КОЛЕСО РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
RAILROAD VEHICLE WHEEL

Изобретение относится к рельсовому транспорту, в том числе может применяться для железнодорожного подвижного состава, мостовых подъемных кранов и монорельсовых дорог.
Известны колеса колесных пар рельсовых транспортных средств, содержащие упругие элементы, гасящие вибрации, вызываемые перемещением по рельсовой колее, например "Упругое колесо рельсового транспортного средства" по авторскому свидетельству СССР №1775319, МКИ 7 В60В 9/12; "Колесо рельсового транспортного средства" по авторскому свидетельству СССР №1685755, МКИ 7 В60В 9/12. За прототип на основании наибольшего совпадения принято "Колесо рельсового транспортного средства" по авторскому свидетельству РФ №2207250, МКИ 7 В60В 9/12, конструкция которого имеет бандаж, ступицу, упорный диск, упругий элемент и подшипники.
Недостатком этих решений является отсутствие тягового привода в подрессоренном бандаже колеса колесной пары, необходимого для приведения в движение рельсового экипажа.
Цель предлагаемого изобретения состоит в повышении безопасности движения и комфортности внутри экипажа в процессе реализации сил тяги.
Указанная цель достигается за счет оснащения индивидуальным тяговым приводом подрессоренного бандажа колеса колесной пары.
На чертеже (вид сверху) представлена кинематическая схема предлагаемого изобретения. Колесо с подрессоренным бандажом (в дальнейшем по тексту бандаж) колесной пары рельсового транспортного средства имеет несколько сочлененных между собой деталей. На ось колесной пары 1 жестко установлен упорный диск 2. Жесткая установка обеспечена посадкой с "натягом" и кольцевым уступом 3 на оси, играющим роль упора. Бандаж 4 выполнен тонкостенным из упругого материала, преимущественно стали. Бандаж 4 закреплен на ступице 5 посредством прослойки 6 из упругого эластичного материала, например резины. Постоянство положения бандажа 4 относительно ступицы 5 поддерживается профилированными посадочными поверхностями между ними. Ступица 5 закреплена на подшипнике 7, установленном на оси 1 колесной пары, концы которой опираются на буксовые подшипники 8. Букса 9 посредством поводка 10 шарнирно соединена с рамой тележки 11. На ступице 5 жестко установлено зубчатое колесо 12 тягового редуктора 13. Корпус тягового редуктора 13 удерживается в рабочем положении шарнирными опорами: одна из них 19 - на ступице зубчатого колеса 12, вторая опора 20 - на оси колесной пары 1, а третьей точкой подвески корпуса тягового редуктора 13 является шарнирная опора 14, закрепленная на тележке 11. Зубчатая шестерня 16 установлена на валу 15, который вращается в подшипнике 22. Вал 15 посредством поперечного компенсирующего устройства 17 связан с валом 21 тягового двигателя 18, который закреплен на тележке 11.
Бандаж 4, оснащенный тяговым приводом, работает следующим образом. Тонкостенный бандаж 4 за счет деформации прослойки 6 упруго преодолевает стыки и неровности рельсовой колеи. Постоянство положения бандажа 4 относительно ступицы 5 поддерживается профилированными посадочными поверхностями между ними. Снижение ударных воздействий благотворно сказывается на долговечности пути и экипажа, кроме того, уменьшается уровень шума при движении. Сферические поверхности сопряжения бандажа и ступицы обеспечивают их взаимную самоустановку в статике и динамике. Жесткая установка упорного диска 2 на оси 1 колесной пары совместно с упорным диском второго колеса, выполненным симметрично относительно продольной оси колесной пары, ограничивают смещения колеса и колесной пары относительно рельсов рельсовой колеи, с которыми они контактируют боковыми поверхностями. Бандаж 4 со ступицей 5 совершают независимое вращение относительно упорного диска 2 благодаря подшипнику 7, что уменьшает сопротивление качению, особенно на кривых участках пути. Цилиндрическая поверхность катания бандажа 4 создает меньшие осевые усилия, чем типовые конические.
В режиме тяги момент сил от тягового двигателя 18 передается через вал 21, компенсатор 17, вал 15, шестерню 16, зубчатое колесо 12, ступицу 5, прослойку 6 и бандаж 4, который опирается в точке контакта на поверхность катания рельса, где формируется тяговое усилие в продольном направлении движения. Это тяговое усилие через посредство оси колесной пары 1, подшипник 8, буксу 9, поводок 10 приводит в движение тележку 11.
При прохождении колесом неровностей поверхности катания рельса возникают относительные перемещения между валом шестерни 15 и валом 21 тягового двигателя 18. Эти относительные перемещения компенсирует компенсирующее устройство 17.
Требуемый технический результат достигается тем, что в конструкцию каждого подрессоренного бандажа колесной пары вводится индивидуальный тяговый привод. В результате, в режиме тяги бандажи колес имеют независимое вращение, что устраняет дополнительное проскальзывание между контактирующими поверхностями катания рельсовых нитей с бандажами и упорными дисками колес в колесной паре при прохождении кривых участков пути. Устранение дополнительного проскальзывания в точке контакта подрессоренного бандажа и рельсовой нити увеличивает использование сцепного веса экипажа в режиме тяги и рекуперативного торможения, что приводит к снижению вероятности возникновения боксования или юза. Кроме этого наличие индивидуальных тяговых приводов дает возможность регулировать силу тяги каждого бандажа в зависимости как от его износа, так и поверхности катания рельса. За счет возможности формирования между двумя подрессоренными бандажами колесной пары разности величин моментов сил появляется возможность регулировать направление движения колесной пары и тележки при прохождении кривых участков пути и стрелочных переводов, что уменьшает дополнительное проскальзывание в режиме тяги и рекуперативного торможения при движении в кривых участках пути.
Повышение комфортности, безопасности движения внутри экипажа и увеличение ресурса подрессоренных бандажей колес колесной пары достигается за счет раздельного регулирования тяговых моментов, формируемых индивидуальными приводами подрессоренных бандажей в колесной паре, а также уменьшением динамических нагрузок и боксования подрессоренных бандажей в режиме тяги, вызывающих акустические возмущения не только ударного характера вверх-вниз и вправо-влево, но и "скрежета",