БЕСЧЕЛЮСТНАЯ ТЕЛЕЖКА ТЕПЛОВОЗА
DIESEL LOCOMOTIVE NON-PEDESTAL BOGIE

Предлагаемое изобретение относится к области рельсовых транспортных средств и может быть использовано в конструкциях тепловозов и электровозов.
Известен тепловоз ТЭП60, описанный в книге «Конструкция и динамика тепловозов». «Изд. 2-ое Под ред. В.Н. Иванова. М.: Транспорт, 1974 г.», стр. 10-11,где представлены материалы по его конструктивному исполнению. Такой тепловоз (рис. 4, стр. 11) состоит из кузова с размещенными в нем силовой установкой и вспомогательным оборудованием, который установлен на две тележки, содержащие колесные пары с буксами, поводки, рессорное подвешивание и тяговые электродвигатели. Несмотря на свою эффективность использования, этот тепловоз обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что при его движении по прямому участку пути наблюдается виляние колесных пар, которое приводит к износу гребней колес колесных пар его колесно-моторных блоков.
Известен также тепловоз 2ТЭ116, описанный в книге «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов». Учебник для студентов втузов. А.А. Камаев и др. - М.: Машиностроение, 1981 г.», где описана его конструкция и, в частности, на рис. 38, стр. 57 показана его тележка. Конструкция такой тележки аналогична вышеописанной и поэтому недостатки ее в целом подобны тележке тепловоза ТЭП60.
Поэтому целью предлагаемого изобретения является разработка такой конструкции тележки, которая бы позволила исключить подрез гребней колес при прохождении локомотивов, снабженных бесчелюстными тележками, как кривых, так и прямых участков рельсового пути.
Поставленная цель достигается тем, что колесно-моторные блоки, расположенные по краям тележки, жестко закреплены на дополнительных рамах, одни концы которых с помощью вертикально расположенных шарнирных пальцев установлены на поперечинах рамы, находящихся в средней части тележки, а другие также шарнирно, но с возможностью угловых поворотов относительно упомянутых пальцев размещены в криволинейной формы направляющих, жестко закрепленных на концевых поперечинах рамы тележки, причем последние подпружинены относительно них винтовыми пружинами сжатия.
На фиг. 1 показан один из крайних колесно-моторных блоков тележки, вид сверху, на фиг. 2 - поперечное сечение поперечины рамы тележки по АА и на фиг. 3 - вид по стрелке В на поперечину рамы тележки.
Бесчелюстная тележка тепловоза состоит из рамы 1 с передними 2 и средними 3 поперечинами. На раму 1 навешен тяговый электродвигатель 4 с колесной парой 5, буксы 6 которой с помощью рессорной подвески 7 связаны с последней. К тяговому электродвигателю 4 с помощью разъемных соединений 8 присоединена дополнительная рама 9, один конец которой с помощью шарнирного пальца 10 связан со средней поперечиной 3, а другой также шарниром 11 соединен в криволинейной формы направляющей 12, жестко закрепленной на передней поперечине 2 рамы 1. Шарнир 11 подпружинен относительно криволинейной формы направляющей 12 винтовыми пружинами сжатия 13. Тележка своей колесной парой 5 перемещается по рельсовому пути 14.
Работает бесчелюстная тележка тепловоза следующим образом. При поступательном движении тепловоза, например, по стрелке С детали тележки находятся в таком положении, как это показано на фиг. 1 и фиг. 3. При таком поступательном движении за счет наличия рессорной подвески 7 возможно возникновение виляния тележки по стрелкам Е, которое сопровождается ростом бокового усилия, приложенного к гребням колес колесной пары 5. Однако в предложенном техническом решении перемещение колесной пары 5 совместно с тяговым электродвигателем 4 по стрелкам Е не происходит за счет того, что последние жестко закреплены с помощью разъемных соединений 8 с дополнительной рамой 9, которая зафиксирована своим шарниром 11 винтовыми пружинами сжатия 13 в криволинейной формы направляющей 12. Такая фиксация возможна за счет подбора такой жесткости винтовых пружин сжатия 13, которая имеет усилие сжатия больше, чем усилие, возникающее в данном случае между гребнем колеса колесной пары 5 и рельсом 14. Предположим теперь, что тепловоз вошел в кривую рельсового пути 14 и поворот тележки, например, произошел по стрелке F, тогда колесо колесной пары 5, находящееся с левой стороны тележки, окажется нагруженным усилием Р, возникшим между его гребнем и рельсом рельсового пути 14 (см. фиг. 1). Известно (см. аналог - книгу Иванова В.Н.), что в этом случае такое усилие гораздо больше по величине, чем то усилие, которое возникает от виляния тележки, и поэтому оно обеспечит угловой поворот тягового электродвигателя 4 в направлении стрелки F, упруго сдеформировав дополнительной рамой 9 винтовую пружину сжатия 13, расположенную в криволинейной формы направляющей 12. В итоге колесная пара 5 будет расположена по радиусу относительно центра кривой рельсового пути, а это позволит уменьшить износ гребней ее колес. После прохождения тепловозом кривого участка рельсового пути 14 и выхода его на прямой участок под действием ранее сжатой винтовой пружины сжатия 13 дополнительная рама 9 с тяговым электродвигателем 4 и колесной парой 5 возвращается в исходное положение, показанное на фиг. 1. Далее описанные процессы работы тележки тепловоза могут повторяться неоднократно.
Выше было отмечено, что рассматриваемая тележка является трехосной, а на чертежах показана только часть ее с тяговым электродвигателем 4 и колесной парой 5. Однако, несмотря на то, что предложенное техническое решение описано только для одной части тележки, подобная конструкция монтируется и на другом концевом участке рамы, также включает такой же тяговый электродвигатель 4, колесную пару 5, дополнительную раму 9, шарнирный палец 10, другой шарнир 11, криволинейной формы направляющую 12 и винтовые пружины сжатия 13, поэтому ее работа подобна описанной выше.
Следует также отметить, что средний тяговый электродвигатель рамы тележки и его колесная пара (в целом как известно колесно-моторный блок) не имеет таких конструкционных элементов, так как при вписывании в кривую пути тележки тепловоза его угловой поворот не нужен за счет расположения его колесной пары по радиусу относительно центра кривой.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно позволяет повысить надежность гребней колес тепловоза не только при его движении по прямому участку рельсового пути, но и криволинейному его участку.