БЕСЧЕЛЮСТНАЯ ТРЁХОСНАЯ ТЕЛЕЖКА ТЕПЛОВОЗА
DIESEL LOCOMOTIVE NON-PEDESTAL THREE-AXLE BOGIE

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях тепловозов, снабженных трехосными тележками.
Известна бесчелюстная трехосная тележка, используемая в конструкции тепловоза ТЭП60, описанного в книге «Конструкция и динамика тепловозов. Изд. 2-ое. Под ред. В.Н. Иванова. М.: Транспорт, 1974 г.», где на стр. 10-11 представлены материалы по его конструктивному исполнению. Такой тепловоз (рис. 4 стр. 11) состоит из кузова с размещенным в нем силовой установкой и вспомогательным оборудованием, который установлен на две бесчелюстные трехосные тележки, содержащие колесные пары с буксами, рессорное подвешивание и тяговые электродвигатели. Несмотря на эффективность использования таких тележек они обладают существенным недостатком, заключающимся в том, что при их движении в кривых пути из-за невозможности углового поворота крайних в тележках колесных пар относительно геометрического центра образующей дуги рельсового пути и копирования ее последними происходит повышенный износ гребней колес, а в отдельных случаях возможен и сход тележки с рельс.
Известна также бесчелюстная трехосная тележка тепловоза, описанная в заявке (№2014110479/11, по которой ФИПС выдано положительное решение на выдачу патента на изобретение), у которой на торцевых поверхностях букс крайних колесных пар тележки жестко закреплены втулки квадратного сечения и в них подвижно в вертикальной плоскости тепловоза размещены подобного сечения стержни, связанные со штоками пневмоцилиндров, закрепленных на раме, и каждый из пневмоцилиндров с помощью трубопроводов соединен с воздухораспределителем, установленным на раме тепловоза в ее средней части, а золотник воздухораспределителя жестко связан с его кузовом и выполнен с возможностью переключения между соединением пневмоцилиндров с источником сжатого воздуха на прямых участках пути и с атмосферой в кривых участках пути, причем упомянутый воздухораспределитель подключен к источнику сжатого воздуха, расположенного в кузове последнего. Несмотря на эффективность использования такой конструкции тележки, которая на прямом участке пути работает как челюстная тележка, а при входе в кривую как бесчелюстная, последняя не позволяет устанавливать колесные пары колесно-моторных блоков, расположенных по торцам тележки, радиально относительно центра кривой пути, и поэтому избежать износа гребней колес в такой ситуации невозможно. В итоге работы, связанные с восстановлением гребней колес или заменой колесных пар, в целом требуют значительных трудовых и материальных затрат, а также способствуют возникновению внеплановых ремонтов в условиях локомотивных депо.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является разработка такой конструкции трехосной тележки, которая бы позволила исключить подрез гребней колес при прохождении ими как прямой, так и кривой рельсового пути.
Поставленная цель достигается тем, что стержни квадратного сечения имеют упорные кольца и между ними подвижно размещены вилки, жестко присоединенные к одним из плеч двуплечих рычагов, шарнирно установленных на раме тележки, другие плечи которых также шарнирно связаны с буксами, указанные стержни жестко присоединены к штокам пневмоцилиндров, снабженных подпружиненными относительно пневмоцилиндров с двух сторон поршнями, а сами пневмоцилиндры жестко закреплены на упомянутой раме тележки, причем каждый из них с помощью трубопроводов соединен с пневмораспределителем, золотник которого взаимодействует с кузовом тепловоза и с источником сжатого воздуха последнего.
На чертежах фиг. 1 показана передняя часть тележки вид сбоку, на фиг. 2 - прикрепленная схема расположения ее колесных пар при преодолении кривой пути.
Бесчелюстная трехосная тележка тепловоза состоит из рамы 1, на которой с помощью рессорного подвешивания 2 установлены буксы 3, связанные с ней поводками 4. На буксах 3 крайних колесных пар 5 тележки жестко закреплены втулки квадратного сечения 6, и в них подвижно подобного сечения размещены стержни 7, жестко присоединенные к штокам 8 пневмоцилиндров 9, 10, 11, 12, поршни 13 которых подпружинены винтовыми пружинами сжатия 14 и 15. На штоках 8 выполнены упорные кольца 16, и между ними размещены вилки 17 двуплечих рычагов 18, которые также снабжены шарнирами 19, связанными с буксами 3. Пневмоцилиндры 9, 10, 11 и 12 соединены трубопроводами 21 и 22 с пневмораспределителем 23, золотник 24 которого связан с кузовом 25 тепловоза. Пневмораспределитель 23 соединен трубопроводом 26 с источником сжатого воздуха 27, расположенным в кузове 25 тепловоза. Тележка тепловоза перемещается по рельсовом пути 28.
Работает бесчелюстная трехосная тележка тепловоза следующим образом. При движении тепловоза по прямому участку рельсового по пути 28, например по стрелке А, все детали его тележки находятся в таком состоянии, как это показано на фиг. 1 и фиг. 2, при этом за счет расположения стержней 7 во втулках квадратного сечения 6, жестко закрепленных на буксах 3, тележка представляет собой конструкцию челюстной тележки, исключая тем самым колебания виляния колесных пар 5, что снижает износ гребней колес последних. Следует отметить, что в таком положении сжатый воздух из источника сжатого воздуха 27 по трубопроводам 26, 22, и 21 в пневмоцилиндры 9, 10, 11 и 12 не поступает и их поршни 13 удерживаются винтовыми пружинами сжатия 14 и 15 так, как это показано на фиг. 1. Предположим теперь, что тепловоз вошел в кривую рельсового пути 28, двигаясь по стрелке В (см. фиг. 1 и фиг. 2), в этом случае за счет углового поворота тележки относительно кузова 25 тепловоза (такие перемещения широко известны практике) золотник 24, повернувшись, соединит источник сжатого воздуха 27 с трубопроводом 21, через который сжатый воздух под давлением поступит в подпоршневую полость пневмоцилиндра 9, и его поршень 13 переместится по стрелке С, сжав свою винтовую пружину сжатия 15, при этом его трубопровод 22 соединит пневмораспределитель 23 с атмосферой. Такое движение поршня 13 позволит его штоку 8 и стержню 7 также переместится по стрелке С, при этом последний выйдет из втулки квадратного сечения 7, а двуплечий рычаг 18 повернется по стрелке Е, что позволит буксе 3 получить перемещение по стрелке F, упруго деформируя рессорное подвешивание 2 в этом же направлении. Подобным образом сработают все остальные пневмоцилиндры 10, 11 и 12 с той лишь разницей, что их штоки 8 получат перемещение соответственно по стрелкам К, L и М (см. фиг. 2) и подача сжатого воздуха в них и удаление его будет осуществляться через подобные примыкающие к ним трубопроводы 21 и 22 (на чертежах, в частности на фиг. 2, трубопроводы подачи сжатого воздуха в пневмоцилиндры 10, 11 и 12 не показаны, но работа их при освобождении букс 3 каждой из колесных пар 5 подобна той, что описана выше для фиг. 1) В итоге колесные пары 5 (см. фиг. .2) разместятся радиально (линии обозначенные пунктиром на фиг. 2) относительно центра О образующей траектории кривой рельсового пути 28. После прохода кривой золотник 24 пневмораспределителя 23 возвратится в исходное положение и тогда колесные пары 5 вновь возвратятся на место и их буксы 3 будут зафиксированы стержнями 7 так, как это изображено на фиг. 1. При входе тепловоза в кривую пути по стрелке Q также позволит колесным парам 5 получить угловой поворот, причем работа устройств их поворота в целом будет аналогична вышеописанной. Далее описанные процессы будут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными конструкциями тележек тепловозов очевидно, так как оно направлено на повышение надежности ходовых частей тепловозов за счет снижения износа гребней колес колесных пар, как при прямолинейном движении тепловоза, так и при преодолении им криволинейных участков пути.