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 локомотив (тепловоз ТЭП60), описанный в книге «Конструкция и динамика тепловозов. Изд. 2-е. 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 размещенным в нем силовой установкой и вспомогательным оборудованием, который установлен на две тележки, содержащие колесные пары с буксами, рессорное подвешивание и тяговые электродвигатели. Несмотря на свою эффективность использования, этот тепловоз обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что при его движении в кривых пути из-за невозможности углового поворота крайних в тележках колесных пар относительно геометрического центра образующей дуги рельсового пути и копирования ее последними, происходит повышенный износ гребней колес, а в отдельных случаях возможен и сход тележки с рельс.
Известен также локомотив (тепловоз 2ТЭ116), описанный в книге «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учебник для студентов вузов 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 тележки тепловоза ТЭП60.
Поэтому, целью предлагаемого изобретения является разработка такой конструкции тележки, которая бы позволила исключить подрез гребней колес при прохождении ими кривой рельсового пути.
Поставленная цель достигается тем, что на поперечных балках рамы, в зоне установки крайних колесно-моторных блоков, жестко закреплены нижние кольца поворотных кругов, связанных шаровыми погонами с верхними кольцами поворотных кругов и последние с помощью винтовых пружин сжатия соединены с одними концами корытообразно-криволинейной формы стержнями, другие концы которых жестко присоединены к тяговым электродвигателям, причем торцевые поверхности упомянутых тяговых электродвигателей снабжены дугообразной формы выступами, снабженными пазами взаимодействующими с подпружиненными фиксаторами, закрепленными на поперечных балках рамы тележки.
На чертежах фиг. 1 показана передняя часть бесчелюстной тележки тепловоза, которая является трехосной, на фиг. 2 - ее вид по стрелке А и на фиг. 3 - укрупненная часть узла крепления тягового электродвигателя к раме тележки тепловоза.
Бесчелюстная тележка тепловоза состоит из продольных 1 и поперечных 2 балок. К продольным 1 балкам с помощью рессорных комплектов 3 присоединены буксы 4, в которых подвижно установлены оси 5 колесных пар 6, расположенных в тяговых электродвигателях 7. На тяговых электродвигателях 7 размещены дугообразной формы выступы 8 с пазами 9, контактирующие с фиксаторами 10 подпружиненных пружинами сжатия 11, установленных на поперечных балках 1 рамы. На тяговых электродвигателях 7 жестко закреплены корытообразно-криволинейной формы стержни 12, которые другим своим концом оперты через пружины сжатия 13 на верхние кольца 14 поворотного круга. Верхние кольца 14 с помощью шарового погона 15, взаимосвязанного с нижними кольцами 16 поворотного круга, которые жестко закреплены на поперечных 2 рамы. Верхние кольца 14 и нижние кольца 16 поворотного круга зафиксированы между собой замковыми кольцами 17. Колесные пары 6 перемещаются по рельсовому пути 18.
Работает бесчелюстная тележка тепловоза следующим образом. При прямолинейном поступательном движении тепловоза, например по стрелке В, все детали его тележек находятся в таком положении, как это показано на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 3. При этом колебания виляния колесных пар 6 не происходит, так как фиксатор 10 (см. фиг. 1, где он показан, в качестве примера, в использованной конструкции одного колесно-моторного блока тепловоза, который расположен как крайний в тележке), входящий в паз 9 тягового электродвигателя 7 надежно удерживает его исключая горизонтальные колебания по стрелкам В (см. фиг. 1). Предположим теперь, что тепловоз вошел в кривую рельсового пути 18, имеющего кривизну по стрелке Е, и тогда в набегающей колесной паре 6 на головку рельса передастся значительное боковое усилие Р, направленное вдоль оси 5 колесной пары 6 (см. фиг. 1), которое имеет в практике довольно высокий показатель порядка 5-6,6 тонны. Тогда под действием такого усилия тяговый электродвигатель 7, преодолев сопротивление, создаваемое фиксатором 10, совместно с верхним кольцом 14 поворотного круга и корытообразно-криволинейной формы стержнями 12, вместе со своей колесной парой 6 получит угловой поворот в этом же направлении, т.е. по стрелке Е. Такой угловой поворот окажется возможным за счет некоторой поперечной упругой деформации рессорных комплектов 3 тележки. В итоге ось 5 колесной пары 6 разместится по радиусу относительно центра образующей кривую пути. После прохождения кривой участка пути указанные элементы конструкции тележки под действием ранее упруго деформированного рессорного подвешивания возвращаются в исходное положение, т.е. в направлении, обратном стрелке Е, и тяговый электродвигатель 7 вновь становится зафиксированным фиксатором 10, в таком его положении, как это показано на фиг. 1. Угловой поворот тягового электродвигателя 7 совместно с колесной парой 5 в направлении, например стрелки F, происходит подобно тому, как это описано выше при входе в кривую пути по стрелке Е. Следует также отметить, что наличие пружин сжатия 13 позволяет тяговому электродвигателю 7 совместно с колесной парой 5 обеспечить совместно с рессорным подвешиванием 3 необходимую плавность хода, плавно копируя неровности рельсового пути, снижая тем самым динамические нагрузки, воспринимаемые экипажной частью тепловоза. Предложенное техническое решение обладает еще одним преимуществом в сравнении с прототипом, которое заключается в том, что в его конструкции отсутствуют поводки, связывающие буксы с рамой тележки (см. книгу Камаева А.А. и др.), причем тяговое усилие от тяговых электродвигателей и колесных пар на раму тележки передается как рессорным подвешиванием 3, так и пружинами сжатия 13, которые связывают упруго последние контактирующие с одной стороны с тяговым электродвигателем, а с другой через поворотный круг с рамой тележки. Далее описанные процессы могут повторяться неоднократно.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с аналогом и прототипом очевидно, так как оно позволяет снизить виляние колесных пар, уменьшить износ гребней колес и исключить из конструкции тележки поводки.