Привід колісної пари локомотива
Власники патенту UA 2297935:
Винахід відноситься до рейкових транспортних засобів та стосується конструкції приводу колісної пари локомотива. Привід колісної пари містить тяговий електродвигун, встановлений на підресореній частині екіпажу, порожнистий вал, що охоплює вісь колісної пари і з'єднаний пружними муфтами з втулкою, яка може обертатися від тягового двигуна, і з колісною парою. Кожна з муфт має парне число цапф 10 та 13, половина з яких належить кожній напівмуфті. Між цапфами по колу встановлені в стислому стані гумові амортизатори 14, кожен з яких однією стороною впирається в цапфу однієї напівмуфти, а інший впирається в сторону цапфу іншої напівмуфти. Гумовий амортизатор може бути виконаний багатошаровим та армований металевою арматурою, привулканізованою до гуми. Гумовий амортизатор може бути виконаний порожнистим і пов'язаний із цапфами через шайби, жорстко закріплені до цапф болтами. Технічний результат - спрощення конструкції, підвищення надійності та зменшення габаритів приводу колісної пари. 2 з.п. ф-ли, 6 іл.
Винахід відноситься до транспортного машинобудування і стосується конструкції приводу колісної пари залізничного рухомого тягового складу.
Відомий привід колісної пари локомотива, що містить тяговий електродвигун, порожнистий вал, що охоплює вісь колісної пари і жорстко пов'язаний з шестернею тягового редуктора. За допомогою шарнірно-поводкових муфт, розташованих з двох сторін, порожнистий вал пов'язаний із колесами колісної пари локомотива. Шарнірно-поводкова муфта складається з траверси, повідців, пальців для з'єднання повідців з траверсою, приводом порожнистого валу та колісним центром, гумометалевих втулок (амортизаторів). Провідні повідці муфти однимкінцем приєднані до пальців порожнього валу, іншим - до пальців траверси. Ведені повідці муфти з'єднують траверсу з колісним центром (В.Г.Биков та ін Пасажирський тепловоз ТЕП70. - М: Транспорт, 1976, - с.201-209, рис.99, 100, 103).
Недоліком такої конструкції є висока кінематична недосконалість тягового приводу, що призводить до високих динамічних навантажень і, як наслідок, недостатньої надійності та низького ресурсу в експлуатації.
Найбільш близьким технічним рішенням, взятим за прототип, є привід колісної пари локомотива, що складається з тягового електродвигуна, жорстко встановленого на підресореній частині екіпажу (на рамі візка), порожнистого валу, що охоплює вісь колісної пари і пов'язаного пружними муфтами з одного боку з колесом, з іншого боку зі маточкою (втулкою), що приводиться у обертання від тягового електродвигуна через шестірню і зубчасте колесо, яке жорстко пов'язане із зазначеною маточкою (втулкою), яка, крім того, на підшипниках встановлена на опорі, жорстко закріпленої на корпусі тягового електродвигуна. Кожна з муфт складається з чотирьох повідків, у головках яких запресовані гумометалеві амортизатори шарнірного типу. Повідування муфти приводу порожнистого валу за допомогою валиків пов'язані з цапфами маточини (втулки) і порожнистого валу, а для муфти приводу колеса повідця з гумометалевими амортизаторами встановлені на пальці, які запресовані в бобишки колісного центру і фланця, жорстко пов'язаного з порожнистим. І.В.Бірюкова.Механічна частина тягового рухомого складу.- М: Транспорт, 1992, - с.346, рис.13.45).
Недоліком такої конструкції приводу є те, що вона досить складна і вимагає високої точності при виготовленні елементів приводу (валиків, пальців та ін.), а такожпри розточуванні отворів у повідцях під запресування гумометалевих шарнірів, в гумометалевих шарнірах під валики, під валики в цапфах маточини та порожнистого валу. Елементи приводу за умовами монтажу збираються із зазором, величина якого має бути мінімальною, оскільки вона безпосередньо впливає на надійність роботи приводу.
Крім того, повідці, що мають значну масу, при високих оборотах колісної пари створюють додаткові паразитні навантаження на елементи приводу, пов'язані з відцентровими силами, що знижує надійність та зменшує термін служби конструкції.
Разом з тим, габарити муфт такі, що для їх розміщення необхідно муфту приводу одного з коліс колісної пари виносити за колісний центр, а для розміщення муфти приводу порожнистого валу інший колісний центр виготовляти вигнутим, що істотно позначається на міцності та надійності як самого приводу, так і колісної пари.
Технічним результатом пропонованого винаходу є спрощення конструкції, підвищення надійності та зменшення габаритів приводу колісної пари.
Технічний результат досягається тим, що в приводі колісної пари локомотива, що містить тяговий електродвигун, встановлений на підресореній частині екіпажу, порожнистий вал, що охоплює вісь колісної пари і з'єднаний пружними муфтами з втулкою, яка має можливість обертатися від тягового двигуна, та з колісною парою, з муфт має парне число, але не менше шести, цапф, половина з яких належить одній напівмуфті, а друга половина належить іншій напівмуфті, при цьому між цапфами по колу встановлені в стислому стані гумові амортизатори, кожен з яких однією стороною упирається в цапфу однієї напівмуфти. а іншою стороною впирається в цапфу іншої напівмуфти.
Гумовийамортизатор може бути виконаний багатошаровим та армований металевою арматурою, привулканізованої до гуми.
Крім того, гумовий амортизатор може бути виконаний порожнистим і пов'язаний із цапфами через шайби, жорстко закріплені до цапф болтами.
На фіг.1 представлений привід колісної пари локомотива, загальний вигляд; на фіг.2 - розріз А-А на фіг.1; на фіг.3 - пропонований привід колісної пари тепловоза ТЕП70; на фіг.4 - розріз В-В на фіг.3; на фіг.5 - гумовий амортизатор; на фіг.6 - гумовий амортизатор у стислому для монтажу та демонтажу стані.
Привід колісної пари локомотива складається з тягового електродвигуна 1, встановленого на підресореній частині екіпажу (рамі візка) 2, на валу якого посаджена провідна шестерня 3, що приводить у обертання зубчасте колесо 4, яке жорстко пов'язане з втулкою 5 і встановленою на підшипниках 6 корпусі тягового редуктора 8. З торця втулка 5 жорстко пов'язана з фланцем 9 з цапфами 10. Порожнистий вал 11, що охоплює вісь колісної пари 12, має однакову з фланцем 9 кількість цапф 13, які подібні до цапф 10. чергуються один за одним. Між цапфами 10 і 13 розташовані гумові амортизатори 14. Таким чином, муфта має дві напівмуфти з цапфами 10 і 13 відповідно. Число цапф муфти – парне, але не менше шести. Аналогічну конструкцію має друга муфта, що з іншого кінця порожнистий вал 11 з колесом 15 колісної пари 12.
Для зручності ремонту приводу колісної пари в експлуатації виконується порожнистий амортизатор гумовий 16, який стягується монтажним болтом 17 через шайби 18. У такому стислому стані амортизатор монтується або демонтується в муфту. Після монтажу монтажний болт 17 вивертається і на його місце встановлюються болти 19, шайби, що кріплять 18 доцапфам 10 та 13.
Для забезпечення необхідних жорстких характеристик гумовий амортизатор виконується кілька шарів, між якими армований металевої арматурою 20, привулканізованої до гуми.
Привід колісної пари локомотива працює в такий спосіб. При обертанні валу тягового електродвигуна 1 крутний момент через шестерню 3, зубчасте колесо 4 і втулку 5 передається фланцю 9, який через цапфи 10, 13 і гумові амортизатори 14 приводить в обертання порожнистий вал 11. вала 11, передається на колесо 15, змушуючи обертатися всю колісну пару 12.
Вертикальні переміщення колісної пари 12 щодо тягового двигуна 1 відбуваються за рахунок кутової податливості однієї напівмуфти щодо іншої напівмуфти, а також як однієї, так і другої пружної муфти, що забезпечується за рахунок пружної деформації гумових амортизаторів 14. За рахунок пружної деформації гумових 1 та осьові (вздовж осі колісної пари) переміщення колісної пари 12 щодо тягового двигуна 1.
При передачі моменту, що крутить, цапфа 10 по колу тисне на гумовий амортизатор 14, змушуючи його стиснутися і створюючи в ньому напруга стиснення. У цей час такий же гумовий амортизатор 14 з іншого боку цапфи 10 може втратити взаємодію з цапфою. Для виключення цього явища необхідно гумові амортизатори встановлювати в муфту в стислому стані, причому ступінь стиснення амортизаторів треба вибирати такий, щоб при всіх режимах роботи приводу і всіх можливих переміщення гумових амортизаторах залишалися напруги стиснення.
Представлений на фіг.3 привод колісної пари тепловоза ТЕП70 наочно ілюструє переваги запропонованого приводу.Таким чином, реалізація пропонованої конструкції знижує габарити приводу, що дозволяє розмістити обидві муфти між колесами колісної пари локомотива і при цьому диски коліс можна виготовити досить прямими, а значить підвищити надійність конструкції в експлуатації. Передача моменту, що крутить, в запропонованій конструкції відбувається без застосування повідців, валиків, пальців, інших елементів приводу, що значно спрощує конструкцію і збільшує термін служби приводу колісної пари локомотива.
1. Привід колісної пари локомотива, що містить тяговий електродвигун, встановлений на підресореній частині екіпажу, порожнистий вал, що охоплює вісь колісної пари, з'єднаний пружними муфтами з втулкою, яка має можливість обертатися від тягового двигуна, і з колісною парою, що відрізняється тим, що кожна пружних муфт має парне число, але не менше шести, цапф, половина з яких належить одній напівмуфті, а друга половина належить іншій напівмуфті, при цьому між цапфами по колу встановлені в стислому стані гумові амортизатори, кожен з яких однією стороною впирається в цапфу а іншою стороною впирається в цапфу іншої напівмуфти.
2. Привід колісної пари за п.1, який відрізняється тим, що гумовий амортизатор виконаний багатошаровим і армований металевою арматурою, привулканізованої до гуми.
3. Привід колісної пари по п.1 або 2, який відрізняється тим, що гумовий амортизатор виконаний порожнистим і пов'язаний з цапфами через шайби, жорстко закріплені до болтами цапф.