КОЛЕСО КОЛЁСНОЙ ПАРЫ
MOUNTED AXLE WHEEL

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано, например, в конструкции колесных пар промышленных тепловозов.
Известно колесо колесной пары тепловоза ТЭ3, описанной в книге «Конструкция и динамика тепловозов, изд-е 2-е, доп., под ред. Иванова В.Н. - М.: Транспорт 1974 г.», где на стр.157 (рис.105) и показана ее конструкция. В этом случае колесо колесной пары состоит из бандажа, напрессованного на колесный центр и зафиксированного кольцом. Описанная конструкция колеса обладает своей простотой и достаточно эффективной работой в условиях эксплуатации. Однако ему присущ очень важный недостаток, заключающийся в том, что при прохождении кривых участков пути тепловозом происходит повышенный износ гребней колес, в результате чего требуется восстановление гребня наплавкой или заменой бандажа в целом. Подробно причины, вызывающие такой износ, подробно описаны в вышеуказанной книге на стр.286 - 304.
Известно также колесо колесной пары тепловоза 2ТЭ116 и М62, которое описано и показано в книге «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов: учебник для студентов втузов, обучающихся по специальности «Локомотивостроение» А.А Камаев и др. - М.: Машиностроение, 1981 г.» стр.65-66, рис.43. Конструкция такого колеса и в целом колесной пары, на которой оно смонтировано, аналогична той, что описана в аналоге, и поэтому недостатки их подобны.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является снижение износа гребней колес локомотивов при прохождении ими кривых участков пути.
Поставленная цель достигается тем, что внутренняя круговая поверхность бандажа и внешняя круговая поверхность, сопрягаемая с ним колесного центра, выполнены в их поперечной плоскости дугообразной формы и связаны между собой упругими поводками, имеющими вертикальные и горизонтальные участки, причем последние имеют прямоугольное сечение и расположены в поперечных каналах ответного сечения колесного центра.
На фиг.1 показано сечение части колеса поперечной плоскостью, на фиг.2 - вид на колесо по стрелке А и на фиг.3 - схема прохождения колесной пары кривой пути.
Колесо колесной пары состоит из бандажа 1, охватывающего своей круговой поверхностью 2 подобную поверхность, выполненную на колесном центре 3. В колесном центре 3 в прямоугольном отверстии 4 расположена такой же формы часть горизонтального участка упругих поводков 5, вертикальные участки 6 которых примыкают к торцевым поверхностям центра колеса 3 и бандажа 1. Бандаж 1 перекатывается по рельсу 7, а ступица 8 центра колеса 3 напрессована на ось 9 колесной пары.
у
у
Работает колесо колесной пары следующим образом. Для вращения колесной пары и перемещения ее по рельсу 7 с помощью тягового электродвигателя и зубчатой передачи (на чертежах указанные конструкционные элементы не показаны, а их работа подробно описана в аналоге и прототипе) создают вращающий момент на оси 9, а так как ось 9 жестко соединена со ступицей 8 колесного центра 3, то и он получает возможность углового поворота в направлении движения тепловоза. Такое движение происходит из-за наличия упругих поводков 5, которые связывают между собой их вертикальные участки 6, а также бандаж 1. Следует отметить, что начало движения происходит в плавном режиме, который обеспечивают участки поводков 6 и 5, являясь по сути дела торсионами. При входе тепловоза в кривую пути (см. фиг.3) под действием усилий Р, возникающих от набегания гребней бандажей 1 (на чертежах гребни не обозначены позицией) на головке рельс 7 за счет упругой деформации вертикальных участков 6 упругих поводков 5 и по этой причине некоторого углового поворота по стрелкам С бандажа 1 на центре колеса 3, имеющих криволинейное сопряжение между собой, произойдет перемещение, снижающее усилие набегания Р. Иными словами бандажи 1 колес колесной пары будут находиться относительно центра, образующего кривую пути О по радиусу. После того как тепловоз пройдет этот участок кривой, вертикальные участки 6 упругих поводков 5 под действием упругих сил возвратятся в исходное положение такое, как это показано на фиг.1. При входе тепловоза в кривую пути противоположной кривизны (см. фиг.3) картина поворота бандажей 1 колес будет подобна вышеописанной. После преодоления кривой пути и выхода тепловоза на его прямолинейный участок осевые нагрузки на гребни бандажа 1 гораздо ниже, чем те, которые описаны выше, и поэтому вертикальные участки 6 упругих поводков 5, имеющих достаточно высокую изгибную жесткость, будут надежно удерживать бандажи 1 колесных центров 3 в прямолинейном положении. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными конструкциями колесных пар локомотивов очевидно, так как оно позволяет снизить износ гребней колес при прохождении ими кривых участков пути. Следует отметить, что такое техническое решение окажет эффективное действие особенно для трехосных тяжелых тепловозов.