ВИБРОИЗОЛИРУЮЩИЙ ПОЛ КАБИНЫ УПРАВЛЕНИЯ ЛОКОМОТИВА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к конструктивным элементам локомотивов, в частности, к конструкциям пола кабин управления.
Известна конструкция виброизолирующего пола транспортного средства, включающая каркас с настилом и виброизолирующее устройство, связывающее каркас с кабиной оператора. Виброизолирующее устройство выполнено в виде двух плоских, расположенных в параллельных плоскостях колец. Большее по диаметру кольцо является опорным, меньшее кольцо расположено выше, соединено с нижним кольцом двумя упругими металлическими диаметрально расположенными элементами, имеющими в сечении форму сторон конуса с изгибами и разобщенными центральным пазом. Упругие элементы прикреплены к кольцам сваркой или крепежными резьбовыми элементами. Полости, образованные кольцами и упругими элементами, заполнены упругодемпфирующим эластомером в сетчатом каркасе. Верхнее кольцо является виброизолированным от нижнего опорного кольца. (RU, патент №2472656 C1, МПК B61D 17/10, F16F 15/04, 2011 г.).
Недостатком предложенного виброизолирующего пола является его конструктивная и технологическая сложность, значительная высота, а также возможное изменение во времени его упругости, поскольку последняя зависит от распределения нагрузки между параллельно работающими металлическими упругими элементами и эластомером в сетчатом каркасе, причем какие-либо средства регулирования распределения нагрузки не предусмотрены.
Известна конструкция пола транспортного средства, содержащая металлические опоры и основание, на которых смонтирован настил, выполненный в виде брусков, на поверхности которых расположена плита, причем основание выполнено в виде рамок, прикрепленных к настилу рамы кузова посредством металлических опор, образующих свободное и доступное для использования пространство между полом и настилом рамы кузова. (RU, патент №94929 U1, МПК B61D 17/10, 2010 г.).
Недостатком устройства является отсутствие эффективных вибродемпфирующих элементов и значительная высота пола над рамой транспортного средства, которая применительно к кабине управления локомотива чрезмерно уменьшала бы ее полезный объем.
Известна конструкция пола железнодорожного вагона, настил которого опирается на поверхность рамы вагона через стойки-держатели и упругие элементы, установленные с определенным шагом на верхней поверхности стоек-держателей. В стойках-держателях выполнены многочисленные горизонтально направленные звукопоглощающие отверстия. (JP, патент №4235926 B2, МПК B61D 17/04, 1998 г.).
Недостатком устройства является то, что конструкция стоек-держателей в их верхней части ограничивает объем и возможную эффективность упругих элементов в отношении снижения вибрационных воздействий на пол, в частности, в горизонтальной плоскости, а также значительная высота пола над рамой вагона, которая применительно к кабине управления локомотива чрезмерно уменьшала бы ее объем.
Известна конструкция виброизолирующего пола транспортного средства, содержащая каркас с настилом и амортизирующие устройства, которые выполнены с подвесом; каждое устройство содержат корпус, резьбовую шпильку подвеса и последовательно соединенные два упругих пружинных элемента и один упругодемпфирующий элемент, выполненный в виде тросового сплетения или металлической путанки. Амортизирующие устройства расположены между внутренними стенками кабины и торцевыми сторонами каркаса пола, зазоры между которыми открыты в сторону помещения кабины управления. (RU, патент №2400385 C1, МПК B61D 17/10, 2009 г.).
Недостатком виброизолирующего пола транспортного средства является сложность конструкции подвесов с пружинными элементами и резьбовыми соединениями, а также наличие зазоров между торцами каркаса пола и внутренними стенками кабины управления, которые необходимы для размещения амортизирующих устройств, но уменьшают звукоизолирующие качества и полезную площадь пола. Пружинные элементы подвесов и зазоры между торцами каркаса пола и внутренними стенками кабины управления снижают устойчивость пола в статике и не исключают резонансных колебаний пола при вибрационных воздействиях.
Известна конструкция пола кабины управления тепловоза, принятая за прототип полезной модели, состоящая из отдельных фанерных щитов, теплоизолирующего слоя и обшивочного древесноволокнистого листа, причем по контуру щитов в местах их установки на металлоконструкцию в целях виброизоляции наклеен упругодемпфирующий материал в виде полос губчатой резины толщиной 8 мм. (О.Г. Куприенко, Э.И. Нестеров, СИ. Ким, А.С. Евстратов. «Тепловозы. Назначение и устройство». М. Изд. «Маршрут». 2006 г., с. 250).
Недостатком известной конструкции является ограниченная вибродемпфирующая способность тонких полос губчатой резины на щитах, разобщенность отдельных щитов, образующих пол кабины, невозможность установки пультов управления на отдельных щитах, из которых выполнен пол кабины управления.
Техническим результатом полезной модели является эффективная виброизоляция пола кабины управления локомотива с установленным на нем оборудованием от вибрационных воздействий в вертикальном направлении и в горизонтальной плоскости со стороны несущей рамы и стен кабины управления локомотива, упрощение конструкции виброизолирующих устройств при обеспечении статической устойчивости пола.
В первом варианте полезной модели указанный технический результат достигается тем, что виброизолирующий пол кабины управления локомотива, содержащий каркас, внутри которого размещены шумопоглощающие элементы, верхний настил пола с износостойким покрытием и нижний опорный лист пола, опирающийся на верхний лист рамы локомотива через упругодемпфирующий материал, снабжен желобами дугообразной или прямоугольной в поперечном сечении формы, прямолинейными или криволинейными по длине, выполненными на нижнем опорном листе пола, обращенными к верхнему листу рамы локомотива, на котором также выполнены желоба соответствующей формы, обращенные к нижнему опорному листу пола и совпадающие в нормальной проекции с желобами в опорном листе пола, причем в совмещенные желоба между нижним опорным листом пола и верхним листом рамы локомотива помещены жгуты из упругодемпфирующего материала (резины, спрессованного проволочного материала и др.), диаметр или высота которых под нагрузкой превышают суммарную глубину желобов в нижнем опорном листе пола и верхнем листе рамы локомотива и обеспечивают гарантированный зазор между нижним опорным листом пола кабины управления локомотива и верхним листом рамы локомотива. Жгуты могут быть выполнены полыми.
Периферийные участки нижнего опорного листа пола и противолежащие им периферийные участки верхнего листа рамы локомотива, в которых выполнены желоба с размещенными в них жгутами из упругодемпфирующего материала, могут быть выполнены наклонными к горизонтальной плоскости под углом, равным 10-35 градусам.
Во втором варианте полезной модели указанный технический результат достигается тем, что в виброизолирующем полу кабины управления локомотива, содержащем каркас с шумопоглощающими элементами, верхний настил пола с износостойким покрытием и нижний опорный лист пола, опирающийся на верхний лист рамы локомотива через упругодемпфирующий материал, на нижнем опорном листе пола выполнены желоба дугообразной или прямоугольной в поперечном сечении формы, прямолинейные или криволинейные по длине, обращенные к верхнему листу рамы локомотива, виброизолирующий пол оперт на верхний лист рамы локомотива через жгуты из упругодемпфирующего материала, размещенные в желобах, выполненных в нижнем листе пола, на торцевых поверхностях виброизолируюшего пола выполнены желоба, в которых размещены жгуты или сферообразные или цилиндрические в поперечном сечении элементы из упругодемпфирующего материала, контактирующие с внутренней поверхностью стен кабины управления локомотива или элементами рамы локомотива и обеспечивающие виброизоляцию пола в горизонтальной плоскости.
В третьем варианте полезной модели указанный технический результат достигается тем, что в виброизолирующем полу кабины управления локомотива, содержащем каркас с шумопоглощающими элементами, верхний настил пола с износостойким покрытием и нижний опорный лист пола, виброизолирующий пол оперт на верхний лист рамы локомотива нижним опорным листом пола через металлический промежуточный демпфирующий лист, в котором с верхней и нижней сторон выполнены сферической или цилиндрической формы углубления, в которых размещены сферообразные или цилиндрические элементы из упругодемпферирующего материала, контактирующие соответственно с поверхностью нижнего опорного листа пола и с поверхностью верхнего листа рамы локомотива, на торцевых поверхностях виброизолирующего пола выполнены желоба, в которых размещены жгуты или сферообразные или цилиндрические элементы, контактирующие с внутренними поверхностями стен кабины управления локомотива или элементами рамы локомотива для виброизоляции пола в горизонтальной плоскости.
На фиг. 1 дан поперечный разрез виброизолирующего пола кабины управления с размещением жгутов из упругодемпфирующего материала в желобах нижнего опорного листа пола и верхнего листа рамы локомотива (вариант первый полезной модели).
На фиг. 2 дан поперечный разрез виброизолирующего пола кабины управления с элементами из упругодемпфирующего материала, размещенных дополнительно в желобах на торцевых поверхностях виброизолирующего пола (вариант второй полезной модели).
На фиг. 3 дан поперечный разрез виброизолирующего пола кабины управления с двухсторонним размещением сферообразных или цилиндрических элементов из упругодемпфирующего материала на промежуточном демпфирующем листе между нижним опорным листом пола и верхним листом рамы локомотива (вариант третий полезной модели).
В первом варианте полезной модели (фиг. 1) виброизолирующий пол 1 кабины управления локомотива содержит каркас с шумопоглощающими элементами 2, верхний настил 3 пола с износостойким покрытием 4, нижний опорный лист 5 пола, в котором выполнены желоба 6 дугообразной или прямоугольной в поперечном сечении формы с уложенными в них жгутами 7 из упругодемпферирующего материала. Желоба 6 могут быть прямолинейные или криволинейные по длине, обращенные к верхнему листу 8 рамы 9 локомотива, на котором выполнены желоба 10 соответствующей формы, обращенные к нижнему опорному листу 5 пола и совпадающие в нормальной проекции с желобами в опорном листе 5 пола. В совмещенные желоба 10 верхнего листа 8 рамы 9 локомотива и желоба 6 нижнего опорного листа 5 пола помещают жгуты из упругодемпфирующего материала, диаметр или высота которых под нагрузкой превышает суммарную глубину желобов 6 и 10, выполненных соответственно на опорном листе 5 пола и верхнем листе 8 рамы 9 и обеспечивает гарантированный зазор «а» между нижним опорным листом 5 пола кабины управления локомотива и верхним листом 8 рамы 9 локомотива. Жгуты 7 могут быть выполнены полыми.
Размеры желобов 6 и 10, жгутов 7 в поперечном сечении, их количество, положение и длину определяют так, чтобы при нагружении виброизолирующего пола 1 кабины управления штатным оборудованием кабины главный вектор сил, действующих на виброизолирующий пол 1 со стороны опор-жгутов 7, совпадал с центром тяжести виброизолирующего пола 1. Зазоры «б» между торцами виброизолирующего пола 1 и внутренними поверхностями 11 стен кабины управления перекрывают деформируемым звукопоглощающим закрытием 12. Периферийные участки нижнего опорного листа 5 пола и противолежащие им периферийные участки верхнего листа 8 рамы 9 локомотива, в которых выполнены желоба соответственно 6 и 10, с размещенными в них жгутами 7 из упругодемпфирующего материала, могут быть выполнены наклонными к горизонтальной плоскости под углом, равным 10-35 градусам (на чертеже не показано).
Во втором варианте полезной модели (фиг. 2) виброизолирующий пол 13 кабины управления локомотива содержит каркас 2, верхний настил 3 пола с износостойким покрытием 4, нижний опорный лист 14, в котором выполнены желоба 15, имеющие в поперечном сечении дугообразную или прямоугольную форму. Желоба 15 выполнены на нижнем опорном листе 14 как прямолинейными, так и криволинейными по длине, обращенные к верхнему листу 16 рамы 9 локомотива. В желобах 15 размещены жгуты 7 из упругодемпфирующего материала.
Виброизолирующий пол 13 оперт на верхний лист 16 рамы 9 локомотива через жгуты 7 из упругодемпфирующего материала, размещенные в желобах 15, выполненных в нижнем опорном листе 14 пола. На торцевых поверхностях 17 виброизолирующего пола 13 выполнены желоба 18, в которых размещены жгуты, или сферообразные или цилиндрические в поперечном сечении элементы 19 из упругодемпфирующего материала, контактирующие с внутренними поверхностями 11 стен кабины управления локомотива или элементами рамы 9 локомотива, при этом обеспечивается симметричное расположение желобов 18 и помещенных в них жгутов или других элементов 29 из упругодемпфирующего материала на торцевых поверхностях 17 виброизолирующего пола 13 относительно продольной и поперечной осей кабины управления локомотива, проходящих через центр тяжести виброизолирующего пола 13 с установленным на нем оборудованием.
Между торцевыми поверхностями 17 виброизолирующего пола 13 и внутренними поверхностями И стен кабины управления локомотива оставляют зазоры «в».
Жгуты 19 из упругодемпфирующего материала могут быть круглыми или прямоугольными, а также полыми (на чертеже не показано). Желоба 18 отделяют от пространства кабины управления локомотива деформируемыми звукопоглощающими закрытиями 20.
В третьем варианте полезной модели (фиг. 3) виброизолирующий пол 21 кабины управления локомотива содержит каркас 22, верхний настил 3 пола с износостойким покрытием 4, нижний опорный лист 23 пола. Рама 9 локомотива снабжена верхним листом 16, несущим нагрузку со стороны виброизолирующего пола 21. Виброизолирующий пол 21 оперт на верхний лист 16 рамы 9 локомотива через металлический промежуточный демпфирующий лист 24, в котором с верхней и нижней сторон выполнены в шахматном или ином порядке углубления 25 и 26 сферической или цилиндрической формы так, что углубления 25, обращенные к верхнему листу 16 рамы 9 локомотива, чередуются в продольных и поперечных рядах с углублениями 26, обращенными к нижнему опорному листу 23 пола. В углублениях 25 и 26 промежуточного демпфирующего листа 24 размещены сферообразные или цилиндрические элементы 27, 28 из упругодемпфирующего материала, контактирующие соответственно с поверхностью нижнего опорного листа 23 пола и с поверхностью верхнего листа 16 рамы 9 локомотива.. Углубления для фиксации сферообразных или цилиндрических элементов 27 и 28 из упругодемпфирующего материала также могут быть выполнены на верхнем листе 16 рамы 9 локомотива и (или) на нижнем опорном листе 23 пола (на чертеже не показано). Промежуточный демпфирующий лист 24 может быть снабжен установленными на его торцах упругими элементами (на чертеже не показаны), контактирующими с внутренними поверхностями 11 стен кабины управления локомотива или элементами рамы локомотива.
На торцевых поверхностях 29 виброизолирующего пола 21 выполнены желоба 30, в которых между торцевыми поверхностями 29 и внутренними поверхностями 11 стенок кабины управления локомотива или элементами рамы 9 локомотива размещены жгуты или сферообразные или цилиндрические элементы 31 из упругодемпфирующего материала, контактирующие с внутренней поверхностью 11 стен кабины управления локомотива для виброизоляции в горизонтальной плоскости, перекрывающие зазоры «г» между торцевыми поверхностями 29 каркаса 22 пола и внутренними поверхностями 11 стенок кабины управления. Желоба 30 отделяют от внутреннего пространства кабины управления деформируемыми звукопоглощающими закрытиями 32.
Виброизолирующий пол кабины управления локомотива работает следующим образом.
Первый вариант виброизолирующего пола (фиг. 1) монтируют в кабине управления путем опускания виброизолирующего пола 1 на верхний лист 8 рамы 9 локомотива с размещением жгутов 7 из упругодемпфирующего материала в желобах 6, выполненных в нижнем опорном листе 5 пола. Совпадающее взаимное положение желобов 6 на нижнем опорном листе 5 пола и соответствующих им желобов 10 на верхнем листе 8 рамы 9 локомотива обеспечивает взаимную фиксацию виброизолирующего пола 1 и рамы 9 локомотива через жгуты 7.
(Размещение шумопоглощающих элементов в каркасе пола 1 здесь и далее не показано).
При опирании виброизолирующего пола 1 со штатной нагрузкой через жгуты 7 на верхний лист 8 рамы 9 локомотива обеспечивают зазор «a» по вертикали между нижним опорным листом 5 виброизолирующего пола 1 и верхним листом 8 рамы 9 локомотива, который выполняют равномерным величиной от 10 до 50 мм. Приданием наклонного положения периферийным участкам нижнего опорного листа 5 виброизолирующего пола 1 и противолежащих им участкам верхнего листа 8 рамы 9 локомотива с размещением на них жгутов 7 в желобах 6 и 10 при необходимости увеличивают жесткость фиксации виброизолирующего пола 1 относительно рамы 9 локомотива в горизонтальной плоскости.
При движении локомотива по рельсам жгуты 7 из упругодемпфирующего материала, противоположные стороны которых зафиксированы желобами 6 и 10, упруго деформируются и за счет деформаций и поглощения энергии упругодемпфирующим материалом жгутов 7 гасят вибрационные воздействия на виброизолирующий пол 1 со стороны рамы 9 локомотива как в вертикальном направлении, так и в горизонтальной плоскости.
Таким образом достигается эффективная виброизоляция пола кабины управления локомотива с установленным на нем оборудованием от вибрационных воздействий в вертикальном направлении и в горизонтальной плоскости со стороны рамы локомотива.
Второй вариант виброизолирующего пола (фиг. 2) монтируют в кабине управления путем опускания виброизолирующего пола 13 на верхний лист 16 рамы 9 локомотива с размещением жгутов 7 из упругодемпфирующего материала в желобах 15, выполненных в нижнем опорном листе 14 виброизолирующего пола 13. В желоба 18 на торцевых поверхностях виброизолирующего пола 13 укладывают жгуты или другие элементы 19 из упругодемпфирующего материала, устанавливают деформируемое звукопоглощающее закрытие 20.
При движении локомотива по рельсам жгуты 7, положение которых относительно виброизолирующего пола 13 зафиксировано желобами 15, упруго деформируются и за счет деформаций и поглощения энергии упругодемпфирующим материалом жгутов 7 гасят вибрационные воздействия на виброизолирующий пол 1 со стороны рамы 9 локомотива как в вертикальном направлении, так и в горизонтальной плоскости. Фиксация жгутов 7 на поверхности верхнего листа 8 рамы 9 локомотива осуществляется силами трения между материалом жгутов 7 и поверхностью верхнего листа 8 рамы 9 локомотива.
Вибрационные воздействия на виброизолирующий пол 13 в горизонтальной плоскости со стороны рамы 9 локомотива дополнительно гасятся за счет деформации и поглощения энергии упругодемпфирующим материалом жгутов или других элементов 19, расположенных в желобах 18 на торцевых поверхностях 17 виброизолирующего пола 13 и контактирующих с внутренними поверхностями 11 стенок кабины управления или элементов рамы локомотива.
Таким образом достигается эффективная виброизоляция пола кабины управления локомотива с установленным на нем оборудованием от вибрационных воздействий в горизонтальной плоскости и в вертикальном направлении со стороны несущей рамы локомотива.
Третий вариант виброизолирующего пола (фиг. 3) монтируют в кабине управления путем установки на верхний лист 16 рамы 9 локомотива металлического промежуточного демпфирующего листа 24, на котором с двух сторон в углублениях сферической или цилиндрической формы 25 и 26 размещают сферообразные или цилиндрические элементы 27 и 28 из упругодемпфирующего материала, после чего на элементы 28, расположенные на верхней стороне промежуточного демпфирующего листа 24, устанавливают виброизолирующий пол 21. Между торцами 29 виброизолирующего пола 21 и внутренней поверхностью 11 стенок кабины управления обеспечивают зазоры «г». В желоба 30 на торцевых поверхностях 29 виброизолирующего пола 21, помещают жгуты или сферообразные или цилиндрические элементы 31 из упругодемпфирующего материала. Для отделения желоба 30 от внутреннего пространства кабины управления устанавливают деформируемое звукопоглощающее закрытие 32. Фиксация сферообразных или цилиндрических элементов 27, 28 из упругодемпфирующего материала на поверхности верхнего листа 16 рамы 9 локомотива и на поверхности нижнего несущего листа 23 виброизолирующего пола 21 осуществляется силами трения.
При движении локомотива сферообразные или цилиндрические элементы 27, 28 и др. из упругодемпфирующего материала, положение которых на промежуточном демпфирующем листе 24 зафиксировано углублениями 25 и 26 в промежуточном демпфирующем листе 24, упруго деформируются и демпфируют, гасят вибрационные воздействия на виброизолирующий пол 21 со стороны рамы 9 локомотива. Виброгашение осуществляется также за счет деформаций упругодемпфирующего материала металлического промежуточного демпфирующего листа 24 на участках между сферообразными или цилиндрическими элементами 27 и 28 из упругодемпфирующего материала, расположенными по разные стороны промежуточного демпфирующего листа 24. Фиксация сферообразных или цилиндрических элементов 27 и 28 из упругодемпфирующего материала на поверхности верхнего листа 16 рамы 9 локомотива и на поверхности нижнего опорного листа 23 виброизолирующего пола 21 может быть дополнительно гарантирована выполнением на указанных поверхностях углублений 25 и 26 для размещения сферообразных или цилиндрических элементов 27 и 28 из упругодемпфирующего материала.
Вибрационные воздействия на виброизолирующий пол 21 в горизонтальной плоскости гасятся дополнительно за счет деформаций и поглощения энергии упругодемпфирующим материалом жгутов или других элементов 31, расположенных в желобах 30 на торцевых поверхностях 29 виброизолирующего пола 21 и контактирующих с внутренними поверхностями 11 стен кабины управления локомотива или элементов рамы 9.
Таким образом, достигается эффективная виброизоляция пола кабины управления локомотива с установленным на нем оборудованием от вибрационных воздействий в вертикальном направлении и виброизоляция в горизонтальной плоскости без усложнения конструкции применением маятниковых подвесов, резьбовых соединений, многочисленных опор и упоров, используемых в аналогах полезной модели.