Тяговый привод локомотива

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 3(51) В ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ЕН(71) Всесоюзный научно-исследовательский тепловозный институт (53) 629.423.1.315(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство Р 424751, кл, В 61 С 9/50, 1972.2. Авторское свидетельство СССР Р 725928, кл, В 61 С 9/50, 1977 (прототип)(54)(57) 1, ТЯГОВЫИ ПРИВОД ЛОКОМОТИ ВА,преимущественно опорно-рамного типа, соДержащий установленный на раме тележки электродвигатель с полым валом якоря, соединенный находящимся внутри упомянутого валарсионным валом с жестко присоедиСССР то ненным к электродвигателю двухпоточным редуктором,;кинематическисвязанным с колесной парой и включающим в себя ведущее, ведомое идва промежуточных колеса, установленных на сферических подщипниках,и ус-ройство для выравнивания на"грузок на промежуточные колеса, выполненное в виде упругих опор, имеющих упругие элементы, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повншения надежности и упрощения конструкции, упругие опоры смонтированы в корпусе редуктора на концахвалов промежуточных зубчатых колес,,причем каждая из опор состоит поменьшей мере из двух упругих элементов, жесткость которых пропорциональна нагружающим усилиям,1063673 2 привод по г, 1 о т л и л а Ю Щ И й С и тЕМ. Чта УПРУГИЕ ОПОРЫ расположены параллельно друг другу, причем касательные глоскасти, носстанонленные к сяредттнам их апррных понерхностей перпендикулярнь линии действия равнодействующей силы на вал прамежутсчнога зубчатога колеса.3. Привод по и,. 1, о т л и ч а Ю Щ И й С Я ТЕМт ЧТО КажДаЯ ИЗ УПРУройство для выраннивания нагрузокна промежуточные колеса, выголненноен ниде упругих опор, иметотцих упругие элементы 2,т,Недостатками привода являютсясложность конструкции устройствадля ныравниваттия нагрузок и его обслуживания вследствие того, что упругие элементы расположены внутрит 0 кОРпуса РеДУктоРа, а также необходимость периодической регулировкиэтого устройстна.Цель изобретения - повыщение надежности и упрощение конструкциитяга на го и ри вода,указанная цель достигаетсч тем,что н тяговом приводе локомотива,преимущественно опорна-рамного типа, содержащем установленп-"й на ра. -7 Дме тележки электрадвигате;": ск:налом якоря, соединс,.т.;й тлаходящимся ннутри утомя " . . аха торси -онным валом с жестко присоединеннымк электродвигателю днухпатачнымредуктором, кинематически связанным с колесной парой и включающимв себя ведущее, ведомое и дна промежуточных колеса, ус.".анонленныхна сФерических подщипниках, и устрОЙ ство ля ныр анни в пни я наГРузОкЩна промяжу=очные колеса, выполненНОЕ В ВИДЕ УПРУГИХ ОГОР, ИМетттЛХупру Гия злетенты. Упругие опорысмОнтирОн а .ты в каргту с; редуктОра наконцах залов поомежу; очных зубчатыхолесг причем каждая из агар состои т мен.ще тяре из двух угругих.элементов, жестк ".:ь которых прапорциональна нагружа;и. ,силиям:Кроме того, упр.:ия опоры рас 4 О положены параллельго друг другу,причем касательные плоскости, носстанонленные к серединам их опорныхповерхностей. перпендикуля. ны линии действия равнодействующей силыд 5 на вал промежуточного зубчатого колеса,. Изобретение относится к железно- ДОРажНОМУ тРаНСПОРтУ И КаеаЕтСЯ ТЯ- гоного пртлвода локомотива.Известен тяговый привод лотгаматива, содержащий тяговый электродвигатель с плавающей ведущей шестерней, зацепленной са связанной с колесной парой н,домой шестерней гасредством двух промежуточных щестерен, установленных на сФерических Опорах н корпусе редуктора. СвободНЫй КОНЕЦ ВаЛа ПлаНащщей ведуЩей щестерни устанонлен з сферическом подгаипнтлке, смонтированном в обойме с плосктлтти гранями и опирающемся на одну из наклонных плоскостей. выполненных в коргусе ре.т:,уктора ;11,Недостатком привода является зна- ЧИтЕЛЬНаЯ НЕРаВНаМЕРНаотЬ Нат.РУЖЕ - ния промежуточных щестерен. При колебаниях абрессаренных частей лоКОМОТИВа ПЕРЕМЯтт,ентЛС ЭЛЯКТРОДБИГате".- лязстк за;:1 тлял т-,го г -, о-,; ,-, тележки, стносительно осевога редуктора досаочно велико, и нозникаюштл. ттрн з гам перекос торсионного вала вмсстя с ведущей шестерней не мажет быт, скампенсираван самоустаназ кой прОмежутсчных Шестерен, КромЯ того, сила трения обоймы сФЯриче- СКОГО ПадттИПНИКа ПО НаКЛОННЫМ ПЛОС- костям корпуса достигает значительной величины,. вследствие сего происходит неравномерное распределение нагрузктл между промежуточными шес-. тернями.Известен также тяговый привод лс комотива, преимущественно огорнорамнога типа, содержащий установленный на раме тележки электродвигатель с полым залом якоря, соединенный находящимся внутри упомянутого валазалам с жестко НРигоединенным к электродвигателю двухпотот - ным редуктором, кинематически сня занным с колесной парой и нключаю-. тщлм в себя ведущеет ведомсе и два промежуточных колеса, устананленньх на. сФерических падтТттпн;ках т и усКгих агто, тга таит из трех одинаконыхугру,иу . лянтов, Один из которыхра .,-Олож: так, чта касательная плос,кость, восстановленная к ередине егоопорной поверхнаст:.;, пеогендикулярна литлии действия равнодействующейсилы на вал промежуточнога зубчатаго колеса, а два других расположень,наклонна-встречна " симметрично относительно упомянутой линии,Причем каждая из упругих опар состои.г тлз трех одинакс вьх упругих30 На торсионный вал 7 напрессована ведущая шестерня 10, С ней взацеплении находятся два промежуточных зубчатых колеса 11 и 12, установленные на сферических подшипниках 13 на валах 14, опирающихся че рез цапфы 15 на упругие элементы16, расположенные в корпусе 9 редуктора четырьмя группами по два или по три элемента в каждой, Одновременно колеса 11 и 12 взаимодейст вуют с установленным на подшипниках17 качения в корпусе 9 редуктора ведомым зубчатым колесом 18, кинематически соединенным через муфты 19 и 20 и полый карданный вал 21 с колесной парой 22 локомотива. Упругие опоры выполняются комплектно, включая упругие элементы 16 и арматуру, состоящую из внутренних цапф15 и.внешних обойм 23, При этом возможны несколько вариантов испол нения упругих опор. В упругой опоре все упругие элементы когут иметьодинаковые размеры или отлйчаться каким-то одним размером,например шириной, толщиной, длиной или ди аметром. При одинаковых упругих элементах наиболее простым являются конструкции опор, в которых приме" иены группы из трех элементов, име 1 ющих в сечении форму прямоугольника 60 (фиг. 9) или кольцевого сектора (фиг, 6), В случае применения в опоре упругих элементов, отличающйхся каким-то одним размером, на. йболее простыми являются двухэлеэлементов, один из которых расположен так, что касательная плоскость,восстановленная к середине его опорной поверхности, перпендикулярналинии действия равнодействующейсилы на вал промежуточного зубчатогоколеса, а два других расположены наклонно-встречно и симметрично относительно упомянутой линии.На фиг, 1 изображена кинематическая схема тягового привода локомотива; на фиг, 2. - то же, вид сбоку со стороны редуктора; на фиг. 3схема сил, действующих на валы промежуточных колес; на фиг. 4-9 - схемы вариантов исполнения устройства 15для выравнивания нагрузок, выполненных на базе упругих элементов простейшей конструкции,Тяговый привод содержит установленный с помощью кронштейнов 1 и 2 Щна раме 3 тележки электродвигатель4 с полым валом 5, соединенным шлицевым соединением 6 с одним концомторсионного вала 7, другой конецкоторого опирается на сферическийподшипник 8, смонтированный в корпусе 9 двухпоточного редуктора, жестко соединенного с остовом двигателя 4,ментные конструкции, в которых элементы отличаются либо по ширине (фиг, 4), либо по толщине ( фиг. 5), либо по длине (фиг. 6), либо по диаметру (фиг. 7),Тяговый привод работает следующим образом.Крутящий момент от вала 5 электродвигателя 4 через шлицевое соединение 6 передается на торсионный вал 7, ведущую шестерню 10 промежуточные 11 и 12 и ведомое 18 зубчатые колеса, а от последнего через муфту 19, полый карданный вал 21 и муфту 20 - на колесную пару 22 локомотива.При работе привода для обоих направлений вращения промежуточных зубчатых колес на их валах появляется сила, действующая под углом а/2 ( фиг. 3) к линии между центрами ведущего и ведомого колес. Угол К зависит от числа зубьев, угла профиля и модуля зубчатых колес, т.е от геометрии зубчатой передачи. При этом для разных направлений вращения зубчатых колес величина равнодействующей сил, действующих на промежуточный вал; различна. При изменении направления вращения направление равнодействующей изменяется на 180 , т.е. она в обоихо случаях действует вдоль одной прямой, На этой прямой с противоположных сторон валов промежуточных зубчатых колес устанавливаются упругие эле- менты упругих опорПри передаче нагрузки от ведущей шестерни 10 на промежуточные колеса величина равнодействующих сил, действующих на валя колес 11 и 12, различна (фиг. 3)однако деформация упругих элементов в опорах этих валов одинакова вследствие соответствующего подбора жесткостей этих элементов в одной опоре.Соотношение жесткости упругих опор для прямого и обратного направлений вращения промежуточных колес может быть выражено зависимостьюЖ где- угол зацепления. угол при вершине В (С) на фиг, 3. В результате такого подбора жесткости опор перемещения колес 11 и 12 будут одинаковыми, следовательно, нагрузки на промежуточные колеса будут также уравнены,В случае применения двухэлементных опор упругие элементы в них устанавливаются так,.что касательные плоскости, восстановленные к серединам их опорных поверхностей, перпен,щз и Л+ Сс 05 (3 ) где Г И,г. дикулярны линии действия равнодействующей силы на вал. При этом упругие элементы, состоящие в одной опоотличаются жесткостью вследствие различия в геометрических размерах фиг. 4-7) .В трехэлементной опоре используются одинаковые упругие элементы, что очень удобно при их изготовлении. Поскольку в этом случае все упругие элементы идентичны, т.е. имеют одинаковь 1 е параметры, в том числе и жесткость, то для соблюдения равенства перемещения валов, а значит и деформаций в опорах, в направлении большей силы устанавливается один упругий элемент, работающий только на сжатие и этим обеспечивающий максимальную жесткость, так как его опорная поверхность симметрична относительно линии равнодействующей силы, а касательная плоскость, восстановленная к середине опорной поверхности, перпендикулярна этой линии, а с противоположной стороны вала симметрично относительно той же линии равнодействующей силы установлены два таких же элемента, расположенных под угломк касательным плоскостям, восстановленным к серединам их опорных поверхностей.Суммарная жесткость этих двух элементов может быть выражена фор- мулой щадь сечэлемента;модуль сжатия материала; модуль сдвига материала; угол наклона элемента к линии действия равнодействующей силы;высота элемента. Изменяя угол 3, можно подобрать необходимую суммарную жесткость двух элементов, которые работают на сжатие и на сдвиг и поэтому имеют суммарную жесткость меньше, чем у одного элемента, работающего только на сжатие. Величина угла/3 определяет положение наклонных элементов и зависит от их геометрических параметров и упругих свойств материала,Таким образом, установка Упругих опор в корпусе редуктора на концах валов промежуточных зубчатых колес и подбор жесткости упругих элементов этих опор пропорционально нагружающимусилиям повышают надежность тягового привода, упрощают его конструкцию, а также облегчают обслуживание привода в эксплуатации, поскольку не требуют дополнительных регулировок устройства,1063673 Яаг,3 Составитель М. Фрадкинактор С, Юско Техред Т.Маточка Корректо утя Эак 7 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проек 10302/19 Тираж 5 ВНИИПИ Государс по делам изо 113035 Москва, венно ретен Ж,комит и отк ушска одписноеСССРийаб д, 4/