МОТОРНАЯ КОЛЕСНАЯ ПАРА ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к рельсовому транспорту и может быть использована в ходовой части железнодорожного подвижного состава, особенно скоростного пассажирского транспорта.
Моторная колесная пара устанавливается в ходовой части рельсового высокоскоростного железнодорожного транспортного средства. Она несет и направляет вагон по рельсу, передает статические и динамические усилия зоны контакта «колесо-рельс» между вагоном и рельсом, преобразует и передает усилия тормозной системы в зону контакта «колесо-рельс». Колесная пара обеспечивает также электрическую связь между ходовой частью и рельсами.
В настоящее время, в связи со значительно возросшими скоростями движения рельсового транспорта, к моторным колесным парам высокоскоростного железнодорожного транспортного средства предъявляются повышенные требования, поскольку именно моторные колесные пары обеспечивают передачу крутящего момента тягового двигателя на колеса и воспринимают тормозные усилия, которые должны обеспечить эффективное замедление при возросших скоростях передвижения рельсового транспорта.
Из уровня техники известны моторные колесные пары рельсовых транспортных средств (БИРЮКОВ И.В. и др. Механическая часть тягового подвижного состава. - М.: Транспорт, 1992, с.352-364), устанавливаемые на электровозах и тепловозах, в том числе, пассажирских.
Недостатком известных технических решений является несоответствие их технических характеристик новым требованиям, предъявляемым современным высокоскоростным железнодорожным транспортным средствам к узлам и деталям подвижного состава.
Наиболее близким техническим решением можно считать Колесную пару моторного вагона электропоезда, раскрытую в RU 15093 U1 от 20.09.2001, содержащую ось, на которой установлены два колеса, каждое из которых имеет колесный центр, бандаж, бандажное кольцо, два буксовых узла, установленных на концах оси, узел заземления, опорный узел, состоящий из ступицы с установленным на ней большим зубчатым колесом, двух подшипников с обоймами и лабиринтных крышек, редуктор, содержащий корпус, состоящий из верхней и нижней половин, закрепленных боковыми стенками на обоймах, узел ведущей шестерни, состоящий из ведущей шестерни, вала, двух подшипников, крышек подшипников и муфты с фланцами.
К недостаткам прототипа, также, как и в предыдущем случае, можно отнести несоответствие его технических характеристик новым требованиям, предъявляемым современным высокоскоростным железнодорожным транспортным средствам к узлам и деталям подвижного состава.
Задачей настоящей полезной модели является создание моторной колесной пары, позволяющей использовать ее на высокоскоростных пассажирских железнодорожных транспортных средствах.
Технический результат, достигаемый при реализации настоящей полезной модели, заключается в возможности повышения скоростного режима высокоскоростного железнодорожного транспортного средства за счет одновременного повышения эффективности передачи крутящего момента тягового двигателя на моторную колесную пару и за счет повышения эффективности торможения.
Указанный технический результат достигается за счет того, что моторная колесная пара содержит ось, редуктор, два напрессованных на ось колеса и два буксовых узла. Новым, согласно предлагаемой полезной модели, является то, что редуктор является одноступенчатым и расположен на оси, при этом предусмотрены элементы его крепления к раме железнодорожной тележки, а для связи упомянутого редуктора с тяговым двигателем предусмотрена зубчатая муфта с дуговыми зубьями, причем каждое напрессованное на ось колесо имеет на дисковой части два тормозных диска, а каждый буксовый узел оснащается температурным датчиком. Информация с температурных датчиков подается на пульт управления транспортным средством.
Выполнение редуктора одноступенчатым с закреплением его на оси колесной пары и оснащение его креплениями к раме железнодорожной тележки, а также связь его с тяговым двигателем через зубчатую муфту с дуговыми зубьями позволяет значительно повысить эффективность передачи крутящего момента, снизить потери на трение и повысить надежность крепления элементов, что ведет к повышению скоростных характеристик высокоскоростного транспортного средства. Однако известно, что повышение скорости транспортных средств, особенно пассажирских, возможно только при условии повышения эффективности торможения, как того требует техника безопасности при перевозке пассажиров. Для повышения эффективности торможения, что позволит эксплуатировать подвижной состав с более высокой скоростью, предлагается использовать дисковые тормоза вместо колодочных, при этом каждое напрессованное на ось колесо должно иметь на дисковой части два тормозных диска, что позволит повысить полезную площадь взаимодействия тормозных элементов и, соответственно, повысить эффективность торможения.
Далее предлагаемая полезная модель будет раскрыта более подробно, со ссылкой на графические материалы, на которых изображена принципиальная схема компоновки основных узлов и деталей предлагаемой моторной колесной пары.
Моторная колесная пара высокоскоростного железнодорожного транспортного средства состоит из оси 1, двух буксовых узлов, двух колес 2, двух тормозных дисков 3 и 4, на дисковой части 5 каждого колеса 2 и одного осевого одноступенчатого редуктора 6.
Тормозные диски 3 и 4, закрепленные на дисковой части 5 каждого колеса 2 дают возможность повысить площадь фрикционного контакта при торможении, снизить динамические и температурные нагрузки на колеса 2 и элементы тормозной системы и более эффективно распределять и использовать тормозные силы, значительно уменьшая тормозной путь рельсового транспортного средства.
Каждый буксовый узел оснащается температурным датчиком (не показан), информация с которого в режиме реального времени может передаваться на пульт управления рельсовым высокоскоростным транспортным средством, что позволяет осуществлять постоянный контроль и регулировать тормозные и разгонные процессы движения.
Для передачи крутящего момента тягового двигателя (не показан) на осевой одноступенчатый редуктор 6 предусмотрена зубчатая муфта 7 с дуговыми зубьями. Предложенное техническое решение позволяет повысить эффективность передачи крутящего момента за счет повышения К.П.Д. зубчатой передачи и уменьшения потерь на трение.
Детали осевого одноступенчатого редуктора 6 - лабиринтное кольцо, подшипник, зубчатое колесо напрессовываются либо насаживаются в горячем состоянии на отдельные посадочные места упомянутого редуктора 6.
Колеса 2 напрессовываются на ось 1 посредством холодной посадки.
Перед запрессовкой колес 2 и зубчатого колеса осевого одноступенчатого редуктора 6 поверхности посадочных отверстий и посадочные места оси 1 покрываются ровным слоем смазочного средства, обеспечивающего электропроводность посадки и не снижающего усталостную прочность оси 1.
Открытая поверхность оси 1 и колес 2 покрывается грунтовочным лаком, а затем кроющим лаком. Это покрытие защищает поверхности от коррозии.
Таким образом, предлагаемые конструкция и компоновка заявляемой моторной колесной пары позволяют использовать ее на высокоскоростных пассажирских железнодорожных транспортных средствах за счет одновременного повышения эффективности передачи крутящего момента тягового двигателя на моторную колесную пару и за счет повышения эффективности торможения.