Устройство для увеличения сцепления колес локомотива с рельсами

(19) (11) 1 С 15/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(71) Всесоюзный заочный институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В.В.Мусатов и Е,В.Любешкина (53) 625,322(088.8)(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ СЦЕПЛЕНИЯ КОЛЕС ЛОКОМОТИВА С РЕЛЬСАМИ(57) Изобретение относится к технике рельсового транспорта, преимущественно железнодорожного, Цель изобретения -повышение эффективности путем введения ферромагнитного порошка между площадками касания колеса с рельсом и пропускания через площадь их касания магнитного потока. За счет реологического свойства ферромагнитного порошка, помещенного в магнитное поле, его абразивных свойств. а также за счет увеличения взаимного давления колес 1 на рельсы 6 в результате действия магнитных сил взаимного притяжения значительно возрастает сила сцепления между колесом и рельсом. Устройство предусматривает установку электромагнитов 3 вне конструкции колеса и вне эоны его эксплуатационного обслуживания. 1 з,п. ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств, в частности к техническим средствам повышения сцепления колес с рельсами.Известны устройства для повышения сцепления колес с рельсами путем пропускания магнитного потока через площадь контактной поверхности колес с рельсами.Однако указанные устройства обладают целым рядом недостатков. Усложняется конструкция колеса локомотива за счет расположения в нем катушек электромагнитов и токосъемщиков, что делает устройство труднореализуемым; создание полостей в колесе влечет за собой увеличение габаритов, уменьшение прочности, а следовательно, надежности колеса. В области колеса добавляется достаточно сложная и тяжелая подвесная конструкция с электромагнитом; значительно усложняется эксплуатация, монтаж и демонтаж колесных пар; уменьшается надежность ходовой части подвижного состава.Целью изобретения является повышение эффективности.Указанная цель достигается тем, что между контактными поверхностями колеса и рельса вводится ферромагнитный порошок, а через площадь их касания пропускается магнитный поток, увеличивая силу сцепления колеса и рельса, а следовательно, реализуемую силу тяги,На фиг.1 изображено расположение магнитов на тележке подвижного состава; на фиг,2- разрез А-А на фиг.1; на фиг,3 - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - устройство для нанесения на рельс ферромагнитной массы; на фиг.5 - характеристики устройства,На фиг.1 обозначены: ведущее колесо 1 рельсового транспортного средства, опорный лонжерон 2 (ферромагнитный), сердечник 3 электромагнита (сталь), башмаки 4 электромагнитов (сталь), обмотки 5 электромагнитов, рельс 6(ферромагнитный), ферромагнитный порошок 7 (в виде дисперсной массы), вводимый между колесом и рельсом, устройство 8 для нанесения ферромагнитной дисперсной массы; ось 9 колесной пары; Ф- магнитный поток. Р и Р 2 - силы притяжения колес к рельсу и башмаков электромагнита к рельсу соответственно, Есц - сила сцепления колеса и рельса. и - зазор между башмаком электромагнита и рельсом.Между смежными ведущими колесами 1 тележки локомотива к опорному лонжерону 2 крепятся два электромагнита, состоящие из сердечников 3, башмаков 4 и обмоток 5. Между башмаками 4 электромагнитов и рельсом 6 имеется воздушный зазор и, Величина зазора и выбирается минимальнойисходя из условий безопасности движения(т.е, исходя из технических требований кнеровностям рельса, которые не должны5 превышать при скоростях поездов 101 - 120км/ч 1,5 мм, а при скоростях до 70 км/ч 3мм). Следовательно, величина и должнабыть больше 3 мм (Ь 3 мм).Между колесом 1 и рельсом 6 с по 10 мощью устройства 8 вводится слой 7 ферромагнитного порошка в виде дисперсноймассы. Применение дисперсной массыобеспечивает экономический расход ферромагнитного порошка.15 Устройство 8 (фиг.4) для нанесения фер-ромагнитной дисперсной массы представляет собой пневматический распылитель,содержащий герметический сосуд 10, заполненный ферромагнитной дисперсной20 массой достаточно жидкой консистенции, Внижний патрубок 13 емкости 10 через трубопровод 11 и электропневмоклапан 12 подается сжатый воздух под давлением Ро,который перемешивает дисперсную массу и25 создает давление воздуха Р на поверхность ферромагнитной дисперсной массывнутри сосуда 10. Дисперсная масса выдавливается через патрубок 13 и электропневмоклапан 14 в тройник 15. Клапан 1430 открывается на время нанесения дисперсной массы на поверхность 16 обода колеса.При открывании электропневмоклапана 17в воздушную магистраль 18 поступает воздух под давлением Р и через распылитель35 19 ферромагнитная дисперсная масса наносится на поверхность 16 обода колеса.Перед моментом трогания поезда с места открывается электропневмоклапан 12(фиг.4). Сжатый воздух поступает в сосуд 10,40 перемешивания дисперсную массу и создавая давление воздуха Ро на ее поверхность,В момент включения заднего хода локомотива, при осадке поезда перед его троганием с места, включаются электропнев 45 матические клапаны 14 и 17, и через распылитель в течение времени одного оборотаколеса 1 на поверхность его обода наносится слой 7 ферромагнитной дисперсной массы,50 Перед началом движения поезда вперед на обмотки 5 электромагнитов подаетсянапряжение электрического тока. В результате появляется магнитодвижущая сила, которая создает магнитный поток ф,55 проходящий через сердечник 3, башмаки 4,воздушный зазор и, рельс 6, ферромагнитный слой, колесо 1 и опорный лонжерон 2,Магнитный поток Ф, проходя через площадь касания колес с рельсом и ферромаг1710407 ЬЕсц = Ф),б-б нитный слой 7, находящийся между ними, создает дополнительную силу давления колес на рельс, равную Р 1. Кроме того, рельс 6 притягивается к башмакам 4 электромагнита с силой 2 Рг, что в точках касания каждого колеса с рельсом создает дополнительную силу Р 2. При прохождении магнитного потока через слой 7 ферромагнитной дисперсной массы за счет реологического свойства ферромагнитного слоя увеличивается коэффициент сухого трения между колесом и рельсом.За счет указанных причин увеличивается величина силы сцепления Есц между колесом и рельсом. Причем приращение. ЬЕсц является функцией электрического тока, протекающего в обмотке 5: где- ток в обмотке 5 электромагнита,График (фиг.5) зависимости силы сцепления колеса с рельсом Есц от величины ампервитков катушек электромагнита ( ЧЧ, ЧЧ- число витков катушки) получен прямым измерением на макете физической модели без ферромагнитного порошка и с ферромагнитным порошком (дисперсной массой). Из графика видно, что при ампервиткахЧЧ = 2400 величина Есц без применения ферромагнитного порошка увеличивается примерно в 2 раза по сравнению с ее первоначальным значением (приЧЧ=О). При этом же количестве ампервитков с применением ферромагнитной дисперсной массы (порошка) величина Есц увеличивается примерно в 4,6 раза по сравнению с ее первоначальным значением (приЧЧ =0 и без слоя ферромагнитной дисперсной мас сы).Применение изобретения дает следующие преимущества: не требуется изменять конструкцию колеса, что при внедрении не потребует применения ходовой части по движного хода подвижного тягового состава, не увеличиваются габариты колеса, не уменьшается его прочность и не снижается надежность, дополнительное увеличение силы сцепления колеса с рельсом за счет 15 увеличения давления колеса на рельс, создаваемое силой притяжения башмаков к рельсу, а также реологического свойства ферромагнитного порошка, помещенного между колесом и рельсом.20 Формула изобретен ия1. Устройство для увеличения сцепления колес локомотива с рельсами, содержащее установленные на раме тележки над рельсами в пространстве между смежными 25 колесными парами электромагниты, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности, сердечник каждого электромагнита закреплен на раме тележки с возможностью замыкания магнитного потока 30 через раму и пятно контакта колес с рельсами.2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что оно снабжено приспособлением подачи в зону контакта колеса и рельса 35 ферромагнитного дисперсного порошка,Ко оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 303 ВНИИПИ Госуда Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5