ТРАМВАЙНАЯ ТЕЛЕЖКА

Полезная модель относится к области рельсовой транспортной техники, в частности к трамвайным вагонам с пониженным уровнем пола, а именно к конструкции моторной поворотной тележки трамвая со 100% пониженным уровнем пола.
Выполнение трамваев со 100%-ным низким полом, позволяющих осуществлять вход пассажиров в трамвайный вагон без подъема на первую ступень (на посадочных площадках с высотой до 370 мм), доступ в любую дверь пассажирам с ограниченными физическими возможностями и пассажирам с детьми, детскими колясками, проход пассажиров по всей длине салона без преодоления ступеней, возможно благодаря конструктивным особенностям выполнения трамвайных тележек.
Из уровня техники известны следующие решения.
Из описания к патенту ЕР №2676859 (опубликован 02.09.2015) известна тележка для железнодорожного транспортного средства, в частности для трамвая с низким уровнем пола. Указанная тележка содержит раму, две пары колес, первичные и вторичные средства подвески, выполненные в виде пружин, двигатели с редукторами, расположенные с внешней стороны колес, при этом колеса каждой пары соединены друг с другом с помощью конструкции осей с буксами, а поперечные балки рамы тележки шарнирно соединены с продольными.
Недостатками известной конструкции являются недостаточная надежность и долговечность конструкции трамвайной тележки из-за воздействия больших динамических нагрузок на тележку, подшипники, двигатель и редуктор, возникающие при прохождении поворотов, неровности путей, сварных и механических соединений рельс. В известной трамвайной тележке тяговое усилие передается от двигателя на редуктор, при этом редуктор напрямую соединен с колесом, что приводит к передаче динамических нагрузок от колеса на редуктор и от редуктора на двигатель. Кроме того, выполнение вторичной подвески в виде пружины не обеспечивает необходимое гашение колебаний при движении трамвая, динамические нагрузки не снижаются, а воздействуют на двигатель и подшипники, снижая надежность и срок службы тележки, также применение винтовых пружин требует сложного исполнение корпуса подшипника, приводит к необходимости оборудования тележки конструкцией направления колесной пары (шатун, качалка, направляющий штифт), так как винтовая пружина не выполняет указанную функцию, то есть приводит к увеличению габаритов тележки. Также расположение двигателя на одном уровне с редуктором приводит к возможному повреждению двигателя вследствие механических или погодных условий. Вместе с тем, ось вращения шарнира, соединяющего поперечную балку с продольной балкой лежит в плоскости тележки, что не приводит к улучшению возможности вписывания тележки при прохождении кривых участков пути и не способствует уменьшению износа бандажей колес.
Известна тележка для рельсовых транспортных средств, а именно, для низкопольных трамваев, которая содержит раму, колесные пары с осями и буксами и двигатель, соединенный с колесной парой и расположенный на внешней стороне колес (см. патент PL №220023, опубликованный 31.08.2015).
Недостатками известной конструкции являются также недостаточная надежность и долговечность конструкции трамвайной тележки из-за воздействия больших динамических нагрузок на тележку, двигатель и редуктор, возникающие при повороте тележки, прохождении по неровностям пути, сварным и механическим соединениям рельс. В известной трамвайной тележке тяговое усилие передается от двигателя на редуктор через муфту, при этом редуктор напрямую соединен с колесом, что приводит к передаче динамических нагрузок от колеса на редуктор и от редуктора на двигатель. Кроме того, при отсутствии шарнирного соединения поперечных балок конструкция тележки является жесткой и при повороте или возможных дефектах пути происходит набегание реборды колеса на рельс, увеличивается сопротивление при движении и увеличивается износ бандажа колеса. Кроме того, увеличивается напряжение в сопрягаемых узлах, что может привести к появлению трещин в конструкции рамы.
Наиболее близким аналогом к патентуемому решению является приводная колесная тележка, которая содержит раму и две колесные пары, каждая из которых имеет ось и закрепленный с внешней стороны каждого колеса буксовый корпус. Рама образована из соединенных друг с другом продольных и поперечных балок, причем продольные балки расположены с внешней стороны колесных пар. Каждая колесная пара приводится в движение и тормозится двигателем кинематически соединенным с одной стороны через муфту с редуктором и с другой стороны с дисковым тормозом. Каждый двигатель закреплен сбоку на соответствующей поперечной балке, а каждый редуктор установлен на оси с внутренней стороны колеса. Каждый буксовый корпус колесной пары установлен на концах продольной балки на рычаге в шарнире и подрессорен относительно продольной балки (см. патент РФ №154856, опубликован 10.09.2015).
Недостатками наиболее близкого аналога являются также недостаточная надежность и долговечность конструкции трамвайной тележки из-за воздействия больших динамических нагрузок на тележку, двигатель и редуктор, возникающие при повороте тележки, прохождении по неровностям пути, сварным и механическим соединениям рельс. В известном решении трамвайная тележка имеет жесткую конструкцию и при повороте или возможных дефектах пути происходит набегание реборды колеса на рельс, увеличивается сопротивление при движении и увеличивается износ бандажа колеса, также увеличивается напряжение в сопрягаемых узлах, что может привести к появлению трещин в конструкции рамы. Кроме того, редуктор установлен на оси с внутренней стороны колеса, что приводит к передаче динамических нагрузок от колеса на редуктор и от редуктора на двигатель и сокращению срока службы редуктора и двигателя, необходимости частого их ремонта или замены, а расположение подшипников с внешней стороны колес приводит к увеличению и неравномерности действия сил воспринимаемых подшипниками. Вместе с тем, расположение двигателей редуктора с внутренней стороны колеса является менее технологичным и требует применения дополнительного оборудования и специальной оснастки при обслуживании, а расположение двигателя на одном уровне с редуктором приводит к возможному повреждению двигателя вследствие механических или погодных условий, что сокращает срок его службы и снижает надежность работы.
Технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является устранение указанных недостатков и создание тележки для трамвая с обеспечением 100%-ного низкого пола, удобство обслуживания, обеспечение свободного доступа ко всем узлам, требующим регулировки в процессе эксплуатации, снижение шумности при движении трамвая и динамического воздействия на путь, повышение плавности хода, долговечности и надежности работы тележки, а также расширение арсенала технических средств.
Техническим результатом патентуемого решения является повышение долговечности и надежности работы тележки трамвая со 100%-ным низким полом.
Технический результат достигается в тележке трамвая со 100%-ным низким уровнем пола, содержащей раму, образованную из соединенных друг с другом продольных и поперечных балок, шкворневую балку, расположенную поперечно на раме между поперечных балок и опирающуюся с подрессориванием на продольные балки, две колесные пары, каждая из которых имеет ось с неподвижно закрепленными на ней колесами, закрепленный на каждом колесе и подрессоренный относительно продольной балки посредством резино-металлического амортизатора буксовый корпус с подшипником, каждый двигатель кинематически соединен с соответствующим редуктором, при этом редуктор соединен с осью колеса посредством муфты, буксовый корпус с подшипником расположен с внутренней стороны каждого колеса, а каждая поперечная балка шарнирно соединена с одной из продольных балок.
Благодаря подрессориванию относительно продольной балки каждого буксового корпуса подшипника посредством резино-металлического амортизатора, достигается снижение динамических нагрузок на конструкцию тележки, редуктор, двигатель, уменьшение шума и повышение комфорта для пассажиров при движении по рельсовому пути, снижаются габариты и упрощается конструкция средства вторичного подрессоривания, обеспечивается плавность хода, также снижаются динамические воздействия на путь за счет уменьшения неподрессоренной массы и эффективной системы амортизации и демпфирования, уменьшается износ рельсов в кривых.
Расположение подшипников с внутренней стороны колес обеспечивает ровное распределение вертикальных нагрузок по всей длине оси колесной пары, что влечет за собой увеличение срока службы оси (предотвращаются структурные изменения в узлах приложения нагрузки), а также обеспечивает уменьшение и равномерное распределение нагрузки действующей на подшипники, таким образом, повышается долговечность подшипников и надежность работы тележки.
Благодаря кинематическому соединению (посредством муфты) каждого двигателя с редуктором снижаются колебания, передаваемые от редуктора на двигатель, а соединение редуктора с колесом посредством муфты позволяет снизить динамические воздействия и ударные нагрузки, передаваемые от колеса на редуктор, и практически свести к минимуму колебания и вибрации, передаваемые на двигатель, что приведет к увеличению срока службы редуктора, двигателя, к повышению долговечности подшипников и надежности работы тележки.
В качестве муфты между редуктором и двигателем может быть использована упругая, резинометаллическая муфта КРК 390.1-2/6, а в качестве муфты между редуктором и осью колеса упругая, резинометаллическая муфта MEM 200-R3. Применяемые муфты не требуют ремонта (замены).
Выполнение каждой поперечной балки с шарниром обеспечивает возможность небольшого поворота, смещения одной части тележки относительно другой, что позволяет тележке адаптироваться к поворотам или неровностям путей, избегая при этом возникающей нагрузки на конструкцию тележки.
Благодаря расположению двигателей с редукторами с внешней стороны колес обеспечивается увеличение площади низкого пола, удобство обслуживания (не требуется технологических ям и домкратов), кроме того, расположение двигателя выше редуктора позволит уменьшить возможные повреждения двигателя из-за механических и погодных условий, что невозможно осуществить при расположении двигателя с редуктором с внутренней стороны колес тележки.
Тележка содержит дисковый тормоз, расположенный и закрепленный на продольной балке посредством кронштейна, что позволяет производить регулировку зазора рельсового тормоза без применения специального оборудования.
Соединение поперечных балок с продольными балками посредством шарнира, ось вращения которого перпендикулярна плоскости тележки, существенно улучшает возможности вписывания тележки при прохождении кривых участков пути и способствует уменьшению износа бандажей колес.
Сущность предложенного технического решения поясняется фигурами, на которых представлено следующее.
На фиг. 1 изображена тележка трамвайного вагона, вид сбоку,
на фиг. 2 - тележка трамвайного вагона, вид сверху,
Тележка трамвая со 100%-ным низким уровнем пола представляет собой шарнирно-сочлененную конструкцию и содержит раму, опирающуюся на ось 1 колесной пары (колесо 2) через элементы первичного рессорного подвешивания 3. С внешней стороны продольных балок 4 рамы тележки на кронштейнах 8 смонтированы тяговые двигатели 6, кинематически (через муфту 14) соединенные с соответствующими редукторами 7, через которые вращающий момент от двигателя 6 передается на ось колесной пары 1. Торможение осуществляется двигателем 6, кинематически соединенным с дисковым тормозом 11, который смонтирован на противоположной стороне оси 1 колесной пары. При этом каждый редуктор 7 кинематически (посредством муфты 9) соединен с осью колесной пары 1. С каждой стороны трамвайной тележки через кронштейны подвешивается по одному башмаку рельсового тормоза 4. Через систему вторичного рессорного подвешивания (пружины) на продольные балки установлена шкворневая поперечная балка 10. В центре шкворневой балки 10 расположен шкворневой узел 12, на который через подшипники опирается кузов трамвайного вагона.
Рама тележки образована из соединенных друг с другом продольных 4 и поперечных 5 балок, при этом каждая поперечная балка 5 шарнирно соединена с одной из продольных балок 4, таким образом, что оси вращения шарниров перпендикулярны плоскости тележки, при этом шарниры расположены на диаметрально противоположных сторонах тележки.
В качестве средства первичного рессорного подвешивания 3 буксового корпуса с подшипником относительно продольной балки 4 использован резино-металлический амортизатор 13.
Таким образом, заявленное техническое решение позволяет достичь повышения долговечности и надежности работы тележки трамвая со 100%-ным низким полом.