости и связанных между собой посредством стержней, соединенных при помощи шарниров, с использованием закрепленных на тягах пружин, обеспечивающих начальный затяг колес.
Недостатком данного устройства является наличие перемещающейся по рельсам тележки, снабженной тяговым органом, не позволяющим вписаться в траекторию кольцевого рельса.
Известно тяговое устройство (записки Ленинградского горного института, том LX, выпуск 1, Л. 1970 г., стр. 14), принятое за прототип, включающее ведущие колеса, зажимающие рельс, рычаги ведущих колес, угловые рычаги, огибающие рельс хомуты, тяги, раму машины, приспособления начального затяга.
Недостатком данного устройства является возникновение перекоса тягового устройства, что ведет к значительному продольному скольжению, вызывающему износ тяговых элементов (ведущих колес, рельса), к увеличению потери тягового усилия и снижению надежности сцепления ведущих колес с рельсом.
Техническим результатом предложения является устранение указанных недостатков, а именно устранение продольного скольжения ведущих колес относительно рельса, снижение износа тяговых элементов устройства и обеспечение надежной работы тягового устройства.
1
2
2
Технический результат достигается тем, что тяговое устройство выполнено с возможностью установки на рельс, выполненный кольцевой формы с радиусами внешней и внутренней рабочих поверхностей равными R и R, при этом тяговое устройство включает в себя ведущие колеса, с диаметром внешнего колеса равным  где D - диаметр ведущего колеса, расположенного с внутренней рабочей поверхности рельса, а длина длинного плеча  углового рычага, равна  где  - длина длинного плеча углового рычага, расположенного с внутренней стороны рельса, при этом огибающие рельс хомуты снабжены проушинами с размещенными на них опорными роликами.
Тяговое устройство для работы на кольцевом рельсе поясняется следующими фигурами:
фиг. 1 - общий вид тягового устройства;
фиг. 2 - вид сверху на хомут с опорными роликами;
фиг. 3 - вид А на хомут с опорными роликами;
фиг. 4 - тяговое устройство на кольцевом рельсе;
фиг. 5 - схема тягового устройства с условными обозначениями, где
1 - тяговое устройство;
2 - кольцевой рельс;
3 - ведущее колесо, расположенное с внешней стороны рельса;
4 - ведущее колесо, расположенное с внутренней стороны рельса;
5 - рычаг ведущего колеса;
6 - угловой рычаг;
7 - хомут;
8 - тяга;
9 - рама машины;
10 - ось;
11 - шарнир, соединяющий рычаг ведущих колес с угловым рычагом;
12 - шарнир, соединяющий угловой рычаг с хомутом;
13 - кронштейн;
14 - приспособление начального затяга;
15 - проушина;
16 - опорный ролик.
Тяговое устройство 1, выполнено с возможностью установки на рельс 2 (фиг. 1, 3), выполненный кольцевой формы, при этом тяговое устройство включает в себя ведущее колесо 3, расположенное с внешней стороны рельса и ведущее колесо 4, расположенное с внутренней стороны рельса, зажимающих его с двух сторон, рычаги ведущих колес 5, угловые рычаги 6, хомуты 7, тяги 8, раму машины 9.
2
1
2
Ведущее колесо 3, расположенное с внешней стороны рельса и ведущее колесо 4, расположенное с внутренней стороны рельса посредством осей 10 смонтированы на рычагах 5 ведущего колеса, концы которых соединены шарниром, соединяющим рычаг ведущих колес с угловым рычагом 11. При этом ведущее колесо 3, расположенное с внешней стороны рельса, (фиг. 1) выполнено с диаметром, равным  где D - диаметр ведущего колеса, расположенного с внутренней рабочей поверхности рельса, R, R - радиусы внешней и внутренней рабочих поверхностей кольцевого рельса (фиг. 5).
Вершины каждой пары угловых рычагов 6 с помощью шарниров 12 соединены с огибающими головку рельса хомутами 7 (фиг. 1, 3). Концы длинных плеч угловых рычагов 6 тягами 8 связаны с рамой машины 9 (например, рамой сгустителя пульпы). Длина длинного плеча  углового рычага, расположенного с внешней стороны кольцевого рельса 2 принята равной  где - длина длинного плеча углового рычага, расположенного с внутренней стороны рельса.
Рычаги ведущих колес 5 снабжены кронштейнами 13, между концами которых и угловыми рычагами 6 установлены пружинные приспособления начального затяга 14, ограничивающие также поворот угловых рычагов 6 всторону ведущего колеса 3, расположенного с внешней стороны рельса и ведущего колеса 4, расположенного с внутренней стороны рельса.
Хомуты 7 выполнены с проушинами 15 (фиг. 2, 3) между которыми размещены опорные ролики 16, уравновешивающие силу тяжести тягового устройства.
1
2
Работа тягового устройства на кольцевом рельсе осуществляется следующим образом. Тяговое устройство 1 (фиг. 4) устанавливают на кольцевом рельсе 2 и связывают с рамой машины 9 посредством тяг 8. Реакции Т, Т (фиг. 5) рамы машины 9, сумма которых равна полному сопротивлению, преодолеваемому при вращении агрегата (фиг. 4), передаются на тяги 8, воздействующие на концы длинных плеч угловых рычагов 6, рычаги ведущих колес 5, что приводит к прижатию ведущего колеса 3, расположенного с внешней стороны рельса и ведущего колеса 4, расположенного с внутренней стороны рельса, к кольцевому рельсу 2.
При передаче крутящего момента М от привода (на чертеже не показан) на ведущее колесо 3, расположенное с внешней стороны рельса и ведущее колесо 4, расположенное с внутренней стороны рельса, происходит затяг механизма и за счет сил сцепления колес с рельсом начинается движение тягового устройства 1 по кольцевому рельсу 2 (фиг. 4) и соответственно движение вращающихся частей агрегата, например, фермы сгустителя пульпы.
1
2
1
2
1
2
Так как расстояние, проходимое ведущим колесом 3, расположенным с внешней стороны рельса радиуса R, больше расстояния, проходимого ведущим колесом 4, расположенным с внутренней стороны рельса радиуса R, то при движении наблюдается отставание ведущего колеса 3, расположенного с внешней стороны рельса от ведущего колеса 4, расположенного с внутренней стороны рельса, в результате чего возникает перекос тягового устройства 1 относительно кольцевого рельса 2, вызывающий продольное скольжение ведущих колес и износ рабочих поверхностей ходовых элементов устройства (ведущих колес и рельса). Для устранения продольного скольжения необходимо диаметры D и D ведущих колес принимать пропорциональными радиусам наружной R и внутренней R рабочих поверхностей кольцевого рельса.
1
2
1
2
1
2
Кроме того, на наружную и внутреннюю части тягового устройства, разделенные кольцевым рельсом действуют неравные по величине усилия Т≠Т, обратно пропорциональные радиусам наружной R и внутренней R рабочих поверхностей рельса, что также приводит к перекосу тягового устройства. Перекос тягового устройства неизбежно ведет к повороту хомута 7 (рис. 1,3) к центру кольцевого рельса 2, что может вызвать его заклинивание. Для устранения перекоса необходимо уравновесить наружную и внутреннюю части устройства, т.е. ввести поправку в передаточное число рычажной системы механизма. Конструктивно удобнее вводить поправку в передаточное число углового рычага, а именно принимать длинные плечи угловых рычагов пропорциональнымирадиусам наружной R и внутренней R рабочих поверхностей кольцевого рельса, т.е.
Предлагаемое техническое решение позволяет использовать тяговое устройство на кольцевом рельсе для вращения поворотных частей вращающихся агрегатов - радиальных сгустителей пульпы, мельниц, цементных печей и т.п.
6