СИСТЕМА АВТОНОМНОГО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ГРУЗОВЫХ ВАГОНОВ И/ИЛИ ПЛАТФОРМ ОТ ОСИ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и обеспечивает автономное электроснабжение вагонов и/или платформ железнодорожных транспортных средств.
Грузовой подвижной состав осуществляет перевозку большой номенклатуры типов грузов, в том числе и скоропортящихся. Причем, на рынке перевозок скоропортящихся грузов с железнодорожным транспортом серьезно конкурирует автомобильный. Одним из факторов, позволяющих усилить позиции железнодорожного транспорта на этом рынке, является модернизация существующего подвижного состава - рефрижераторных вагонов и контейнеров.
Значительная доля контейнерных перевозок за рубежом (до 70%) и интеграция России в мировой рынок транспортных услуг (в частности, развитие транспортного коридора «Восток-Запад) создают предпосылки к росту контейнерных перевозок в нашей стране.
Контейнеры позволяют перевозить различные виды грузов, в том числе и скоропортящиеся. При этом перевозка скоропортящихся грузов контейнерами требует энергооснащенных платформ.
Рефрижераторный подвижной состав и платформы для перевозки рефрижераторных контейнеров должны иметь источник электроснабжения, которым может являться подвагонный генератор с приводом от оси колесной пары.
Известна «Система автономного электроснабжения железнодорожных грузовых вагонов и/или платформ от оси колесной пары» (патент ПМ №105861, публ. 27.06.2011 г., B60L 1/00 - наиболее близкий аналог (прототип).
Система включает подвагонный генератор, снабженный валом, установленный на жесткой раме, расположенной в подвагонном пространстве и шарнирно соединенной с одной стороны с рамой (хребтовой балкой) вагона и/или платформы и с другой стороны с осью колесной пары с возможностью обеспечения свободного вращения оси в жесткой раме, привод.
Технический результат при использовании полезной модели достигается тем, что жесткая рама соединена с хребтовой балкой вагона и/или платформы посредством тяги с двумя сферическими шарнирами по концам и с осью колесной пары при помощи разрезных резиновых втулок, расположенных во внутренней полости разрезного полого вала, причем на поверхности разрезного полого вала выполнены концентрические проточки, в которых установлены выполненные в виде роликов разъемные опоры, обеспечивающие свободное вращение оси колесной пары в жесткой раме, на которой установлен подвагонный генератор.
Устройство направлено на обеспечение бесперебойного автономного электроснабжения вагонов и/или платформ от осей колесных пар грузовых тележек безрамной конструкции при прохождении криволинейных участков пути.
Однако известная конструкция системы имеет ряд существенных недостатков:
- при выходе из строя приводного ремня, для надевания на ось колесной пары нового ремня необходимо выкатить из-под вагона или платформы тележку и освободить колесную пару;
- минимальная длина ремня продиктована возможностью его надевания на колесо, что приводит к увеличению длины жесткой рамы подвески генератора;
- мощность, передаваемая ременной передачей от оси колесной пары к генератору, ограничена передаточным числом ведущего и ведомого шкивов, и зависит от удаления оси колесной пары от верхнего строения пути в подвагонном пространстве;
- при порожних перевозках, когда вагону не требуется электроэнергия, генератор, за счет установленных приводных ремней будет продолжать вырабатывать ее, что в конечном итоге уменьшит ресурс привода и подшипников генератора.
Достигаемым при использовании полезной модели техническим результатом является обеспечение возможности автономного электроснабжения вагонов и/или платформ от осей колесных пар без ограничения мощности привода, увеличение ресурса привода и подшипников генератора, упрощение ремонтопригодности конструкции.
Технический результат достигается тем, что в системе автономного электроснабжения железнодорожных грузовых вагонов и/или платформ от оси колесной пары, включающей подвагонный генератор, установленный на жесткой раме, расположенной в подвагонном пространстве и соединенной с одной стороны с рамой вагона и/или платформы посредством тяги со сферическими шарнирами на концах и с другой стороны с осью колесной пары при помощи разрезных резиновых втулок, расположенных во внутренней полости разрезного полого вала, имеющего на поверхности концентрические проточки для качения на роликах разъемных опор и привод, связывающий ось колесной пары с валом генератора, привод выполнен в виде двухступенчатой передачи, состоящей из взаимодействующих между собой зубчатой передачи и ременной передачи, зубчатая передача выполнена в виде находящихся в зацеплении ведущего колеса и ведомой шестерни, ременная передача выполнена в виде ведущего и ведомого шкивов, соединенных между собой приводным ремнем, ведущее колесо зубчатой передачи выполнено разъемным и установлено на разрезном полом валу, ведомая шестерня зубчатой передачи установлена на конце промежуточного вала, закрепленного на жесткой раме, и снабжена механизмом для вывода из зацепления с ведущим колесом, ведущий шкив ременной передачи закреплен на другом конце промежуточного вала, а ведомый шкив ременной передачи установлен на валу генератора.
Приводной ремень ременной передачи может быть выполнен разъемным.
Ременная передача в системе может быть выполнена в виде клиноременной передачи с приводным ремнем клиновидной формы.
Приводной ремень клиновидной формы в клиноременной передаче может быть выполнен разъемным.
Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена общая схема системы автономного электроснабжения, на фиг.2 - разрез А-А.
Система автономного электроснабжения содержит расположенный в подвагонном пространстве подвагонный генератор 1 и привод, соединяющий его с колесной парой вагона и/или платформы.
Привод выполнен двухступенчатым и состоит из первой и второй ступеней.
Первая ступень двухступенчатого привода представляет собой зубчатую передачу, состоящую из разъемного ведущего зубчатого колеса 2, сцепленного с ведомой шестерней 3. Зубчатое колесо 2 установлено на разъемном полом валу 4, ведомая шестерня 3 установлена на конце промежуточного вала 5 с возможностью вывода ее из зацепления с зубчатым колесом 2 посредством механизма 6. Полый вал 4 закреплен на оси 7 колесной пары вагона и/или платформы с помощью разрезных резиновых втулок 8, размещенных во внутренней полости полого вала 4.
Вторая ступень двухступенчатого привода представляет собой ременную передачу, состоящую из ведущего шкива 9, ведомого шкива 10, приводных ремней 11 и натяжного устройства 12. Ведущий шкив 9 установлен на конце промежуточного вала 5, противоположном от установки ведомой шестерни 3 зубчатой передачи. Ведомый шкив 10 установлен на валу генератора 1.
Приводной ремень 11 может быть выполнен разъемным. Ременная передача может быть выполнена в виде клиноременной передачи с приводным ремнем клиновидной формы. Приводной ремень клиновидной формы может быть выполнен разъемным
В известных конструкциях при выходе из строя приводного ремня ременной передачи необходимо выкатить из-под вагона или платформы тележку и освободить колесную пару для надевания на ее ось нового ремня.
Предлагаемая конструкция приводных ремней принимается разъемной.
Это позволяет при выходе из строя ремней заменять их без выкатки тележек, за счет чего улучшается и облегчается ремонт системы.
Ременная передача, основанная на ремне клиновидной формы, нашла свое широкое применение практически во всех отраслях легкой и тяжелой промышленности по всему миру.
Ремни клиновые ГОСТ 1284.2 прекрасно выполняют свою задачу в самых разнообразных станках и агрегатах, конвейерных машинах, всевозможной спецтехнике и многом другом, где необходимо совершить передачу механической энергии от одного подвижного узла, к другому. Имея в своем поперечном сечении форму клина, ремни клиновые обладают обширным перечнем достоинств, которые выделяют их на фоне иных видов передач (ленточных и цепных). Так, к примеру, ремень клиновой ГОСТ 1284.2-89 не нуждаются в смазке, тем самым, позволяя добиться легкого и не сопряженного с какими-либо трудностями обслуживания. Они обеспечивают высокую плавность хода подвижных элементов и отличаются исключительной малошумностью работы. Клиновидные ремни, за счет вынужденного проскальзывания, с легкостью могут выдержать оказанную на них перегрузку, не порвавшись и не разрушившись при этом. В дополнение к этому, благодаря относительной технологической простоте, подобный тип передачи прост в изготовлении и легок в монтаже.
Генератор 1, натяжное устройство 12 ременной передачи и промежуточный вал 5 установлены на жесткой раме 13. Рама 13 с одной стороны опирается в двух местах на полый вал 4 с помощью роликовых опор 14, с другой стороны на подвеску 15, соединенную одним концом с жесткой рамой 13, а другим концом - с рамой 16 вагона и/или платформы, посредством сферических шарниров 17.
Разрезные резиновые втулки 8 обеспечивают центровку полого вала 4 относительно оси 7 колесной пары и передачу момента от колесной пары на полый вал 4. На концах вала 4 имеются концентрические проточки для качения по ним роликовых опор 14, установленных в раме 13, что позволяет колесной паре свободно вращаться относительно жесткой рамы 13 без радиальных и осевых смещений. Наличие сферических шарниров 17 в подвеске 15 и свободное вращение жесткой рамы 13 относительно полого вала 4 позволяет зубчатой и ременной передачам оставаться в своих плоскостях при прохождении вагоном и/или платформой криволинейных участков пути. Возможность вывода шестерни 3 из зацепления с ведущим зубчатым колесом 2 позволяет не вращать привод и генератор на порожних пробегах вагона и/или платформы.
Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.
Непременным условием работы этой системы энергоснабжения являются параллельность оси колесной пары 7, промежуточного вала 5, вала генератора 1 и совпадение плоскостей ручьев ведущего 9 и ведомого 10 шкивов ременной передачи.
Перед началом работы шестерня 3 зубчатой передачи с помощью механизма 6 вводится в зацепление с ведущим зубчатым колесом 2. Во время движения вагона и/или платформы по железнодорожным путям колесная пара через резиновые втулки 8 передает вращающий момент на вал генератора 1 через (последовательно) полый вал 4, ведущее зубчатое колесо 2, ведомую шестерню 3, промежуточный вал 5, ведущий шкив 9, ремни 11 и ведомый шкив 10, закрепленный на валу генератора 1.
Наличие жесткой рамы 13 и соединение ее с полым валом 4 через роликовые опоры 14 обеспечивает неизменность параллельности вала генератора 1 относительно оси 7 колесной пары и отсутствие осевых смещений. Возможность вращения рамы 13 вокруг полого вала 4 на роликовых опорах 14 и сферические шарниры 17 подвески 15 позволяют раме 13 смещаться относительно рамы вагона или платформы 16 при прохождении криволинейных участков пути.
В целом, предлагаемая конструкция обеспечивает возможность автономного электроснабжения платформ или вагонов от оси колесных пар грузовых тележек при прохождении прямых и криволинейных участков пути, а также отключение привода при порожних пробегах.
Таким образом, технический результат при использовании предлагаемой конструкции по сравнению с известной следующий:
- Улучшение ремонтопригодности системы за счет выполнения конструкции приводного ремня разъемной, что позволяет производить установку и замену приводных ремней без выката колесной пары;
- Возможность обеспечения требуемой мощности генератора с перспективой поднять ее за счет наличия двух ступеней;
- Присутствие зубчатой передачи позволяет выводом шестерни из зацепления не вращать привод генератора при порожних перевозках, что увеличит ресурс привода и подшипников генератора.