Практическая работа №13 Тема: «Практическое изучение конструкции тяговой передачи при опорноосевом подвешивании тяговых двигателей». Цель работы: исследовать конструкцию опорно-осевой подвески тягового двигателя и передачу вращающего момента от ТЭД на колёсную пару. Оборудование: 1. Опорно-осевая подвеска тягового электродвигателя. 2. Основные теоретические сведения. Содержание отчета: 1. Описать конструкцию опорно-осевой подвески, роль каждого элемента. 2. Способы передачи вращающего момента от ТЭД на колёсную пару. 3. Привести кинематическую схему тяговой передачи. 4. Вывод. Порядок выполнения работы Эксплуатируемые грузовые электровозы оборудованы индивидуальными приводами с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей. У тягового электродвигателя 1 (рис. 1) имеются три опорные точки. В одной точке через упругую подвеску 2 тяговый электродвигатель крепится к раме тележки, а в двух других точках опирается на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники 7. Шестерня 5 напрессована на вал тягового электродвигателя и находится в зацеплении с зубчатым колесом 6, напрессованным на ступицу или на ось колесной пары 3 одноступенчатого редуктора 4. Шестерня и зубчатое колесо помещены в кожух, который бывает стальным или стеклопластиковым. На грузовых электровозах отечественного производства применяется двухстороннее зубчатое зацепление. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм Лист № докум. . Чернов В.С. Разраб. Проверил Семочкин Е.Н. Принял Семочкин Е.Н. Подп Дата «Практическое изучение конструкции тяговой передачи при опорно-осевом подвешивании тяговых двигателей». Лит. Лист Листов 01 33 Техникум ФГБОУ ВО РГУПС Рис. 1. Колесно-моторный блок с опорноосевым подвешиванием тягового электродвигателя: 1 — тяговый электродвигатель; 2 — подвеска тягового электродвигателя; 3 — колесная пара; 4 — тяговый редуктор; 5 — шестерня; 6 — зубчатое колесо; колесо; 7— моторно-осевые подшипники. Моторно-осевой подшипник состоит из двух вкладышей и буксы (шапки). Вкладыши (рис. 2) отливают из латуни и внутреннюю поверхность заливают баббитом марки Б16. Вкладыш 1 помещают в приливе остова, а вкладыш 2 — в горловине шапки моторноосевого подшипника. Вкладыш 2 имеет окно для подачи смазки на шейку оси. Для смазки моторно-осевых подшипников тягового электродвигателя применено устройство, обеспечивающее постоянный уровень жидкой смазки (рис. 2). Смазку дополняют под давлением специальным заправочным устройством, наконечник которого через патрубок 4 плотно вставляют в отверстие 7, соединяющее рабочую камеру 6 с запасной камерой 5. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 2 Сначала масло заполняет запасную камеру 5, а затем через патрубок 3 начинает перетекать в рабочую камеру 6 и заполняет ее до тех пор, пока масло не закроет нижнее отверстие Рис. 2. Вкладыши моторно-осевого подшипника. патрубка 3. После этого наконечник заправочного устройства вынимают из патрубка 4. При закрытом нижнем отверстии патрубка 3 более высокий уровень масла в запасной камере 5 (по сравнению с ее уровнем в камере 6) поддерживается атмосферным давлением, так как при перетекании масла из запасной камеры 5 в рабочую камеру 6 через отверстие 7 в верхней части камеры 5 происходит разряжение находящегося там воздуха. Как только уровень масла в рабочей камере 6 станет ниже конца патрубка 3, в запасную камеру 5 через этот патрубок начнет поступать воздух. При этом давление воздуха в верхней запасной камере 5 повышается и масло через отверстие 7 поступает в рабочую камеру 6 до тех пор, пока масло опять не закроет нижнее отверстие патрубка 3. Таким образом, в рабочей камере 6 поддерживается практически постоянный уровень масла, определяемый положением нижнего конца патрубка 3. Из рабочей камеры 6 масло проходит через сетку 8 и по фитильным нитям 2 через окно во вкладыше 1 подшипника поступает к оси колесной пары и смазывает ее. Латунные вкладыши 1 моторно-осевых подшипников по внутренней поверхности залиты баббитом 9. Для предохранения масла от попадания в него влаги ось колесной пары между моторно-осевыми подшипниками закрыта специальным кожухом. Опоры тягового электродвигателя на раму тележки должны смягчать удары, передаваемые на раму при колебаниях электродвигателя во время движения. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 3 В настоящее время применяют траверсные и маятниковые опоры. Траверсная опора применена на электровозе ВЛ60К и на ранее эксплуатируемых электровозах ВЛ8, ВЛ23. Упругими элементами траверсного подвешивания являются пружины 3 (рис. 3), размещенные между двумя балочками — верхней 2 Рис. 3. Устройство для смазки моторно-осевых подшипников. Рис. 4. Конструкция траверсного подвешивания тягового электродвигателя: / — кронштейн рамы тележки; 2 — верхняя балка; 3 — пружина; 4 — стяжной болт; 5— нижняя балка; 6— болт; 7— гайка; 8— планка; 9— стержень и нижней 5. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 4 Пружины затянуты усилием около 40 кН посредством стяжных болтов 4. Направляющие стержни 9, которые пропущены через крайние пружины и кронштейны 1 поперечных балок рамы тележки, снизу фиксируются от выпадания посредством планок 8, закрепленных болтами 6 с гайками 7. При траверсном подвешивании (рис. 5) пружины для подвески электродвигателей рассчитывают так, чтобы при максимальной силе тяги между витками оставался зазор. Однако при движении локомотива возможны колебания тягового электродвигателя вплоть до полной осадки пружин. Вследствие этого возникают большие ударные усилия, которые передаются на зубчатую передачу, раму тележки и тяговый электродвигатель. Это ухудшает коммутацию тягового электродвигателя, а также может вызвать появление дефектов зубьев зубчатой передачи и появление трещин в кронштейне подвески тяговых электродвигателей. Более совершенной является маятниковая подвеска (рис. 7.6), применяемая на электровозах ВЛ10, ВЛ11, ВЛ15, ВЛ80К, ВЛ80Т, ВЛ80р, ВЛ80С, 2ЭС5К, ЗЭС5К, 2ЭС4К. К остову тягового электродвигателя крепят четырьмя болтами 7 литой кронштейн 6. Нагрузка от кронштейна передается на нижнюю резиновую шайбу 1, Рис. 6. Маятниковая подвеска опорно-осевого подвешивания тягового привода локомотива: 1 — резиновые шайбы; 2— стальная шайба; 3 — гайка; 4— подвеска; 5 — стальная шайба; 6— кронштейн тягового электродвигателя; 7— болты крепления кронштейна; 8— втулка; 9— валик; 10— кронштейн рамы тележки; 11 — тяговый электродвигатель нижнюю стальную шайбу 2 и через заплечики на подвеску 4, головку которой с запрессованной втулкой 8 из марганцовистой стали Г13Л валиком 9 крепят к кронштейну 10 рамы тележки. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 5 Резиновые шайбы изготовляют из резины марки 2462. Диаметр шайбы 190 мм, высота в свободном состоянии 80 мм. При монтаже гайкой подвески создается предварительное сжатие резиновых шайб (просадка составляет 25 мм). Для предупреждения падения двигателя в случае обрыва или поломки кронштейна предусмотрены приливы на остове двигателя и шкворневой балке. Передачи при опорно-осевом подвешивании. Ранее на грузовых электровозах применяли прямозубую одностороннюю или двухстороннюю зубчатую передачу. Для правильной работы такой передачи необходимо, чтобы зубья, подлежащие одновременному зацеплению, полностью соприкасались друг с другом. При самом незначительном смещении зубьев по окружности зубчатого колеса одной стороны колесной пары по отношению к зубчатому колесу другой стороны весь вращающий момент передается лишь на одну сторону передачи, перегружая ее вдвое и создавая опасность поломки зубьев. В настоящее время на грузовых электровозах применяют косозубую двухстороннюю передачу. Зубья обоих зубчатых колес такой передачи наклонены в противоположных направлениях. Если в результате неточностей при монтаже в зацепление вступает одна сторона передачи, появляется аксиальная составляющая от давления косого зуба на шестерню, которая заставляет двигатель перемещаться до тех пор, пока не войдет в зацепление другая сторона. Шестерню отковывают из хромоникелевой легированной стали 20ХНЗА с последующей цементацией и закалкой поверхностей зубьев по всему контуру. Внутри шестерни имеется коническое отверстие с уклоном 1:10 для напрессовки на вал якоря тягового электродвигателя. Готовые шестерни притираются пастами к коническим концам вала якоря тягового электродвигателя. После этого шестерни нагревают до температуры 150— 180 °С и напрессовывают на конец вала якоря тягового электродвигателя с натягом вдоль вала 2,5—3,0 мм. Одну шестерню напрессовывают на вал произвольно, а другую шестерню на другой конец вала после разметки по зубьям зубчатого колеса колесной пары. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 6 Рис. 7. Напрессованное зубчатое колесо. Поковку для зубчатого колеса изготовляют из углеродистой стали 55 и нарезают зубья. Рабочую поверхность зубьев закаливают токами высокой частоты на глубину 1,5—3 мм, при этом твердость закаленного слоя доводится до HRC 26-32. После закалки и шлифовки профиль зуба и впадину шестерни и колеса проверяют магнитным дефектоскопом на наличие трещин. Для повышения усталостной прочности впадины зубьев упрочняют накаткой. Чтобы увеличить прилегание зубьев шестерни и колеса, зубчатую пару перед сборкой подвергают заводской прикатке на стенде под нагрузкой. Готовое зубчатое колесо 3 (рис. 7.7) в горячем состоянии напрессовывают на удлиненную ступицу 2 колесного центра, которая напрессована на ось 7, во время формирования колесной пары (натяг 0,25—0,33 мм, температура 200— 250 °С). Кожух зубчатой передачи (рис. 7.8) сваривают из стали толщиной 4—6 мм. Он состоит из двух половин — верхней и нижней. По линии разъема и по горловинам выполнены канавки, куда закладывают войлок для уплотнения, выступающий наружу на 6 мм. Обе половины соединены болтами. Собранный корпус крепят к остову тягового электродвигателями болтами. На верхней половине кожуха находится люк с крышкой на болтиках для осмотра зубьев шестерни и зубчатого колеса без снятия кожуха. Трубка-сапун предназначена для выравнивания давления внутри кожуха с атмосферным. К нижней половине корпуса сбоку приварена масленка с крышкой для заливки масла в кожух и масломерная трубка со щупом, которой контролируют уровень масла в кожухе. Масломерная трубка закрыта гайкой, в которую вмонтирован указатель уровня масла, имеющий риски наибольшего и наименьшего уровня. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 7 Тяговая передача предназначена для канализации потока мощности от вала тягового двигателя к колесной паре. Это сложный механический узел, входящий в состав тягового привода локомотива и состоящий из одного или нескольких, последовательно соединенных, передаточных механизмов (валы, муфты, редукторы) [ ]. Конструкция тяговой передачи во многом является определяющей с точки зрения уровня воздействия колес на путь с одной стороны, а с другой стороны динамических сил и моментов на тяговый двигатель – и далее на систему электромеханического преобразования энергии. Поэтому основные требования, предъявляемые к тяговым передачам можно сформулировать следующим образом: высокая степень эксплуатационной готовности; низкий уровень динамических моментов в передаточном механизме; минимально возможная неподрессоренная масса; минимум затрат на обслуживание и ремонт. Тяговые приводы классифицируются в зависимости от степени подрессоривания тягового двигателя, т.е. различаются устройством тяговой передачи. Различают следующие типы (классы) тяговых приводов: привод с опорно-осевым подвешиванием тягового двигателя и редуктора (привод первого класса); привод с опорно-рамным подвешиванием тягового двигателя и опорноосевым тяговым редуктором (привод второго класса); привод с опорно-рамным подвешиванием тягового двигателя и редуктора (привод третьего класса). В приводе первого класса тяговый двигатель расположен параллельно оси колесной пары и с одной стороны жестко опирается на ее ось через два моторно-осевых подшипника. С другой стороны тяговый двигатель опорными выступами через пружинную подвеску или резиновые амортизаторы подвешивается к раме тележки. Ведущая шестерня тягового редуктора устанавливается на консоли вала якоря тягового двигателя или выполняется заодно с ним (рис.5.1, а). В зацепление с шестерней входит зубчатое колесо, жестко установленное на оси колесной пары. На электровозах, ввиду большей осевой мощности, привод выполняется с использованием двухстороннего тягового редуктора (рис.5.1, б). Преимущества тягового привода первого класса: легкость изготовления, монтажа и обслуживания; низкие затраты на производство и жизненный цикл; ремонтопригодность; ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 8 способность обеспечения максимального передаточного отношения, что особенно важно для грузового подвижного состава. а) 4 5 3 6 7 2 1 б) 4 5 3 6 7 2 1 Рис. 5.1. Тяговый привод первого класса: а) с односторонним тяговым редуктором; б) с двухсторонним тяговым редуктором:1 – тяговый двигатель; 2 – вал ротора; 3 – шестерня редуктора; 4 – зубчатое колесо; 5 – корпус редуктора; 6 – моторно-осевые подшипники; 7 – ось колесной пары. В качестве недостатков такого привода отмечаются: большая неподрессоренная масса, вызывающая повышенное динамическое воздействие на путь; высокий уровень динамического воздействия на тяговый двигатель и редуктор; использование моторно-осевых подшипников скольжения, неравномерный износ которых приводит к нарушению зацепления зубчатой передачи и преждевременному выходу ее из строя. Перечисленные достоинства и недостатки обусловили применение приводов первого класса на грузовых и универсальных локомотивах с конструкционной скоростью до 120км/ч. В приводе второго класса тяговый двигатель установлен на раме тележки. Тяговый редуктор жестко установлен на оси колесной пары и соединен с рамой тележки реактивной тягой. Конструкции тягового привода второго класса отличаются в основном типом передаточного механизма соединяющего вал тягового двигателя. Основными типами являются: муфта установленная между тяговым двигателем и редуктором – муфта поперечной компенсации (рис. 5.2, а); ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 9 торсионный вал, проходящий внутри полого вала ротора тягового двигателя – муфта продольной компенсации. (рис.5.2, б). По сравнению с приводом первого класса, привод второго класса обладает рядом преимуществ, таких как: сниженная (за счет установки тягового двигателя на раме тележки) неподрессоренная масса; установка тягового двигателя на раме тележки изолирует его от ударов и вибрации со стороны пути; жесткий корпус редуктора, обеспечивает работу зубчатой передачи без перекосов с постоянством межосевого расстояния. Недостатками привода второго класса являются: наличие высоконагруженных узлов трения и шарниров в передаточных механизмах; высокий уровень динамических моментов в передаче, вследствие несовершенства ее кинематической схемы; наличие жестких габаритных ограничений; наличие несущего корпуса редуктора, передающего реактивный момент на раму тележки. 7 5 6 4 2 1 8 а) 7 5 6 4 3 2 8 1 4 б) Рис.5.2. Тяговый привод второго класса: а) с муфтой установленной между тяговым двигателем и редуктором; б) с торсионом, проходящим через полый вал ротора: 1 – тяговый двигатель; 2 – вал ротора тягового двигателя; 3 – торсион; 4 – муфта; 5 – шестерня редуктора; 6 – зубчатое колесо; 7 – корпус редуктора; 8 – ось колесной пары. Привод второго класса применяется на пассажирском тяговом и моторвагонном подвижном составе, предназначенном для движения со скоростями до 180…200 км/ч. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 10 В приводе третьего класса тяговый двигатель и редуктор установлены на раме тележки. При этом зубчатое колесо редуктора соединяется с колесной парой через шарнирно-поводковые тяговые муфты и полый карданный вал, охватывающий ось колесной пары. Наиболее распространены следующие устройства приводов третьего класса: привод с раздельно установленным двигателем и редуктором (рис.5.3, а). Здесь шестерня редуктора установлена на консоли вала ротора, а зубчатое колесо на цапфе корпуса тягового двигателя. Передача момента на колесную пару осуществляется полым валом с шарнирноповодковыми муфтами; привод с интегрированным моторно-редукторным блоком (рис.5.3, б). В таком устройстве зубчатое колесо установлено на подшипниках расположенных в корпусе редуктора, шестерня редуктора выполнена заодно с валом тягового двигателя, который одним концом опирается на подшипник в корпусе редуктора, а другим на подшипник в противоположном подшипниковом щите. При этом тяговый двигатель и редуктор интегрируются в единый моторно-редукторный блок. Передача момента осуществляется аналогично предыдущему варианту. 6 5 4 3 7 8 6 5 4 3 2 1 а) 7 8 2 1 б) Рис.5.3. Тяговый привод третьего класса: а) с раздельно установленным двигателем и редуктором, б) с интегрированным моторно-редукторным блоком: 1 – ТЭД; 2 – вал ротора ТЭД; 3 – шестерня редуктора; 4 – зубчатое колесо; 5 – корпус редуктора; 6 – шарнирно- поводковая муфта; 7 – полый вал; 8 – ось колесной пары. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 11 Преимущества привода третьего класса: низкая неподрессоренная масса, определяемая в основном массой колесной пары и элементов трансмиссии, обуславливающая минимальное динамическое воздействие на путь; низкие динамические нагрузки на элементы привода. Недостатки: сложность конструкции; жесткие габаритные ограничения, в частности по приближению к верхнему строению пути; увеличенная централь привода приводит к уменьшению реализуемого передаточного отношения редуктора; расходы на производство, обслуживание и ремонт. Привод третьего класса применяется на подвижном составе в движении со скоростями до 300км/ч. Кинематическая схема механической части тягового электропривода однодвигательного безрельсового подвижного состава в классическом варианте ее исполнения (рис. 1.8, а) включает в себя: тяговый электродвигатель 7; редуктор с механическим дифференциалом 2; карданный вал 3; полуоси ведущего моста 4. Недостатки этого варианта давно известны, и попытки устранить их привели в свое время к появлению схемы с разнесенным редуктором, включающим в себя центральную 2' и так называемую бортовую 2" ступени (рис. 1.8, б), а позже - и мотор-колесного варианта (рис. 1.8, в) [12]. Рис. 1.8. Варианты кинематических схем механической части тягового электропривода однодвигательного безрельсового подвижного состава ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 12 Некоторые варианты исполнения кинематической схемы механической части индивидуального и группового привода рельсового подвижного состава показаны на рис. 1.9. Рис. 1.9. Варианты кинематических схем механической части тягового электропривода однодвигательного рельсового подвижного состава При определении кинематической схемы трансмиссии необходимо учитывать следующие основные требования, которым должна удовлетворять механическая передача: • передача крутящего момента с вала якоря (ротора) тягового двигателя на движущее колесо должна осуществляться при всех допустимых эволюциях ходовых частей (колеса) подвижного состава (наезд на преодолимое препятствие, поворот транспортного средства и т. д.); • выход из строя любого элемента передачи не должен препятствовать транспортировке подвижного состава; • нагрузки, возникающие в элементах трансмиссии при прохождении неровностей пути, не должны приводить к выходу из строя любого из этих элементов; • потери энергии при передаче крутящего момента в трансмиссии должны быть минимальными. Последнее требование напрямую связано с расходом энергии на движение подвижного состава. Потери передаваемой трансмиссией с вала двигателя на обод колеса механической энергии имеют место во всех элементах механической части привода. Однако наибольшая доля их приходится на редуктор. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 13 Потери в редукторе зависят от типа зубчатого зацепления, количества ступеней (которое в условиях стесненности габаритов зависит от передаточного числа), функционального назначения (просто передача момента либо еще и распределение его по движущим колесам), количества участвующих в передаче момента зубчатых элементов. Общеизвестно, что наименьшими потерями энергии обладают одноступенчатые редукторы с прямозубым зацеплением. Однако применение их на подвижном составе электрического транспорта крайне ограничено вследствие невозможности получить достаточное по величине передаточное число из-за необходимости выполнять требование по обеспечению строго регламентированного клиренса. Кроме того, износ зубьев в процессе эксплуатации способствует появлению зазора в месте их контакта, ударных нагрузок и, как следствие, к выходу редуктора из строя. Для устранения этих недостатков на рельсовом подвижном составе используются одноступенчатые угловые редукторы с гипоидным зацеплением, двухступенчатые комбинированные (одна ступень цилиндрическая с косозубым зацеплением, вторая - с эвольвентным) и т. д. Эффективным средством повышения противобуксовочных свойств ходовых частей подвижного состава является применение группового привода. Однако все эти решения приводят к значительному возрастанию потерь в редукторе и, как следствие, к увеличению расхода энергии на движение. Еще большие потери наблюдаются в трансмиссии безрельсового подвижного состава, редуктор которого должен содержать дифференциал. Независимо от конструктивного исполнения дифференциала (угловой, планетарный и т. д.) потери при его включении еще больше снижают средневзвешенный КПД редуктора. Из показанных на рис. 1.8 и 1.9 кинематических схем трансмиссий видно, что наименьшее количество элементов присуще мотор-ко- лесному тяговому приводу. Однако не следует забывать, что мощность тягового электродвигателя зависит от его габаритных размеров, а они ограничены диаметром ступицы и уровнем пола салона пневмоколес- ного подвижного состава. Кроме того, редуктор мотор-колеса имеет планетарное исполнение и, как правило, выполняется двух- либо трехступенчатым. Все это создает определенные трудности при проектировании низкопольного подвижного состава. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 14 На рельсовом подвижном составе в зависимости от поставленных целей могут использоваться различные варианты кинематических схем. Вместе с тем при создании высокоманевренного подвижного состава повышенной вместимости следует стремиться не использовать одиночные кузова вагонного типа и переходить к шарнирно-сочлененному, что может привести к решению об отказе от тележечного исполнения ходовых частей, а это, в свою очередь, ведет к применению индивидуального привода. Наиболее простой является передача при опорно-осевом подвешивании. Она, как правило, двухсторонняя или односторонняя. Схематично эти передачи изображены на рис. 3.2. При двусторонней передаче редуктор делается из косозубых шестерней и колес для обеспечения равномерности передачи момента. Кроме того, необходимо обеспечить радиальное перемещение якоря на 8…10 мм.& Передача при опорно-рамном подвешивании на рис. 3.3. Рис. 1.9. Схема опорно-осевого подвешивания тяговых двигателей. Рис. 1.10. Схема опорно-рамного подвешивания тяговых двигателей. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 15 Очень редко применяют еще один способ привода – это групповой, когда один тяговый двигатель приводит во вращение несколько колесных пар, но редуктор в этом случае громоздок, дорог и сложен (Франция). Общее устройство такого привода можно видеть на примере группового (мономоторного) привода тепловоза СС72000, где также была использован муфта Альстом. Электродвигатель, установленный сверху на раме трехосной тележки и фактически находящийся в кузове локомотива, через раздаточный редуктор передает тяговый момент на тяговый редуктор, состоящий из ряда последовательно соединенных ведомых и промежуточных колес (рис. 3.4). Рис. 1.11. Групповой привод. Рассмотрев кинематические схемы тяговых передач, хотелось бы остановиться на элементах конструкции якоря, в особенности на тех, которые имеют место практически на всех тяговых двигателях. За основу возьмем тяговый двигатель опорно-осевого исполнения, поскольку это наиболее распространенный двигатель на ЭПС Российской Федерации. Контрольные вопросы 1. Назначение и устройство опорно-осевой подвески ТЭД. Ответ: Тяговый электродвигатель (ТЭД) локомотива предназначен для преобразования электрической энергии в механическую, необходимую для вращения колесной пары. Источником электроэнергии для движения тепловоза - автономного локомотива - служит дизель-генераторная установка (рис.5.1). Механическая энергия вращения коленчатого вала дизеля Д сообщается тяговому генератору ТГ и преобразуется в электрическую. Электрическая энергия от генератора поступает в тяговые электрические двигатели ТЭД, которые кинематически связаны с движущими колесными нарами КП и приводят их во вращение [5]. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 16 На неавтономных локомотивах, которыми являются электровозы, для питания тяговых двигателей используется электроэнергия, вырабатываемая на электростанциях и передаваемая ТЭД по линиям электропередачи через тяговые подстанции и контактную сеть. Будучи подключенным к электростанции, то есть практически неограниченному источнику энергии, электровоз может развивать повышенную мощность, ограниченную только мощностью ТЭД, поэтому мощность электровоза почти в 2 раза больше, чем тепловоза равной массы [б]. Рис.5.1. Схема преобразования энергии на тепловозе На всех локомотивах привод колесной пары от ТЭД осуществляется через зубчатый редуктор колесно-моторного блока. Наиболее распространенным в настоящее время типом подвешивания ТЭД у грузовых тепловозов и электровозов является опорно-осевое подвешивание, при котором ТЭД с одной стороны опирается на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники, а с другой стороны - на раму тележки через комплект пружин [7]. Неизменное расстояние между центрами вала двигателя и оси колесной пары называют централью Ц (рис.5.2). Так как ТЭД служит для преобразования электрической энергии в механическую, то он входит в состав как электрической, так и механической части локомотива. 2. Как осуществляется передача μвр (вращающего момента) при опорно осевой подвеске ТЭД. Ответ: При данной передачи ТЭД полностью подрессорен. Двигатель может быть расположен сбоку от колеcной пары или над ее осью; В последнем случае улучшается доступ к тяговым двигателям для их осмотра. Кроме того, при таком подвешивании на ТЭД не передаются удары. Связь ТЭД с КП осуществляется при помощи полового вала, карданной передачи или шарнирных муфт. Передача с полым валом ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 17 Рис. 11. Передача с полым валом: 1-полый вал; 2-ось КП; 3-моторноосевые подшипники; 4-зубчатая передача; 5- шестерня; 6- эластичные поводки. Движущаяся ось пропущена через полый вал. Между осью и полым валом предусмотрен зазор 35-40 мм. Вращающий момент от двигателя при помощи зубчатой передачи передается на полый вал, укрепленный в подшипниках корпуса ТЭД. Благодаря этому обеспечивается неизменное расстояние между центрами зубчатых колес и шестерни. Между зубчатым колесом и центром движущегося колеса размещают упругие поводки, для возможности перемещения полого вала относительно колесной пары. ( Применяются на ЭПС серии ВЛ-81, ВЛ-84) Передача с карданным валом ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 18 Рис. 5 Передача с карданным валом: 1-Якорь ТЭД; 2-Полый вал якоря; 3корданный вал; 4-корданная муфта; 5- вал шестерни; 6-шестерни; 7зубчатое колесо; 8-корпус. На пассажирских с кулачковыми или эластичными муфтами. Двигатель одним конусом жестко прикреплен к среднему межрамному креплению тележки, а другая сторона подвешена к поперечине, перекинутой над осью КП от одной боковины к другой. Конус редуктора одним конусом опирается через подшипники на КП, а другим подвешен при помощи сережек к среднему поперечному креплению рамы тележки. Якорь двигателя выполнен с полым валом, внутри которого пропущен карданный, торсионный вал, имеющий по конусам шарнирные муфты. Муфта расположена со стороны противоположной зубчатой передачи, связывает полый вал якоря с торсионным валом, а муфта торсионного вала с валом малой шестерни. Вал малой шестерни вращается в подшипниках, установленных в корпусе, в котором помещено большое зубчатое колесо, укрепленное на КП. Конус подвешен к раме тележки подвеской. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 19 Передача с кулачковой или эластичной муфтой. Применяются в электропоездах ЭР2, ЭР2Р, ЭР9М, ЭР9Е. Схема тяговой передачи с упругой муфтой. Двигатель приливами жестко крепятся поперечной балки рамы тележки. Шестерня вращается в подшипниках корпуса редуктора, которой одной стороной через рамные подшипник опирается на ось КП, а с другой стороны имеет упругую связь с рамой тележки. Между валом якоря и валом шестерни накатывается муфта, которая передает вращающий момент на вал шестерни и компенсирует перемещение рамы тележки относительно колесной пары. Рис. 6 Схема тяговой передачи с упругой муфтой: 1 – ТЭД; 2 – лапы ТЭД; 3 – упругая муфта; 4 – амортизатор; 5 – шестерня; 6 – колесная пара; 7 – корпус редуктор; 8 – зубчатое колесо. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 20 3. Конструкция тягового редуктора электровоза при опорно-осевой подвеске ТЭД. Ответ: Конструкция опорно-осевого подвешивания. Большинство грузовых и маневровых локомотивов с электропередачей оборудованы индивидуальными приводами движущих колес с опорно-осевым подвешиванием тяговых двигателей. В тепловозах такую передачу выполняют обычно односторонней, и она состоит из пары прямозубых колес, закрытых кожухом. Двухстороннюю косозубую передачу чаще применяют в электровозах. Рис. 16. Колёсно-моторный блок с опорно-осевым подвешиванием электродвигателя: 1 – тяговый электродвигатель; 2 – подвеска двигателя; 3 – колёсная пара; 4 – тяговый редуктор; 5 – шестерня; 6 – зубчатое колесо . ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 21 При опорно-осевом подвешивании тяговый двигатель 7 (рис. 16) опирается жестко одной стороной на ось колесной пары 3 моторно-осевыми подшипниками 7, другой стороной опорным приливом упруго через подвеску 2 — на раму тележки. Подшипник со стороны зубчатой передачи прижат к ступице колесного центра, а в некоторых конструкциях к ступице зубчатого колеса; с противоположной стороны между ступицей колесного центра и подшипником установлено разъемное уплотнительное кольцо. Общее перемещение тягового двигателя относительно оси устанавливается 1 мм. Моторно-осевые подшипники (рис. 17) оборудованы разъемными вкладышами 22 и 24, изготовленными из бронзы марки ОЦС 5-5-5 ГОСТ 613-79. Положение вкладышей в корпусе электродвигателя фиксируется шпонкой 23. Верхние вкладыши 24 установлены в остов двигателя, нижние 22, с вырезом 180x60 мм для подвода смазки, прижаты к верхним корпусами 15 подшипников, у которых есть камеры для размещения смазывающего польстерного устройства. Корпус подшипника крепится к остову электродвигателя четырьмя болтами 21. Во избежание повышенных давлений по краям вкладышей из-за прогиба оси колесной пары расточку внутренней поверхности вкладышей выполняют по гиперболе. П Рис. 17. Польстер тягового двигателя: ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 22 1 – пластинчатые пружины; 2 – направляющая корпуса; 3 – корпус; 4 – стержень; 5 – трубка; 6 – ось; 7 – фиксатор; 8 – пружина; 9 – рычаг; 10 – крышка; 11, 18 – болты; 12 – прокладка; 13 – пробка – щуп; 14 – пробка; 15 – корпус подшипника; 16 – фитиль; 17 – проволока; 19 – прилив корпуса; 20 – коробка; 21 – болт; 22 – нижний вкладыш; 23 – шпонка; 24 – верхний вкладыш. олъстерное устройство (рис. 17) подает смазку к узлу трения с помощью польстерного пакета (фитиля) 16, собранного из трех пластин тонкошерстного каркасного войлока. Польстерный пакет закреплен в подвижной коробке 20 так, что рабочий торец пакета выступает на 16± 1 мм над кромкой коробки. Коробка для возможности перемещения без перекосов и заеданий в направляющих 2 корпуса подпружинена четырьмя пластинчатыми пружинами: по две снизу и сверху. Каждая пластинчатая пружина одним концом прикреплена к коробке и может свободно перемещаться в пазе корпуса коробки при ее деформации. Коробка с польстерным пакетом винтовыми пружинами постоянно поджимается усилием 40—60 Н через окно во вкладыше 22 к шейке оси колесной пары. В нижней части масляной ванны корпуса подшипника есть отстойник для конденсата со сливной пробкой 14, а сверху она закрыта крышкой 10 с паронитовой прокладкой. Масляная ванна заполняется через отверстие в боковой стенке корпуса подшипника осевым маслом марок Л, 3 или С в зависимости от времени года и места экспуатации тепловоза. Кромка заправочного отверстия определяет наибольший уровень смазки, соответствующий объему масла в ванне 6 л. Наименьший допустимый уровень смазки отмечен риской на щупе пробки 13. В целях повышения работоспособности осевых подшипников, особенно при эксплуатации в северных районах, тепловозы с конца 70-х гг. оборудуются электродвигателями ЭД-118Б с циркуляционной системой смазывания. В целом колесно-моторные блоки с электродвигателями ЭД-118А и ЭД-118Б взаимозаменяемы. Циркуляционная система смазывания осевых подшипников обеспечивает циркуляцию масла по замкнутому кругу через вкладыши осевых подшипников. На электродвигателе установлен единый осевой подшипник, который включает в себя две польстерные камеры и в нижней средней части маслосборник вместимостью 35 л, соединенные системой каналов. В маслосборнике установлен шестеренный насос, который приводится в действие от оси колесной пары через шестерню, выполненную разъемной для возможности монтажа и демонтажа без расформирования колесной пары, и зубчатое колесо, укрепленное на валу насоса. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 23 В польстерных камерах вместимостью 5 л каждая размещены польстерные смазывающие устройства, полностью унифицированные с устройствами, применяемыми для электродвигателей ЭД-118А. Камеры левой и правой сторон сообщаются через канал на уровне нижних кромок окон вкладышей. При движении тепловоза масло, нагнетаемое насосом, по системе каналов в подшипнике поступает в польстерные камеры, оттуда самотеком через окна во вкладышах проникает в зазор между шейкой оси колесной пары и вкладышем, а затем по каналам сливается в маслосборник, замыкая круг циркуляции. В момент трогания и до скорости движения 25 км/ч, когда насос не обеспечивает подачу достаточного количества масла, смазывание подшипника в основном осуществляется польстерным устройством. Материал вкладышей (бронза) очень дорогой. Всего для шестиосного тепловоза с учетом припуска на обработку заготовки необходимо 720 кг бронзы. Поэтому перспективными являются вкладыши со стальной основой и слоем бабита толщиной 4—5 мм. Моторно-осевые подшипники скольжения обладают рядом существенных недостатков. Они требуют постоянного смазывания жидкой смазкой. В условиях повышенной вибрации трудно избежать утечек масла. Подшипники подвержены износу даже при высококачественной смазке. В эксплуатации необходимо следить за уровнем и качеством смазки. Начиная с конца 90-х гг. XX века локомотивостроительные фирмы Западной Европы и США начали выпускать электровозы и тепловозы с моторноосевыми подшипниками качения. В отечественном локомотивостроении впервые подшипники качения были установлены в колесно-моторном блоке тепловоза ТЭРА1. Техническими требованиями, разработанными ВНИИЖТ и ВНИКТИ к новым магистральным локомотивам, предусмотрено применение моторно-осевых подшипников качения. Специалистами ВНИКТИ разработан для грузовых тепловозов колесномоторный блок с осевыми коническими подшипниками качения (рис.18). Колесная пара тепловоза в этом случае состоит из оси , двух обандаженных колес , двух конических подшипников , корпуса подшипника , упругого ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 24 зубчатого колеса тягового редуктора. Рис.18. Колёсная пара с моторно-осевыми подшипниками качения: 1 – ось колёсной пары; 2 – обондаженное колесо; 3, 5 – подшипники; 4 – корпус подшипников; 6 – упругое зубчатое колесо тягового привода; 7 – маслёнка; 8 – болт крепления корпуса подшипников; 9 – лабиринтное кольцо; 10, 15 – крышки подшипников; 11,14 – болты крепления крышек подшипников; 12 – проставочное кольцо; 13 – стакан. подшипника (со стороны тягового редуктора) устанавливается в корпусе, а наружное кольцо подшипника сначала устанавливается в стакан , а затем вместе со стаканом в корпус. Свободные полости подшипниковых узлов и сами подшипники заправляются специальной консистентной смазкой. Внутренние кольца подшипников в сборе с роликами и сепараторами, нагретые до температуры 90—100 °С, устанавливаются на ось колесной пары. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 25 Подшипник 5 закрывается с одной стороны крышкой /5, а с другой корпусом 4, а подшипник 3 корпусом 4, крышкой 10 и лабиринтным кольцом 9. Крышки подшипников вместе с корпусом стягиваются болтами 11 и 14, а корпус крепится к тяговому электродвигателю болтами 8. Для дозаправки подшипников на корпусе устанавливаются масленки 7. Осевой зазор подшипников 0,2-0,3 мм регулируется проставочным кольцом 12. Такая конструкция моторно-осевых подшипников применена на тепловозе 2ТЭ25А. К Рис.19. Конструкция траверсного подвешивания тягового электродвигателя: 1 – кронштейн рамы тележки; 2 – верхняя балка; 3 – пружина; 4 – стяжной болт; 5 – нижняя балка; 6 – болт; 7 – гайка; 8 – планка; 9 – стержень. онструкция упругой опоры тягового двигателя на раму тележки представлена на рис. 19. Это подвешивание называют траверсным. Траверса состоит из нижней 5 и верхней 2 балок, между которыми расположены четыре пружины 3, предварительно затянутые усилием около 40 кН при помощи стяжных болтов 4. Через крайние пружины и кронштейны 1 поперечных балок рамы тележки пропущены направляющие стержни 9, которые снизу фиксируются от выпадания при помощи планок 8, закрепленных болтами 6 с гайками 7. Упругая подвеска двигателя к раме тележки смягчает удары, передаваемые на раму при колебаниях двигателя во время движения. Как показал опыт эксплуатации локомотивов, траверсное подвешивание тяговых двигателей является не лучшим конструктивным решением. Пружины рассчитывают так, чтобы при развитии наибольшей силы тяги между витками оставался зазор. Однако при движении локомотива электродвигатель совершает колебания, которые могут быть особенно интенсивными при боксований, вплоть до полной осадки пружины. При этом возникают большие ударные нагрузки, которые передаются на раму тележки, корпус двигателя и зубчатую передачу. Они могут стать причинами дефектов кронштейнов подвески тяговых двигателей на раме тележки, проворота шестерни или дефектов зубьев, повышенной вибрации щеточного аппарата и др. Уменьшить нежелательные явления можно, если применить в ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 26 подвешивании пружины с нелинейно нарастающей жесткостью или резинометаллические блоки. В траверсном подвешивании прилив тягового двигателя, которым он опирается на верхнюю балку траверсы, перемещается при движении как в продольном, так и в поперечном направлениях. Кроме того, при колебаниях может произойти его отрыв от поверхности контакта. Все это вызывает интенсивный износ трущихся деталей. В этом отношении более совершенна конструкция маятникового подвешивания тягового двигателя, которую применяют в электровозах ВЛ80, ВЛ80К и ВЛ10. В этой конструкции кронштейн коробчатого типа прикреплен болтами к тяговому электродвигателю и расположен между резиновыми шайбами , надетыми на подвеску . Головку подвески с запрессованной втулкой из марганцовистой стали ПЗЛ валиком крепят к кронштейнам рамы тележки. Крутящий момент двигателя передается парой зубчатых колес. Меньшее зубчатое колесо (шестерня) 5 (см. рис. 16), напрессованное с гарантированным натягом 1,3—1,45 мм на конический хвостовик вала якоря двигателя, находится в зацеплении с ведомым зубчатым колесом 6, напрессованным на ось колесной пары или ступицу колесного центра. Зубчатые колеса предохраняются от пыли и грязи кожухом 4, который крепится к тяговому двигателю. Кожух является также резервуаром для масла, необходимого для смазывания зубчатых колес. Зубчатая передача при опорно-осевом подвешивании двигателя работает в тяжелых условиях переменных режимов работы и динамических нагрузок. Ухудшению условий работы способствует деформация оси и вала якоря при консольном креплении шестерни, а также перекос остова двигателя относительно оси колесной пары вследствие зазоров в моторно-осевых подшипниках, которые в эксплуатации могут достигать более 3 мм. Перекос зубчатых колес приводит к неравномерному распределению нагрузки по длине зуба и к чрезмерной концентрации напряжений в некоторых точках. Компенсировать влияние этого перекоса можно, если выполнить зуб по длине в виде трапеции, Например, у зубьев шестерни тяговых электродвигателей тепловозов ТЭМ2У и 2ТЭ10В сделан скос 0,24 мм. Вследствие тяжелых условий работы зубчатых колес их изготовляют из легированных сталей. Штампованные заготовки для шестерни выполняют из хромоникелевой стали 12Х2Н4А или 20Х2Н4А, а зубчатого колеса из стали 45ХН ГОСТ 4543-71. Зубья ведущей шестерни цементируют на глубину (после шлифования) 1,6—1,9 мм и подвергают поверхностной закалке до твердости HRC 60; твердость сердцевины зуба и обода должна быть HRC 30—45. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 27 Рабочую поверхность зубьев ведомого колеса закаливают токами высокой частоты на глубину 1,5—3 мм, при этом твердость закаленного слоя доводится до HRС 55—65, а твердость сердцевины зуба и обода колеса HRC 26—32. После закалки и шлифования профиль зуба и впадину шестерни и колеса проверяют магнитным дефектоскопом на наличие трещин. Для повышения усталостной прочности впадины зубьев упрочняют накаткой. Чтобы увеличить прилегание зубьев шестерни и колеса, зубчатую пару перед сборкой подвергают заводской прикатке на стенде под нагрузкой. В конструкции кожуха тягового редуктора необходимо предусмотреть прочность и герметичность всех соединений. У кожуха редуктора тепловоза 2ТЭ116 улучшена герметизация соединения горловины и сальникового уплотнения со стороны моторно-осевого подшипника. Одним из эффективных направлений увеличения долговечности зубчатой передачи может быть применение упругих зубчатых колес. Конструкции упругих зубчатых колес тяговых передач разнообразны. Одна из таких конструкций применяется в тяговом редукторе тепловозов 2ТЭ10В, 2ТЭ10М, 2ТЭ116 (рис. 20, а). Крутящий момент от ведущей шестерни передается через зубчатый венец б, упругие резиновые элементы 4, 10 и диски 8, жестко связанные со ступицей 2 зубчатого колеса болтами 3, на ось колесной пары. У зубчатого колеса упругие элементы разной жесткости двух типов. При малом крутящем моменте работают восемь мягких элементов 4. С увеличением крутящего момента венец поворачивается, и при угле поворота примерно 1° вступают в работу восемь более жестких элементов 10. Упругие элементы закреплены стопорными кольцами и закрыты стопорными дисками 7. Бочкообразные ролики 9 центрируют венец относительно ступицы. Зубчатый венец изготовляют из стали 45ХН. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 28 Рис.20. Упругие зубчатые колёса: 1 – палец; 2 – ступица; 3 – болт; 4,10 – упругие резиновые элементы; 5 – втулка; 6 – зубчатый венец; 7 – стопорный диск; 8 – диск; 9 – ролик. Упругие резиновые элементы применяют и в конструкциях самоустанавливающихся зубчатых колес. Эти конструкции (рис. 20, б) отличаются одна от другой устройством резинометаллических блоков. Зубчатый венец центрируют по сферической поверхности ступицы. В качестве упругих элементов кроме резины используют пружины, рессорные пакеты. В зубчатом колесе электровоза ВЛ8 (рис. 20, в) упругими элементами являются девять комплектов двухрядных пружин. Шестерню выполнить упругой значительно сложнее вследствие ее ограниченных размеров. Конструкция опорно-центрового подвешивания тягового двигателя. В этом случае (см. рис. 13, б) появляется необходимый элемент конструкции — полый вал. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 29 Резиновые блоки работают на сдвиг, передавая крутящий момент с зубчатого колеса на колесную пару, а также на сжатие от веса двигателя и динамического воздействия пути. Для того чтобы переменные нагрузки не вызывали растяжение резины, резиновые блоки устанавливают с предварительным сжатием до напряжения 2,5-105 Па. Резиновые блоки подбирают с одинаковой характеристикой на сжатие во избежание появления эксцентриситета между осью колесной пары и полым валом. Описанное упругое подвешивание конструктивно сложнее обычного, однако эффективно снижает динамические нагрузки, действующие как на привод, так и на путь. Вертикальные ускорения двигателя в плоскости оси колесной пары при скорости 100 км/ч в 5 раз ниже, чем при жестком подвешивании, а горизонтальные ускорения меньше в 6 раз. Конструкция опорно-рамного подвешивания тягового двигателя. Приводы II класса с компенсирующими связями, расположенными на стороне меньшего крутящего момента. В приводах этой группы компенсирующий элемент — кардан, расположенный между валом якоря и шестерней редуктора. Конструкции могут быть в основном двух видов: с коротким жестким карданом, соединяющим хвостовик якоря двигателя с ведущей шестерней тягового редуктора, и с длинным карданным или торсионным валом, проходящим через полый вал якоря. Применение короткого кардана возможно при небольших размерах тягового двигателя, так как вал занимает много места между колесами движущей колесной пары. Для уменьшения размеров привода по ширине вместо карданов используют кулачковые зубчатые или эластичные резинокордные муфты. Такие муфты применяют в электроподвижном составе. Тяговый привод с карданным валом, проходящим через полый вал якоря, применен на тепловозе 2ТЭ121 и электровозе ЭП10 . В этой передаче крутящий момент от полого вала якоря передается через напрессованный на хвостовик якоря фланец и зубчатую муфту . От зубчатой муфты крутящий момент через карданный вал и фланец передается на два резинокордных диска , которые с одной стороны крепят металлическими кольцами к фланцу кардана, а с другой — кольцами к диску вала . На вал напрессована шестерня , которая двумя роликовыми подшипниками установлена в корпусе тягового редуктора. В зацепление с шестерней входит упругое зубчатое колесо, напрессованное на ось колесной пары. По конструкции это колесо выполнено таким же, как и у тепловоза 2ТЭ116 (см. рис. 20, а). Передаточное число зацепления и = 4,32, модуль т - 10 мм. Тяговый редуктор 2 — силовой. Он состоит из двух половин с разъемом по оси колесной пары. Нижняя половина образует картер редуктора. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 30 Одним концом редуктор через два роликовых и один шариковый подшипники опирается на ступицу зубчатого колеса, а другим упруго через реактивную тягу 4 — на раму тележки. Тяговый двигатель 3 крепят к раме тележки кронштейном 1 и приливом на корпусе. Зубчатая муфта, карданный вал и резинокордные диски передачи компенсируют относительные вертикальные и продольные перемещения тягового двигателя и колесной пары. Однако у этих элементов повышенная жесткость на кручение, поэтому в приводе предусмотрено применение упругого зубчатого колеса. Привод колесной пары тепловоза 2ТЭ121 рассчитан на реализацию длительного усилия до 50 кН. В схеме рис. 13, г торсионный вал, проходящий через полый якорь, с одной стороны связан упруго через резиновые элементы с якорем, а с другой стороны — через шарнирное устройство, размещенное внутри полой шестерни, с самой шестерней. Такая конструкция увеличивает пространство для размещения тягового двигателя. Приводы III класса с компенсирующими элементами, расположенными на стороне большего крутящего момента. Опорно-рамный привод такой конструкции впервые применен на тепловозе ТЭП60 (см. рис. 21). Полый вал вращается в подшипниках скольжения, расположенных в корпусе тягового электродвигателя. Корпус двигателя опирается на раму тележки в трех точках. Перемещения рамы тележки относительно оси колесной пары обусловлены зазором между валом и осью, равным при статическом положении локомотива 35 мм. Корпус редуктора прикреплен к тяговому электродвигателю. Подрессоривание тягового редуктора создает дополнительные габаритные ограничения. Вследствие увеличения клиренса (высота положения нижней точки редуктора над головкой рельса) до 180 мм необходимо уменьшать диаметр зубчатого колеса примерно на 30 мм по сравнению с его диаметром в приводах I и II классов. Крутящий момент от полого вала колесной паре передается через шарнирноповодковые эластичные муфты, расположенные с наружной стороны колесных центров. Такая конструкция шарнирно-рычажной муфты допускает вертикальные перемещения оси колесной пары относительно рамы тележки не более 35 мм. Дальнейшим развитием опорно-рамного привода с шарнирно-рычажными муфтами является конструкция, примененная на тепловозе ТЭП70 (см. рис. 13, в). Для такого колесно-моторного блока характерна передача крутящего момента через полый карданный вал с шарнирно-рычажными центрирующими муфтами и использование подшипников качения в опоре ведомого зубчатого колеса тягового редуктора. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 31 Венец ведомого зубчатого колеса шестнадцатью призонными болтами соединен со ступицей. Ступицу через подшипниковый узел устанавливают на опоре, которую болтами жестко крепят к остову двигателя. Ступица четырьмя звездообразно расположенными вилками соединяется с полым валом через поводки шарнирно-рычажной муфты. Поводки через резинометаллические шарниры и валики муфты соединяются с четырьмя расположенными звездообразно кронштейнами полого вала. Вторая муфта, вынесенная за диск колеса, подобна по конструкции первой. Поводки этой муфты соединяются через резинометаллические шарниры с пальцами кронштейнов полого вала и пальцы, запрессованные в колесные центры. С целью снижения массы и упрощения конструкции подвешивания тягового двигателя опора выполнена заодно вместе с рычагом крепления корпуса двигателя к раме тележки. Рис.21. Колёсно-моторный блок тепловоза ТЭП70 (ТЭП80): 1,8 – шарнирно-рычажные муфты; 2 – палец; 3 – полый вал; 4 – тяговый электродвигатель; 5 – опора; 6 – венец; 7 – ступица; 9 – кожух тягового редуктора. Масса конструкции колесно-моторного блока тепловоза ТЭП70 на 500 кг меньше массы такого же блока тепловоза ТЭП60. Это достигнуто использованием короткой опоры, выполненной как одно целое с рычагом крепления корпуса двигателя, и отсутствием в приводе плавающих рамок. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 32 4. Достоинства опорно-осевого подвешивания ТЭД: создает хорошие условия для работы зубчатой передачи, за счет пос тоянства межцентрового расстояния и параллельности осей якоря ТЭД и колесной пары; упрощается устройство самой зубчатой передачи, так как шестерни зубчатой передачи напрессовываются непосредственно на концы вала якоря ТЭД. Недостаток опорно-осевого подвешивания заключается в том, что удары, воспринимаемые колесной парой, жестко передаются на двигатель через моторно-осевые подшипники и зубчатое зацепление; Кроме того, так как часть массы двигателя (примерно половина) передается жестко на колесную пару, то значительно увеличиваются масса неподрессоренных частей и динамические нагрузки на путь. Вывод: я исследовал конструкцию опорно-осевой подвески тягового двигателя и передачу вращающего момента от ТЭД на колёсную пару. ПР 23.02.06. Т-2-025.027.013. Изм. Лист № докум. Подп. Дата Лист 33
