КОЛЁСНО-МОТОРНЫЙ БЛОК ЛОКОМОТИВА
DIESEL LOCOMOTIVE WHEEL-MOTOR UNIT

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях трехосных бесчелюстных тележек тепловозов.
Известен колесно-моторный блок локомотива (тепловоз ТЭЗ) описанный и показанный на стр. 120-122, рис. 79 и рис. 80 в книге «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учеб. для студентов вузов обучающихся по специальности Локомотивостроение А.А. Камаев и др. Под ред. А.А. Камаева. - М.: Машиностроение 1981 г.». Такой колесно-моторный блок состоит из колесной пары с буксами, на оси которой с помощью моторно-осевых подшипников навешен тяговый электродвигатель, причем его боковая сторона с помощью пружинной подвески взаимосвязана с рамой тележки тепловоза. Несмотря на свою эффективность использования, такая схема навески тягового электродвигателя обладает существенным недостатком заключающимся в том, что при движении локомотива в кривых участках пути колесные пары не могут располагаться по радиусу относительно центра траектории такой кривой в результате чего происходит повышенный износ гребней колес колесных пар, что в итоге тепловозы значительное время простаивают в неплановых ремонтах и депо несут существенные трудовые затраты по последним.
Известен также колесно-моторный блок тепловоза описанный и показанный в патенте RU2284930 отличающийся от аналоговой конструкции тем, что в поперечной плоскости тележки размещена дополнительная балка, состоящая из двух вертикальных участков, концы которых представляют собой крышки букс жестко закрепленных на внешних их торцевых поверхностях и одного горизонтального участка расположенного вертикальной плоскости проходящей через продольную ось колесной пары и параллельно последней, причем на упомянутом горизонтальном участки дополнительной балки одной из своих боковых сторон, жестко закреплен тяговый электродвигатель. Не смотря на такое подвешивание ТЭД такая конструкция, как и описанная в аналоге не способна копировать колесными парами колесно-моторного блока кривую рельсового пути, что в результате приводит к поврежденному износу гребней их колес.
Поэтому, целью предлагаемого изобретения является разработка такой конструкции колесно-моторного блока локомотива, которая бы позволила снизить износ гребней колес колесных пар локомотивов при прохождении ими не только прямых но и кривых участков пути.
Поставленная цель достигается тем, что на поперечно расположенном брусе тележки жестко закреплена пара дугообразной формы пружинных подвесок и он в своей средней части снабжен шлицевой втулкой взаимосвязанной с шлицевым пальцем выполненным из упругого материала и жестко закрепленным на раме тележки локомотива.
На чертежах фиг. 1 показана часть тележки локомотива с колесно-моторным блоком вид сбоку и на фиг. 2 его часть, но вид сверху.
Колесно-моторный блок локомотива состоит из тягового электродвигателя 1 снабженного моторно-осевым подшипником 2 связанного с осью 3 колесной пары 4 расположенной на рельсах 5. Колесная пара 4 расположена в буксах 6 связанными поводками 7 с рамой тележки 8. Тяговый электродвигатель 8 с помощью редуктора 9 соединен с осью 3 колесной пары 4 и на нем с помощью опор 10 закреплены пальцы 11 расположенные подвижно в дугообразной формы направляющих 12 с установленными в них винтовыми пружинами сжатия 13. Дугообразной формы направляющие 12 жестко закреплены на брусе 14 снабженным шлицевой втулкой 15, в которой расположен шлицевый палец 16 жестко закрепленный на раме тележки 8.
Работает колесно-моторный блок локомотива следующим образом. При поступательном прямолинейном движении локомотивов снабженных бесчелюстными тележками, как известно, колесные пары последних подвержены вилянию при этом, поперечные боковые нагрузки приложенные к гребням колес колесных пар достигают порядка 2 тонн.. Однако в предложенной конструкции подобного явления не происходит и вот почему. Из представленных чертежей фиг. 1 и фиг. 2 видно, что колесно моторный блок (состоящий из тягового электродвигателя 1 и колесной пары 4) через опоры 10, пальцы 11, дугообразной формы направляющие 12, брус 14 и шлицевую втулку 15 связан с шлицевым пальцем 16. Так что если бы под действием бокового усилия приложенного к гребням колес колесной пары 4 (см. фиг. 2) по стрелке В такая нагрузка могла обеспечить угловой поворот шлицевого пальца 16 то произойти этого не может по причине того, что крутильная жесткость шлицевого пальца 16 подобрана такой, что его упругая угловая деформация может произойти только под действием усилия, например 3,5-4,0 тонны. Следовательно, при действии бокового усилия в 2 тонны колесно-моторный блок получить углового поворота по стрелке С (см. фиг. 2) не может, что и по сути дела исключит виляние колесных пар 4 тележки локомотива. Предположим теперь, что локомотив вошел в кривую пути и его тележка получит угловой поворот по стрелке Е относительно кузова локомотива (на чертежах кузов не показан). Известно, что при таком угловом повороте боковые нагрузки на гребни колес набегающих на рельс колесных пар в практике достигают 6,0 тонн. Поэтому подобрав крутильную жесткость шлицевого пальца 16 по известной зависимости  где G - модуль упругости материала, Jρ - полярный момент инерции шлицевого пальца, l - длина шлицевого пальца и d его диаметр, можно подобрать такое значение крутильной жесткости шлицевого пальца 16, которая бы и позволила получить упругую угловую деформацию его при усилии равным 4,5-5,5 тонны. После прохода кривого участка пути и ичезновении бокового усилия действующего на гребень колеса колесной пары 4 все детали описанного и показанного на чертежах технического решения займут исходное положение. Далее описанные процессы углового поворота колесно-моторного блока локомотива будут идентичны вышеописанным в зависимости от направления рельсового пути.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно позволяет повысить надежность ходовых частей локомотивов за счет снижения износа гребней колес при прохождении не только кривых, но и прямых участков рельсового пути.