Локомотив с электропередачей
О П И С А Н И Е (!!) 474444
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Со!оз Советских
Социалистических
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 17.04.73 (21) 1905956/27-11 с присоединением заявки № (32) Приоритет (51) М. Кл. В 60l 11/16
Государственный комитет
Совета Министров СССР (53) УДК 621.335.2-835 (088.8) ло !волам изобретений Опубликовано 25.06.75. Бюллетень № 23 и открытий
Дата опубликования описания 31.10.75 (72) Автор изобретения
Я. М. Киселев
Институт горного дела Сибирского отделения АН СССР (71) Заявитель (54) ЛОКОМОТИВ С ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧЕЙ
Изобретенис относится к подвижнох!у составу рельсового транспорта.
Известны локомотивы с электропередачей, содержащие аккумулятор энергии в виде вращающегося маховика, связанного с преобразователем энергии — обратимой электрической машиной.
Однако такие локомотивы вследствие влияния сил гироскопического эффекта, а также явления прецессии маховика, на неровностях и кривых пути проявляют склонность к уменьшению сцепления колес с путем и к неустойчивости (сход с рельсов).
Цель изобретения — — устранение прецессии маховика и влияния па устойчивость IQKOìîтива сил гироскопического эффекта.
Это достигается размещением маховика и обратимой электрической машины в оболочке, помещенной в гироскопический механизм с двумя степенями свободы, состоящий из сферической опорной чаши, заполненной средой с низким коэффициентом трения, например жидкостью, в которую своей нижней сферической частью погружена оболочка. Над центром вращающихся масс на раме локомотива установлен упор качения, контактирующий с верхней частью оболочки, и последняя выполнена сферической. Оболочка снабжена двумя располо кeнными по диаметр сферической поверх;!ости цапфами, которые размещены в вертикальных прорезях, выполненных в выступах опорной чаши, Центр вращающихся масс маховика и преобразователя энергии совмещен с геометрическим центром
5 сферической поверхности оболочки, а центр масс оболочки, маховика н преобразователя в целом расположен на осп вращения маховика ниже геометрического центра сферической поверхности оболочки.
l0 Изобретение поясняется чертежом.
Внутри рамы 1, опирающейся на буксы 2 и колесные пары 3, закреплена опорная чаша 4, со сферической внутренней поверхностью. B опорную чашу опущена оболочка 5, !
5 имеющая снарухкп сферические участки поверхности 6, 7 с центром в точке О. По диаметру сферы на внешней поверхности оболочка снабжена двумя цапфами 8. Оболочка имеет крышку 9 и колпак 10. Внутри оболоч20 кп размещены маховик 11, вал 12 которого опирается»а подпятник 13, Верхний конец вала подвижно закреплен в подшипнике 14.
Внутри колпака размещена обратимая электрическая машина 15, саед!щенная с валом
25 маховика через соединительную муфту 16.
Все части оболочки и размещенные в ней элементы маховика и обратимой электрической машины выполнены спмметри !по относи30 тел!и!о оси вращен»» маховика.
474444
5 (О
20
45
3
Обратимая электрическая машина электрически соединена со схемой локомотива гибким электрическим изолированным проводом 17.
1(ромки опорной чаши справа и слева имеют вертикальные выступы 18 с вертикальными прорезями 19.
Сферическая поверхность 6 колпака 10 контактирует с упорным шариком 20, размещенным в гнезде 21 упорной балки 22.
Между внутренней поверхностью опорной чаши 4 и нижней сферической поверхностью оболочки 5 размещена среда, например >кпдкость, ооеспечивающая низкий коэффициент трения, Цапфы 8 оболочки 5 входят в вертикальные прорези 19 выступов 18 опорной чаши 4 и этим исключают одну из трех степеней свободы оболочки, т. е. противодействуют реактивным силам маховика 11 вращать оболочку 5.
Центр вращающихся масс маховика обратимой и электрической машины во избежание возникновения прецессии совпадает с геометрическим центром опорной поверхности оболочки, а цапфы располагаются по диаметру этой поверхности.
С целью обеспечения самоустановки вала маховика 12 B вертикальное положение центр масс оболочки 5 со всеми ее внутренними элементами расположен на оси вращения маховика ниже геометрического центра О ее сферической поверхности, например, в точке С, Такое размещение способствует гашению прецессии, если она возникает при возмущениях.
При нераскрученном маховике 11 вследствие расположения центра масс оболочки 5 ниже геометрического центра сферической поверхности и низкого коэффициента трения между соприкасающимися:поверхностями оболочки 5 и опорной чаши 4 под действием силы тяжести центра масс оболочка 5 независимо от положения локомотива занимает начальное поло?Кение Осьlо м>(ховик>1 вертикально вверх.
После раскручивания маховик 11 оудет стремиться в пространстве сохранять первоначальное направление оси вращения. При движении локомотива под уклон пли на польем, при наклонах вправо и влево оболочка 5 под действием сил гироскопического момента и силы тяжести, приложенной в центре масс, будет проскальзывать в опорной чаше 4, сохраняя первоначальное вертикальное поло>кение оси маховика и не оказывая усилий на раму 1 электровоза.
При раскручивании маховика 1 (307((((((Iет реактивный момент, приложенный к ооолочке 5 и стремящийся ее вращать 0 сторону, противоположную вращеншо маховика !1, при потреблении энергии маховика наоборот — реакция и силы трения в подшипниках стремятся увлекать оболочку 5 в ту же стороЗО
4 ну. Благодаря цапфам 8 оболочка 5 вращаться относительно вертикальной оси не может, 1(0 может вращаться в опорной чаше
4 с двумя степенями свободы в продольной и поперечной вертпка7b(I((x 17.700«00TF(x.
Вследствие осевой с((х(метрии вращающихся частей и совмещения внутри оболочки 5 центра вращающихся масс с геометрическим центром ее сферической поверxHocTII 7, а так>ке вследствие диаметрального расположения цапф 8 при внешних возмущениях сил и реакций, образующих прецессию маховика, »е возникает, Д7я предотвращения возмо>кного подскакивания оболочки 5 в опорной чаше 4 при резких толчках локомотива сверху со сферической поверхностью 6 оболочки 5 соприкасается упор качения, состоящий из шарика
20, размещеш(ого в гнезде 21 упорной балки
22. При поворотах оболочки 5 шарик 20 перекатывается по сферической поверхности 6.
Предмет изобретения
1. Локомотив с электропередачей, содержащий аккумулятор энергии в виде вращающегося маховика, связа((ный с преобразователем энергии, представляющим собой обратпх(у(о электрическую машину, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью устранен((я 33лияния сил гироскопического эффекта маховика на устойчивость локомотива, маховик с преобразователем энергии смонтирозаны в оболочке и помещены н гироскопический механизм с двумя степенями свободы.
2. Локомотив по п. 1, отл и ч а ющи йс я тем, что гироскопический механизм состоит из сферической опорной чаши, заполненной средой с низким коэффициентом трения, например жидкостью, в когорую своей ни>кней частью, выполненной сферической, погру>кена ооолочка.
3. Локомотив IIO (1(1. 1 H 2, 0 Т,7 и и а 10 III I(йс я тем, что, с целью ограничения вертикальных перемещений оболочки, над це((тром вращающихся масс па раме локомотива уста((овлен упор качения, контактирующий с верхней частью о(шло ll(11, н послеч((яя выполI(el(0 сферической.
4., 1окомотив по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ и и ся тем, что, с целью гашения реактивIlI>Ix спл, приложенных к оболочке, последняя снабжена двумя расположенными по диаметру сферической поверхности цапфами, которые размещены в вертика 7(HI (x прорезях, выпо II(e(lilhlx в выступах опорной чаши.
5. Локомотив 110 пп. 1 и 2, отл и ч а ю щи йс я г(м, что, с целью ооеспечения самоуста попки осп вра(цеппя маховика в вертикальное
llo,1Ожe11lle, ((el(l р .,(ясс ооолочкн, маховика Ii
1(реобразователя э:(ерпп(расположен ниже геок(грпчсско(0 пе(ггр(1 сферической поверхности обо (очки.
474444 е
Составитель Я. Киселев
Редактор А. Бер Техред T. Миронова Корректор О. Тюрина
Заказ 2925/12 Изд. K 900 Тираж 782 Подписное
ЦНИИПИ Государственного ко штета Совета Министров СССР по делагн пзобретеннй и открытий
Москва, К-35, Раушская наб., д. 4 5
Типография, пр. Сапунога, 2
6. Локомотив по пп. 1 — 5, отл и ч а ю щ и йся тем, что, с целью исключения прецессии маховика, центр вращающихся масс маховика и преобразователя энергии совмещен с геометрическим центром сферической поверхности ооолочки,
