БЕСЧЕЛЮСТНАЯ ТРЁХОСНАЯ ТЕЛЕЖКА ТЕПЛОВОЗА
DIESEL LOCOMOTIVE NON-PEDESTAL THREE-AXLE 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.», где на стр. 10-11 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, такой 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 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 тележке тепловоза ТЭП60.
Поэтому, целью предлагаемого изобретения является разработка такой конструкции бесчелюстной трехосной тележки тепловоза, которая бы позволила исключить подрез гребней колес при прохождении ими кривой рельсового пути и обеспечить устойчивость движения тепловоза при прямолинейном его поступательном движении без виляния колесных пар тележек.
Поставленная цель достигается тем, что каждый из кронштейнов поводков жестко закреплен на поперечно расположенных относительно продольной оси симметрии тележки упругих стержнях, в средней части которых выполнены шлицы, взаимосвязанные с ответными втулками, также жестко закрепленными на раме, причем концы упругих стержней подвижно размещены в опорах, установленных на упомянутой раме тележки тепловоза.
На чертежах фиг. 1 показана передняя часть тележки тепловоза вид сбоку и на фиг. 2 ее сечение по АА.
Бесчелюстная трехосная тележка тепловоза состоит из рамы 1 взаимосвязанной с кузовом 2 тепловоза. На раме 1 жестко закреплена втулка 3 с шлицами 4 взаимосвязанными с ответными выполненными на упругом стержне 5. Упругий стержень 5 с возможностью угловых поворотов расположен в опорах 6 закрепленных на раме 1. К упругому стержню 5 присоединены кронштейны 7 с поводками 8 и они шарнирно соединены с буксами 9 контактирующих с помощью винтовых пружин сжатия 10 с рамой 1 тележки. Буксы 5 соединены с колесной парой 11, которая установлена на тяговом электродвигателе 12. Колесная пара 11 расположена на рельсовом пути 13.
Работает бесчелюстная трехосная тележка тепловоза следующим образом. Известно, что при поступательном прямолинейном движении тепловоза, например, 2ТЭ116 снабженного бесчелюстными трехосными тележками, проявляются колебания виляния колесных пар при этом, боковое усилие возникающее на гребне колеса в зоне контакта его с головкой рельса достигает значений порядка 1,5÷2,0 т. Поэтому в предложенном же техническом решении, которое исключает колебания виляния колесных пар 11, гашение и предупреждение таких колебаний происходит следующим образом. Будем считать что боковые усилия Р приложенное к гребню колеса колесной пары составляет 2,0 т (см. фиг. 2) и кажется, что под действием такого усилия произойдет угловой поворот ее по стрелке В за счет возможного перемещения по стрелке Е буксы 9 совместно с поводками 8 и угловым поворотом по стрелке К кронштейнов 7 жестко закреплены на упругом стержне 5 расположенном в шлицевой втулке 3, который имеет достаточно высокую крутящую жесткость исключающую его крутильную упругую деформацию. Следовательно, виляние колесных пар тележки при действии на гребни их колес нагрузки Р=2,0 т будет исключено. Предположим теперь, что тепловоз вошел в кривую пути и тогда к гребню колеса колесной пары 11 будет приложена, как известно практике, нагрузка порядка Р=6,0 т (см. фиг 2), что обеспечит смещение буксы 9 и поводков 8 по стрелкам Е и С, а также угловой поворот кронштейнов 7, которые произведут закрутку упругих стержней 5 на определенный угол. В итоге колесная пара 11 совместно с тяговым электродвигателем 12 расположится по радиусу относительно центра кривой рельсового пути, что будет способствовать повышению долговечности гребней колес колесных пар бесчелюстных тележек используемых на тепловозах. После прохождения тепловозом кривой под действием ранее упруго деформировавшегося стержня 5 колесная пара 11 займет исходное положение такое, как это показано на фиг. 1 и фиг. 2. Далее описанные процессы могут повторятся неоднократно подобно тому, как это описано выше причем как при повороте тепловоза то в левую, то в правую стороны.
Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известными очевидно, так как оно позволяет повысить долговечность гребней колес тепловозов при прохождении прямых и кривых участков пути.