КОЛЕСНО-МОТОРНЫЙ БЛОК ТЕПЛОВОЗА
LOCOMOTIVE WHEEL-MOTOR UNIT

Предполагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях магистральных тепловозах и электровозах.
Известен колесно-моторный блок тепловоза ТЭ3 описанный и показанный на странице 120-122, рис. 79 и рис. 80 в книге «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учебник для студентов втузов, обучающихся по специальности Локомотивостроение / А.А. Комаев и др. под ред. А.А. Камаева - М.: Машиностроение, 1981 г.» Такое колесно-моторный блок состоит и колесной пары с буксами, на оси которой с помощью моторно-осевых подшипников навешан тяговый электродвигатель. Другая его боковая сторона с помощью пружинной подвески взаимосвязана с рамой тележки тепловоза. Не смотря на свою эффективность использования такой КМБ обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что в случаи его использования его в конструкциях тепловоза с бесчелюстными тележками и при прохождение или кривых участков пути, последние не имеют возможности вписываться в такие кривые путем углового поворота КМБ, что влечет за собой повышенный износ гребней, колес, колесных пар.
Известен также моторно-колесный блок тепловоза, описанный в патенте RU 2284930. Такой КМБ содержит тяговый электродвигатель, который навешан на дополнительные балки расположенной в поперечной плоскости рамы тележки и снабженный двумя вертикальными участками, соединенными с буксами колесной пары. Существенным недостатком такого колесно-моторного блока, также как и описанного в аналоге, является невозможность располагается по радиусу его колесной паре относительно центра траектории кривой пути, что влечет за собой повышенный износ ее гребней, колес.
Поэтому, целью предполагаемого изобретения является снижение износа гребней, колесных пар, тележек, тепловозов за счет возможного углового поворота колесно-моторных блоков и их расположенных в концевых частях тележки.
Поставленная цель достигается тем, что шарнир выполнен в виде цилиндрического пальца снабженного двумя симметрично расположенными по его длине участками имеющими квадратное сечение и взаимосвязанные с ответными выполненными в башмаке «П» образной форы закрепленном на поперечине рамы, а средний участок пальца снабжен шлицами контактирующими с ответными нарезанными в отверстиях опорного выступа имеющегося на торцевой вертикальной поверхности тягового электродвигателя причем, упомянутые «П» образной форы башмак и опорный выступ подпружинены друг относительно друга комплектами тарельчатых пружин.
На чертежах фиг. 1 показан колесно-моторный блок тепловоза вид сбоку, а на фиг. 2 узел крепления его к раме тележки тепловоза.
Колесно-моторный блок тепловоза состоит из тягового электродвигателя 1 с колесной парой 2 расположенной в буксах 3. Буксы 3 с помощью поводков 4 и рессорного подвешивания 5 связаны с рамой тележки 6. На тяговом электродвигателе 1 выполнен опорный выступ 7 снабженный шлицами 8 взаимосвязанными с шлицами 9 выполненными на цилиндрическом пальце 10. Цилиндрический палец 10 своими участками квадратного сечения 11 размещен в ответных отверстиях башмака «П» образной формы 12 жестко закрепленного на поперечине 13 рамы тележки 6. На цилиндрическом пальце 10 в пространстве между опорным выступом 7 и башмака «П» образной формы 12 размещены комплекты тарельчатых пружин 14. Колесная пара 2 перемещается по рельсовому пути 15.
Работает колесно-моторный блок тепловоза следующим образом. При поступательном прямолинейном его движении (на чертежах сам тепловоз не показан), например по стрелке А все узлы и детали его тележки и в частности колесно-моторного блока показанного на фиг. 1 имеют соответствующее ей положение. Известно (см. аналог и прототип), что при прямолинейном движении тепловоза (что характерно для бесчелюстных тележек) последние, за счет наличия упругого рессорного подвешивания 5, имеют способность виляния колесных пар 2 и в этом случае на гребнях колес колесных пар возникают поперечные силы вызывающие износ последних причем, такие усилия достигают значений в 2,0 тонны. В предложенном же техническом решении колебания виляний колесной пары 2 не происходят по той причине, что угловой поворот колесно-моторного блока (тяговый электродвигатель 1 с колесной парой 2) в горизонтальной плоскости рельсового пути 15 исключен за счет неподвижного в этом направлении опорного выступа 7 тягового электродвигателя 1 обеспечивающего наличием шлицевого соединения между опорным выступом 7 и башмака «П» образной формы 12 жестко закрепленного на поперечине 13 рамы тележки 6. Более того указанное шлицевое соединение 8 и 9 удерживается от упругих деформаций цилиндрическим пальцем 10, который имеет неподвижное соединение между тяговым электродвигателем 1 и поперечиной 13 за счет наличия на его поверхности участков квадратного сечения 11. Предположим теперь, что тепловоз вошел в кривую рельсового пути 15 по стрелке В и тогда, как известно, к гребню колеса колесной пары 2 будет приложено боковое усилие порядка 6,0 тонн. И тогда, под действием такого усилия произойдет упругая угловая деформация участка цилиндрического пальца 10 снабженного шлицами 8 за счет того, что последний выполнен из упругого материала, например, стали 62С и неподвижно, своими участками 11, закреплен на поперечине 13 рамы тележки 6. Следовательно, в кривой рельсового пути 15 колесная пара 2 совместно с тяговым электродвигателем 1 расположится по радиусу относительно центра траектории преодолеваемой тепловозом кривой. Учитывая, что в процессе движения тепловоза под действием имеющихся неровностей пути могут возникнуть колебания колесно-моторного блока то для их демпфирования, в соединении опорного выступа 7 и башмака 11 «П» образной формы 12, использованы комплекты тарельчатых пружин 14, которые позволяют в итоге повысить плавность хода тепловоза. Следует подчеркнуть, что в конструкциях тележек тепловозов установлено три колесно-моторных блока - два крайних и один средний, и поэтому работа второго крайнего колесно-моторного блока будет происходить подобно тому, как это описано выше. Далее описанные процессы движения тепловоза с учетом радиального расположения колесных пар 5 будут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными конструкциями колесно-моторных блоков тепловозов очевидно, так как оно позволяет снизить износ гребней колес колесных пар тепловозов как при движении на прямых, так и кривых участков рельсового пути.