Устройство электровоза

Подвешивание тяговых двигателей и тяговые передачи

«Подвешивание тяговых двигателей и тяговые передачи
1-07-2016 4 327 1

Для передачи вращающего момента от вала тягового двигате­ля на колесную пару применяют тяговые передачи. На грузовых электровозах, конструкционная

Для передачи вращающего момента от вала тягового двигате­ля на колесную пару применяют тяговые передачи. На грузовых электровозах, конструкционная скорость которых 100 — 110 км/ч., обычно применяют опорно-осевое подвешивание двигателей, при ко­тором двигатель одной стороной через моторно-осевые подшипники жестко опирается на ось колесной пары, а другой упруго связан с рамой тележки. При опорно-осевом подвешивании вращающий момент на колесную пару передается через тяговую зубчатую пере­дачу, состоящую из шестерни, насаженной непосредственно на вал тягового двигателя, и зубчатого колеса, находящегося на колесной паре. На грузовых электровозах обычно применяют двусторонние передачи, т. е. шестерни насаживают на оба конца вала двигателя. 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 Однако опорно-осевое подвешивание получило широкое распространение вследствие простой конструкции тяговой передачи.

На пассажирских электровозах, конструкционные скорости ко­торых 120 км/ч и выше, используют рамное подвешивание двига­телей, при котором двигатель жестко крепят к раме тележки, т. е. он является полностью подрессоренным. Тяговая передача при рам­ном подвешивании двигателя состоит из зубчатой передачи и ме­ханизма, воспринимающего относительные перемещения между двигателем и колесной парой. Тяговые передачи пассажирских электровозов односторонние.

При односторонней передаче ось колесной пары подвергается действию крутящего момента; при двусторонней — средняя часть оси практически разгружена от передачи вращающего момента. Однако для равномерного распределения вращающего момента двигателя при двусторонней передаче необходимо принимать спе­циальные меры; применять упругие передачи или передачи с косым зубом. Выравнивание нагрузок при косозубых передачах, имеющих разнонаправленный скос зубьев, происходит следующим образом. Если сначала в зацеплении находится передача с одной стороны двигателя, то появляется горизонтальная сила, которая сдвигает тяговый двигатель в сторону до вступления в зацепление передачи другой стороны. Это поперечное перемещение двигателя продолжается до тех пор, пока горизонтальные силы обеих сторон не станут равными, т. е. пока не наступит выравнивания передаваемых вращающих моментов каждой стороны.

На электровозах ВЛ8, ВЛ10, ВЛ11 и ВЛ23 применяют жесткие косозубые, а на ЧС2 и ЧС2Т жесткие прямозубые передачи.

Основными параметрами зубчатой передачи являются: началь­ные окружности зубчатых колес, передаточное число, модуль, угол зацепления, шаг и межцентровое расстояние.

Начальная окружность — это расчетная (условная) окружность, по которой как бы происходит соприкасание зубьев колес, находящихся в зацеплении. По начальной окружности нормируют и про­веряют толщину зуба. Передаточное число — это отношение диаметров начальных окружностей (или чисел зубьев) зубчатого колеса и шестерни, оно показывает, во сколько раз частота вращения колесной пары меньше, а вращающий момент больше, чем частота вращения и вращающий момент якоря тягового двигателя.

Модуль зубчатого колеса (шестерни) представляет собой отношение диаметра начальной окружности к числу зубьев; модуль является показателем размера зуба. Форма поверхности зуба харак­теризуется углом зацепления. Чем больше угол зацепления, тем шире нижняя часть зуба и уже его вершина.

Расстояние между одинаковыми точками двух смежных зубьев, измеренное по начальной окружности, называется шагом зубчатой передачи. Расстояние между центрами начальных (делительных) окружностей зубчатого колеса и шестерни называется межцентровым расстоянием.

Опорно-осевое подвешивание

Опорно-осевое подвешивание тяговых двигателей и передача при опорно-осевом подвешивании. При опорно-осевом под­вешивании тяговый двигатель одной стороной с помощью спе­циальной конструкции подвешен к поперечной балке рамы тележ­ки, а другой опирается на ось колесной пары. На отечественных электровозах постоянного тока применяют две конструкции связей двигателя с рамой тележки: маятниковое и траверсное подвеши­вание.





Маятниковое подвешивание

На электровозах ВЛ10, ВЛ11 применено маятниковое подвешивание тяговых двигателей. К шкворневой балке рамы тележки шарнирно с помощью валика 9 (рис. 1) прикреплена подвеска 4. Ва­лик от выпадания защищен планками, одна из которых приварена, а другая закреплена болтами. Для уменьшения износа в подвеску и приливы 10 шкворневой балки запрессованы втулки 8 из марганцовистой стали Г13Л. Нагрузка от массы тягового двигателя, а также при его колебаниях передается на подвеску через кронштейн 6, резиновые 1 и стальные шайбы 2 и 5. Литой кронштейн в болтами 7 прикреплен к остову тягового двигателя II. В свободном состоянии резиновые шайбы имеют высоту 80 мм. При монтаже гайкой 3 создается предварительное сжатие (на 25 мм). Для пре­дупреждения падения двигателя на путь в случае обрыва подвески или поломки кронштейна предусмотрены приливы на остове двигателя и шкворневой балке.

Монтаж подвешивания производят в следующем порядке. На кронштейны тяговых двигателей укладывают верхние резиновые и стальные шайбы, после чего опускают раму с закрепленными подвесками; при этом подвески должны войти в. отверстия в шайбах. Затем заводят нижние резиновую и стальную шайбы и закрепляют корончатой гайкой; затяжку гайки производят до упора стальной шайбы в кольцевой бурт подвески. Перед монтажом ва­лик смазывают универсальной смазкой УС-2, а опорные поверхно­сти под резиновые шайбы припудривают тальком.



[/b]



Траверсное подвешивание 

Траверсное подвешивание двигателей применено на электрово­зах ВЛ8 и ВЛ23. Упругими элементами являются пружины 1 (рис. 2), размещенные между двумя балочками: верхней 2 и ниж­ней 13 с приваренными к ним накладками 7 из износостойкой или закаленной стали. Для обеспечения устойчивости траверсы имеются два стержня 6 и направляющие втулки 12. На концах балочек сделаны отверстия 8 для пропуска монтажных болтов, создающих предварительный натяг. Собранную, сжатую под прессом и стянутую монтажными болтами траверсу устанавливают сбоку в пространстве между кронштейнами 5 и 9 поперечной балки рамы тележки и приливами (носиками) 4 к 11 остова двигателя так, чтобы отвер­стия в кронштейнах и балочках совпадали. После этого снизу ста­вят стержни 6 и поддерживающие пластины 10, которые крепят бол­тами к кронштейнам 9. Гайки стяжных болтов ослабляют (зазор между гайкой и балочкой должен быть около 5 мм) или удаляют болты.

В случае излома пружин или обрыва носика двигателя он бу­дет опираться предохранительными приливами 3 на кронштейны рамы тележки. Недостаток конструкции траверсного подвешивания заключается в износе направляющих стержней в местах соприкасания с втулками, накладок верхней и нижней балочек и кронштейнов. На ось ко­лесной пары двигатель опи­рается в двух местах через моторно-осевые подшипни­ки, которые размещены в приливах остова тягового двигателя.







Зубчатая передача электровоза ВЛ10 

Зубчатая передача электровоза ВЛ10 жесткая косозубая двусторонняя. Шестерня (рис. 3) изготов­лена из поковки хромо­никелевой стали марки 20ХНЗА. После механиче­ской обработки шестерню подвергают нитроцемента­ции на глубину 1,6—2,4 мм и закалке. Для насадки ше­стерни на вал тягового дви­гателя она имеет кониче­ское отверстие (конусность 1 : 10); на конической поверхности есть канавка ши­риной 20 мм для направля­ющей шпонки, а на торце шестерни — выточка для гайки, предохраняющей ше­стерню от сползания с кон­ца вала. Перед насадкой конические поверхности ва­ла и шестерни притирают так, чтобы общая поверхность контакта была не ме­нее 85% (проверяют путем нанесения краски).

На конец вала якоря ше­стерню насаживают в на­гретом состоянии (темпера­тура 150—180° С, нагрев только индукционный; на­грев в масле не допускает­ся) с натягом 0,27—0,30 мм и закрепляют гайкой.



Зубчатое колесо (рис. 4) цельнокатаное, состоящее из ступицы 4, диска 2, обода 3 с зубьями 1, изоготовляют из стали 55 и подвергают объемной закалке с высоким отпу­ском. Все зубья подвергают дефектоскопированию.

Передаточное число зубчатой передачи 3,826 (число зубьев шес­терни 23, зубчатого колеса 88), междентровое расстояние 617,5 мм, угол зацепления 20°, угол наклона зубьев 24°37/12".









Зубчатые колеса на электровозах ВЛ8 

Зубчатые колеса на электровозах ВЛ8 составные, состоящие из жестко соединенных между собой центра и венца; передаточное число 3,905.

Кожухи зубчатых передач на электровозах ВЛ10, ВЛ11 изго­товлены из стеклопластика, а на электровозах ВЛ8 и ВЛ23 — свар­ные из листовой стали. Стеклопластиковый кожух (рис. 5) состо­ит из двух половин 1 и 2, соединенных между собой болтами. Мас­ленка 3 прикреплена к кожуху болтами, устанавливаемыми (как. д гайки) на эпоксидной смоле. Перед монтажом масленки под план­ку укладывают пять слоев стеклоткани, пропитанной полиэфирной смолой. Стальные бобышки 4 для крепления кожуха к остову дви­гателя и кронштейн 5 также устанавливают на эпоксидной смоле, причем зазоры между шпильками и стенками кожуха заполняют стекложгутом ЖС-1 на эпоксидной смоле. Наружные поверхности кожуха покрывают черной эмалью ПФ-115. В каждый кожух за­ливают 4 кг осерненной смазки марки 3 (зимой) или Л (летом). Контроль уровня смазки производят через масленку 3 с помощью указателя.



Кожух зубчатой передачи (рис. 6) электровоза ВЛ8 состоит из двух половин 1 и 2, скрепленных болтами. Около разъемных кромок приварены уплотняющие накладки; в пазах накладок верх­ней половины уложены войлочные уплотнения. Войлочные уплот­нения имеют и горловины кожуха. В верхней половине кожуха над малой шестерней имеется отверстие, закрываемое крышкой, для за­ливки смазки; отверстие снабжено металлической сеткой. К ниж­ней половине кожуха приварена трубка 3, сообщающаяся с внут­ренней полостью и закрываемая гайкой со щупом. На щупе сделаны две риски, указывающие наименьший и наибольший допустимые уровни смазки.

Зазор между кожухом и шестерней должен быть не менее 7 мм; его регулируют дистанционными шайбами, помещаемыми между кожу хом и остовом двигателя в местах крепления к остову. При монтаже зубчатых передач необходимо проверить свес шестерни относительно зубчатого колеса (не более 4 мм), зазор между поверх ностями зубьев шестерни и зубчатого колеса (0,34—0,67 мм) и радиальный зазор в передаче (не менее 2,5 мм).

Рамное подвешивание тягового двигателя и передача при рамном подвешивании. На электровозах ЧС2, ЧС2Т применено рамное подвешивание тягового двигателя. С каждой стороны остова двигателя имеются по два прилива, которыми он опирается с одной стороны на поперечную балку 1 (рис. 7) рамы тележки и крепится к ней болтами 2, а с другой — болтами 3 к специальной сварной поперечной балке 4, опирающейся на продольные балки 5 рамы тележки и расположенной над осью 7 колес ной пары. Параллельность геометрических осей двигателя и колесной пары достигается с помощью дистанционных прокладок 6, устанавливаемых под приливы остова.









Тяговая передача электровоза ЧС2 

[b]Тяговая передача электровоза ЧС2 состоит из следующих основных элементов; карданного вала 12 (рис. 8) с двумя карданными муфтами, цилиндра 6 и зубчатой передачи. Цилиндр 6 имеет на наружной поверхности 12 шлицевых канавок, в которые входят зубья, приваренные к полому валу яко­ря тягового двигателя со .стороны коллектора. К торцовой стенке цилиндра болтами крепят два подшипника 11 (на рис. 8, а виден только один подшипник), в которые входят пальцы (цапфы) кре­стовины 10, расположенные (на рисунке) в горизонтальной пло­скости. Два других пальца 8 крестовины, находящиеся в верти­кальной плоскости, входят в подшипники 9, прикрепленные к по­водку 7 карданного вала. Крестовина 10, поводок 7 и подшипни­ки 9 и 11 образуют внутреннюю карданную муфту.

Карданный вал 12 (рис. 8, б) проходит внутри полого вала якоря и на другом конце (со стороны шестерни) имеет внешнюю карданную муфту. Эта муфта состоит из поводка 13, имеющего шлицевое соединение с карданным валом и закрепленного на нем кольцом и гайкой, крестовины 1 (рис. 8, в), поводка 2, который торцовыми шлицами и болтом соединен с шестерней 3, и четырех подшипников. Двумя подшипниками, расположенными в горизон­тальной плоскости, крестовина соединена с поводком 13 карданно­го вала, а двумя подшипниками 4, находящимися в вертикальной плоскости, с поводком 2 шестерни. Подшипники к поводкам крепят болтами 5. Все подшипники карданных муфт игольчатые.

Относительные вертикальные перемещения тягового двигателя и колесной пары сопровождаются поворотом карданного вала в вер­тикальной плоскости, возможным вследствие поворота крестовин в подшипниках карданных муфт. При аксиальном смещении колес­ной пары относительно якоря тягового двигателя зубья полого ва­ла скользят по шлицам цилиндра 6.

Шлицевое соединение цилиндра 6 с валом якоря и внутренняя карданная муфта помещены в камеру, в которую через канал в под­шипниковом щите заливают около 5 л масла. Подшипники внешней карданной муфты смазываются консистентной смазкой.

Вращающий момент от вала якоря на колесную пару передает­ся через шлицевое соединение, цилиндр 6, внутреннюю карданную муфту, вал 12, внешнюю карданную муфту, шестерню и зубчатое колесо.

Шестерня 1 (рис. 9) вращается в двух двухрядных сфериче­ских подшипниках 4, установленных в подшипниковых щитах 5 и 17, а венец 7 (зубчатое колесо) 12 призонными болтами 16 крепит­ся к коническому раструбу центра 13 движущего колеса. Подшип­ник шестерни, расположенный со стороны двигателя, имеет закреп­ленные крышкой 3 наружное и гайкой 2 внутреннее кольца. У вто­рого подшипника (со стороны движущего колеса) закреплено гай­кой 18 только наружное кольцо; подшипник закрыт крышкой 19, прикрепленной болтами к щиту 17.

Постоянство межцентрового расстояния обеспечивается жест­кой конструкцией корпуса редуктора и применением роликовых подшипников 12, через которые корпус редуктора опирается на удлиненную ступицу колесного центра. Сферические подшипники корпуса редуктора установлены в специальном разъемном корпусе 9, закрыты лабиринтным кольцом 10, крепящим внутреннее кольцо наружного подшипника; кольцо 10 прикреплено болтами 11 к торцу ступицы колесного центра. Корпус подшипников болтами закреплен к крышке 8, приваренной к боковой стенке, с которой болтами 6 соединен подшипниковый щит 5. Между боковой стенкой 15 со стороны движущего колеса и колесным центром имеется лабиринтное кольцо 14.

Кроме опоры на колесную пару, корпус редуктора подвешен к кронштейну 1 (рис. 10) поперечной балки рамы тележки. Кронштейн, прикрепленный к несущей плите поперечной балки болтами 2, валиком 4 с резино-металлической втулкой шарнирно соединен с подвеской 5. Такое же соединение имеет корпус 7 редуктора с нижней головкой подвески. Оба валика стопорят планками 3. Корпус редуктора снабжен выступом 6, предохраняющим редуктор от падения в случае обрыва подвески или поломки кронштейна. Шарнирное крепление корпуса редуктора тяговой передачи к раме тележки обеспечивает необходимую свободу перемещения корпуса.

На корпусе редуктора расположены два люка для осмотра зубьев шестерни (люк над шестерней) и венца (люк на торцовой стенке), отверстие, закрываемое пробкой со щупом, для заливки смазки, два отверстия с магнитными пробками для удержания ферромагнитных (метал­лических) частиц, загрязняющих смазку, и отверстие для удаления смазки. Корпус редуктора разъемный; разъем осуществляется в месте установки роликовых подшипников корпуса.

Передаточное число тяговой зубчатой передачи 1,75, число зубь­ев шестерни 44, зубчатого колеса 77, межцентровое расстояние 726 мм, угол зацепления 20°.

Вас заинтересуют так же следующие новости

Больше интересного

Комментарии (1)
Добавить комментарий
Прокомментировать
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
ИЛИ ЧЕРЕЗ СОЦ. СЕТЬ