УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕВОДА КОЛЕСНЫХ ПАР С ОДНОЙ КОЛЕИ НА ДРУГУЮ
DEVICE FOR MOVING WHEEL PAIRS FROM ONE TRACK TO ANOTHER

Изобретение относится к железнодорожному транспорту с различной шириной колеи для безостановочного движения поезда при переезде с одной ширины колеи на другую.
Известно устройство для перевода колесных пар с одной колеи на другую (см. патент RU №2142381, B61F 7/00, 1999), содержащее колею различной ширины, раму, связанную с колесными тележками на передней и задней осях рамы.
Известно также устройство для перевода колесных пар с одной колеи на другую (см. патент RU №2597744, B62D 21/14, 2016), содержащее колею разной ширины, раму, связанную через механизм изменения колеи с колесными тележками, выполненный на передней и задней осях рамы, представляющие собой кривошипно-ползунные механизмы ломающегося подкоса, где элемент, имеющий свободу осевого перемещения вдоль рамы, выполнен в виде прямоугольной рамы с возможностью перемещения относительно рамы по направляющим, выполненным на раме, шарнирно связан посредством рычагов-подкосов с поворотными параллельными бортовыми звеньями одинаковой длины, закрепленными шарнирно в одной плоскости одними концами на внешней стороне рамы, а другими концами - на дополнительных звеньях, параллельных оси рамы, соединяющих параллельные бортовые звенья, образующие параллелограммы, оси колес шарнирно установлены на дополнительных, звеньях параллельных оси рамы, привод перемещения элемента выполнен в виде цилиндра, включающего поршень и шток, свободный конец штока закреплен на прямоугольной раме, бесштоковая и штоковая полости цилиндра соединены посредством трубопроводов через двухходовой трехпозиционный распределитель с источником подачи рабочей среды.
Недостатком известного устройства является то, что оно не предназначено для перемещения по железнодорожному полотну с колеей разной ширины.
Кроме того, в известном устройстве изменение ширины колеи выполняется путем перемещения колесных тележек в разные стороны, что является неприемлемым условием при переводе колесных пар с одной ширины колеи железнодорожного пути на другую.
Задачей предложенного решения является расширение эксплуатационных возможностей.
Эта задача достигается тем, что устройство для перевода колесных пар с одной колеи на другую, содержащее колею разной ширины, раму, связанную через механизм изменения колеи с колесными тележками, выполненный на передней и задней осях рамы, представляющие собой кривошипно-ползунные механизмы ломающегося подкоса, где элемент, имеющий свободу осевого перемещения вдоль рамы, выполнен в виде прямоугольной рамы с возможностью перемещения относительно рамы по направляющим, выполненным на раме, шарнирно связан посредством рычагов-подкосов с поворотными параллельными бортовыми звеньями одинаковой длины, закрепленными шарнирно в одной плоскости одними концами на внешней стороне рамы, а другими концами - на дополнительных звеньях, параллельных оси рамы, соединяющих параллельные бортовые звенья, образующие параллелограммы, оси колес шарнирно установлены на дополнительных звеньях, параллельных оси рамы, привод перемещения элементов выполнен в виде цилиндра, включающего поршень и шток, свободный конец штока закреплен на прямоугольной раме, бесштоковая и штоковая полости цилиндра соединены посредством трубопроводов через двухходовой трехпозиционный распределитель с источником подачи рабочей среды, колея большей ширины сужается и плавно переходит в колею меньшей ширины, между колеей большей ширины установлен дополнительный элемент, выполненный в виде примыкания и продолжения колеи меньшей ширины, проходящей между колеей большей ширины, с плавным расширением и примыканием к последней, причем расстояние от начала продолжения колеи, меньшей ширины дополнительного элемента, до ее расширения и примыкания к колеи большей ширины соизмеримо с расстоянием между передними и задними колесными тележками вдоль продольной оси, передние и задние колесные пары тележек выполнены с возможностью синхронного перемещения вдоль продольной оси в одну сторону, причем продольные перемещения прямоугольной рамы по направляющим относительно рамы и продольные перемещения колес с осями выполнены в разных параллельных горизонтальных плоскостях, оси, соединяющие колесные пары по разным бортам, выполнены в виде телескопических полуосей, прямоугольная рама выполнена общей для передних и задних колесных пар, цилиндр привода закреплен на раме, а источником подачи рабочей среды является пневмосистема вагона.
Кроме того, количество расширений колеи, меньшей ширины дополнительного элемента, и примыканий к колеи большей ширины вдоль продольной оси может быть больше одного.
Причем рычаги-подкосы выполнены криволинейной формы.
Поворотные параллельные бортовые звенья выполнены с кривизной в сторону опорной поверхности.
По сравнению с известным предложенное устройство для перевода колесных пар с одной колеи на другую позволяет в безостановочном режиме переезжать с одной ширины колеи железнодорожного полотна на другую ширину, обеспечивая автоматическое переключение.
На фиг. 1 изображено устройство с большей шириной колеи; на фиг. 2 - то же, с меньшей шириной колеи; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 5 - схема, которая позволяет осуществить переезд с широкой колеи на узкую или с узкой колеи - на широкую.
Устройство для перевода колесных пар с одной колеи на другую содержит раму 1. связанную через механизм изменения колеи с колесными тележками 2 и 3, включающими колеса 4-7 и 8-11 соответственно, выполненный на передней и задней осях рамы 1, представляющие собой кривошипно-ползунные механизмы ломающегося подкоса, где элемент 12, имеющий свободу осевого перемещения вдоль рамы 1, выполнен в виде прямоугольной рамы с возможностью перемещения относительно рамы 1 по направляющим 13-16, выполненными на раме 1. Элемент 12 посредством шарниров 17-20 связан с рычагами-подкосами 21-24, которые посредством шарниров 25-28 связаны с поворотными параллельными бортовыми звеньями 29-36 одинаковой длины, закрепленными посредством шарниров 37-44 в одной плоскости одними концами на внешней стороне рамы 1, а другими концами - посредством шарниров 45-52 на дополнительных звеньях 53-56, параллельных оси рамы 1, соединяющих параллельные бортовые звенья 29-36, образующие параллелограммы. Оси 57-60 колес 4-11 шарнирно установлены соответственно на дополнительных звеньях 53-56, параллельных оси рамы 1. Привод перемещения элемента 12 выполнен в виде цилиндра 61, включающего поршень 62 и шток 63, свободный конец которого закреплен на элементе 12. Бесштоковая 64 и штоковая 65 полости цилиндра 61 соединены посредством трубопроводов 66 и 67 через двухходовой трехпозиционный распределитель 68 с подающей 69 магистралью от пневмосистемы вагона и отводящей 70 магистралью в атмосферу. Колея 71 большей ширины сужается и плавно переходит в колею 72 меньшей ширины. Между колеей 71 большей ширины установлен дополнительный элемент 73, выполненный в виде примыканий 74 и 75 и продолжения колеи 72 меньшей ширины, проходящей между колеей 71 большей ширины, с плавным расширением и примыканием к последней. Причем расстояние от начала продолжения колеи 72, меньшей ширины дополнительного элемента 73, до ее начала расширения и примыкания 74 или 75 к колеи 71 большей ширины соизмеримо с расстоянием между передними и задними колесными тележками 2 и 3 вдоль продольной оси. Передние и задние колесные пары тележек 2 и 3 выполнены с возможностью синхронного перемещения вдоль продольной оси в одну сторону. Оси 57-60, соединяющие колесные пары по разным бортам ,выполнены в виде телескопических полуосей. Элемент 12, выполненный в виде прямоугольной рамы, является общим для передних и задних колесных пар, цилиндр 61 привода закреплен на раме 1, а источником подачи рабочей среды является пневмосистема вагона.
Устройство для перевода колесных пар с одной колеи на другую работает следующим образом.
При движении по колее 71 большей ширины (см. фиг. 1) ширина колеи соизмерима с расстоянием между колесами 4, 6, 8, 10 и 5, 7, 9, 11 в положении колес 4-11 параллельно оси рамы 1.
При переезде с колеи 71 большей ширины на колею 72 меньшей ширины (см. фиг. 2) передняя, например, тележка 3 с колесами 8-11 проходит место примыкания 74 и 75 расширения дополнительного элемента 73 к колее 71 большей ширины до места начала сужения колеи 71 большей ширины. Одновременно задняя, например, тележка 2 с колесами 4-7 располагается в начале места примыкания 74 или 75, в зависимости от расстояния между колесными тележками 2 и 3, расширения дополнительного элемента 73 к колее 71 большей ширины. Продолжая дальнейшее движение, одновременно с синхронной работой системы по сужению колеи колес 4-11, двухходовой трехпозиционный распределитель 68 переводится в положение, при котором давление воздуха от пневмосистемы вагона через трубопроводы 69 и 66 подается в бесштоковую 64 полость цилиндра 61. Поршень 62, перемещаясь, посредством штока 63 передает усилие на элемент 12, который перемещается по направляющим 13-16 из рамы 1. Воздух из штоковой 65 полости по трубопроводам 67 и 70 отводится в атмосферу. При этом рычаги-подкосы 21-24, поворачиваясь на шарнирах 17-19 и 25-28 соответственно, поворачивают параллельные бортовые звенья 29-36 относительно шарниров 37-44. Одновременно дополнительные звенья 53-56 посредством шарниров 45-52 вместе с осями 57-60 колес 4-11 соответственно, перемещаясь по ходу движения элемента 12, занимают неизменное параллельное положение относительно продольной оси рамы 1. При этом полуоси осей 57-60 перемещаются навстречу друг другу, сужая колею, а колеса 4-11 перемещаются по участкам сужения с некоторым юзом, однако учитывая плавность перехода и длину в продольном направлении расстояния сужения колеи, например, с ширины 1520 мм до ширины 1435 мм, на эксплуатационные характеристики это существенного влияния не окажет. При переезде передней, например, тележки 3 с колесами 8-11 на колею 72 меньшей ширины, а задней, например, тележки 2 с колесами 4-7 - на продолжение колеи 72 меньшей ширины дополнительного элемента 73 двухходовой трехпозиционный распределитель 68 переводится в среднее нейтральное положение, фиксируя систему в положении движения по колее 72 меньшей ширины.
При переезде с колеи 72 меньшей ширины на колею 71 большей ширины передняя, например, тележка 2 с колесами 4-7 проходит место примыкания продолжения колеи 72, меньшей ширины дополнительного элемента 73, до места начала расширения 74 или 75, в зависимости от расстояния между колесными тележками 2 и 3, колеи дополнительного элемента 73 - к колее 71 большей ширины. Одновременно задняя, например, тележка 3 с колесами 8-11 располагается в месте начала расширения колеи 72 меньшей ширины в колею 71 большей ширины. Продолжая дальнейшее движение одновременно с синхронной работой системы по расширению колеи колес 4-11 двухходовой трехпозиционный, распределитель 68 переводится в положение, при котором давление воздуха от пневмосистемы вагона через трубопроводы 69 и 67 подается в штоковую 65 полость цилиндра 61. Поршень 62, перемещаясь, посредством штока 63 передает усилие на элемент 12, который перемещается по направляющим 13-16 внутрь рамы 1. Воздух из бесштоковой 64 полости по трубопроводам 66 и 70 отводится в атмосферу. При этом рычаги-подкосы 21-24, поворачиваясь на шарнирах 17-20 и 25-28 соответственно, поворачивают параллельные бортовые звенья 29-36 относительно шарниров 37-44. Одновременно дополнительные звенья 53-56 посредством шарниров 45-52 вместе с осями 57-60 колес 4-11 соответственно, перемещаясь по ходу движения элемента 12, занимают неизменное параллельное положение относительно продольной оси рамы 1. При этом полуоси осей 57-60 перемещаются в противоположные стороны, расширяя колею, а колеса 4-11 перемещаются по участкам расширения с некоторым юзом, однако учитывая плавность перехода и длину в продольном направлении расстояния расширения колеи, например, с ширины 1435 мм до ширины 1520 мм, на эксплуатационные характеристики это существенного влияния не окажет. При переезде передней, например, тележки 2 с колесами 4-7 на колею 71 большей ширины и задней, например, тележки 3 с колесами 8-11 на колею 71 большей ширины двухходовой трехпозиционный распределитель 68 переводится в среднее нейтральное положение, фиксируя систему в положении движения по колее 71 большей ширины.
Для определенной длины расстояния между тележками 2 и 3 выбирается соответствующая длина дополнительного элемента 73, включающего расширения 74 или 75, т.е. в зависимости от базы железнодорожного вагона выбирается длина путевого перехода с одной ширины колеи на другую.
Рычаги-подкосы 23 и 24 (см. фиг. 3) выполнены криволинейной формы для обеспечения беспрепятственного поворота последних относительно рамы 1 при работе устройства в одной плоскости.
Поворотные параллельные бортовые звенья 29-36 (см. фиг. 4) схематично выполнены с кривизной в сторону опорной поверхности для обеспечения беспрепятственного размещения в разных плоскостях и обеспечения работоспособности рамы 1 с элементом 12 с одной стороны и колесных тележек 2 и 3 с колесами 4-11 с другой стороны.
Предложенное устройство является универсальным, т.к. может переезжать с одной ширины колеи на другую как в одном направлении передним ходом, так и в обратном направлении - задним ходом.