В журнале №7 «Ремонт, восстановление, модернизация» (Ежемесячный производственный, научно-технический и учебно-методический журнал, входящий в перечень ВАК, русскоязычная версия которого включена в базу Russian Science Citation Index RSCI на платформе Web of Science), опубликована статья  Сливинского Е.В. и Радина С.Ю. на тему «К вопросу повышения долговечности гребней колес трехосных тележек тепловозов». 

По результатам проведенного анализа большого числа литературных и патентных как отечественных, так и зарубежных источников разработана перспективная конструкция трёхосной тележки тепловоза, которая признана изобретением (RU2681734).

Целью предложенного технического решения является разработка такой трехосной тележки, которая бы позволила исключить подрез гребней колес при прохождении ими кривой рельсового пути.

Поставленная цель достигается тем, что в средней части каждой из тележек в поперечной их плоскости и на их боковых частях шарнирно закреплены штоки двухстороннего действия гидроцилиндров, а их корпуса снабжены проушинами, шарнирно связанными с одними из плеч двуплечих рычагов , шарнирно установленных на упомянутых рамах тележек, другие плечи которых снабжены подвижно  с пальцами цилиндрической формы при помощи вилок и жестко закрепленных на тяговых электродвигателях, причем упомянутые гидроцилиндры с помощью трубопроводов через золотник их управления соединены с гидростанцией, размещенной в кузове тепловоза (рис).

Такая бесчелюстная тележка состоит из рамы, выполненной из продольных 1 и поперечных 2 балок. На раме бесчелюстной тележки установлено два крайних колесно-моторных  блоков 3 и один средний 4. На одной из поперечной 2 балке, в средней части тележки, установлены шарниры 5, к которым присоединены штоки 6 гидроцилиндра 7,  снабженного проушинами 8,  связанными при помощи пальцев 9 с двуплечими рычагами 10, установленными при помощи шарниров 11 на поперечинах 2. Двуплечие рычаги 10 снабжены вилками 12, контактирующими с пальцами 13 жестко закрепленными на крайних колесно-моторных блоках 3. Крайние колесно-моторные блоки 3 с помощью шарнирных опор 14 связаны с поперечинами 2, а средний колесно-моторный блок 4 присоединен к поперечине 2 с помощью опоры 15, конструкция которой выполнена подобно той, что имеется в серийных КМБ. В гидроцилиндре 7 расположен поршень 16, жёстко связанный со штоками 6. Колеса 17 колесных пар тележки расположены на рельсовом пути 18.

 Технико-экономическое преимущество предложенного технического решения в сравнении с известным очевидно, так как оно позволяет снизить износ гребней колес при прохождении локомотивов кривых участков пути и надежно удерживает колесно-моторные блоки, исключая тем самым их виляние как при движении локомотива по прямому участку пути и износ гребней колёс при движении их в кривых.

Для расчёта напряжённого состояния двуплечих рычагов 14, выполненных из Ст45, например, для тележки тепловоза 2ТЭ25А с использованием известной методики  примем следующие геометрические его характеристики и численные значения приложенных к нему нагрузок (см. рис.3): рабочая длина рычага со стороны контакта его с корпус с корпусом гидроцилиндра управления им а = 1000 мм, рабочая длина рычага со стороны контакта его с ТЭД,  в = 2350 мм, диаметр плеч двуплечего рычага d₁ = 80 мм,  диаметр пальца закреплённого на корпусе гидроцилиндра d₂= 70 мм,  диаметр пальца закреплённого на ТЭД d₃ = 70 мм, диаметр пальца жёстко закреплённого на раме тележки тепловоза  d₄ =70 мм, усилие создаваемое гидроцилиндром управления двуплечим рычагом Р_Ц = 7∙10⁴Н, усилие возникающее в точке контакта гребня колеса КМБ с головкой рельса при прохождении тепловозом кривого участка пути Р_Б = 6∙10⁴Н. Под действием указанных нагрузок каждое из плеч двуплечего рычага будет подвержено изгибу возникающим моментом М_изг= 2,350∙Р_Б∙1,000 = 2,350∙7∙10⁴∙1,0 = 141000 = 14,1∙10⁴Н∙м, а момент сопротивления его плеч определится по зависимости W = 0,2∙d³ =0,2∙8³ = 512∙0,2 = 102,4 см³ , и тогда  численное значение таких напряжений будет равно  σ_изг =М_изг/ W = 14,1∙10⁴ /102,4 = 137 МПа<[σ_изг] = 145 МПа. Следовательно, прочность рычагов будет обеспечена так как 137 МПа< 145 МПа.

Результаты исследования переданы руководству Елецкого участка Белгородского центра ОАО «РЖД» а так же рекомендуются отечественным и зарубежным научным и производственным структурам проектирующим, изготавливающим и модернизирующим грузовые и пассажирские тепловозы для возможного внедрения разработки в практику.