система передачи локомотива с электрической передачей

Классы МПК:H02K5/24 предназначенные для подавления или ослабления шумов или вибраций 
B61C9/38 системы передач для электровозов и электровагонов
Автор(ы):, , , , , , , ,
Патентообладатель(и):Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта
Приоритеты:
подача заявки:
1991-06-10
публикация патента:

Использование: в тяговых электрических машинах, локомотивах с электрической передачей. Сущность изобретения: при сборке машины зубья шестерни на валу якоря устанавливаются так, чтобы угол между ними и зубцами якоря составлял система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 При этом частота возмущающего воздействия равна сумме частот электромеханического и механического воздействий, что позволяет уже при скорости 5 км/ч сделать его выше собственной частоты колебаний якоря и исключить резонанс. Устройство состоит из статора 1, главного полюса 2, зубчатого якоря 3, ведущей шестерни 4, ведомого зубчатого колеса 5 колесной пары и вала якоря. 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

Формула изобретения

СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ЛОКОМОТИВА С ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ, содержащая двигатель постоянного тока с вращающимся якорем и неподвижным индуктором, зубчатую шестерню, установленную на валу двигателя, и находящуюся в зацеплении с ним другую зубчатую шестерню, установленную на валу колесной пары локомотива с электрической передачей, отличающаяся тем, что зубчатая шестерня установлена на валу двигателя так, что угол между ее зубцами и зубцами якоря двигателя составляет

система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 ,

где Zя - число зубцов якоря.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в локомотивах с электрической передачей.

Известна система передачи локомотива с электрической передачей, содержащая двигатель постоянного тока с вращающимся якорем и неподвижным индуктором и зубчатую шестерню, установленную на валу колесной пары [1].

В такой системе за счет совпадения собственной частоты колебаний ротора и вынужденной частоты, возникающей за счет периодического изменения магнитного потока в воздушном зазоре, возможен резонанс поперечных колебаний якоря.

Известна также система, в которой для устранения резонанса поперечных колебаний воздушный зазор под нижними главными полюсами уменьшен по сравнению с таковыми под верхними полюсами, при этом одностороннее магнитное тяжение действует как пружина с отрицательной жесткостью и уменьшает собственную частоту колебаний [2].

В этой системе используются двигатели постоянного тока с ослаблением магнитного поля и на ослабленном поле эффект пружины с отрицательной жесткостью уменьшается при ослаблении поля более чем на 50%. Таким образом, такая система недостаточно эффективна.

Цель изобретения - повышение надежности.

Цель достигается тем, что зубчатая шестерня установлена на валу колесной пары локомотива так, что угол между ее зубцами и зубцами якоря двигателя составляет система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 = система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 , где Zя - число зубцов якоря.

Существенным отличием предлагаемой системы от прототипа является то, что благодаря проделанным операциям частота совместного возмущающего воздействия на якорь близка к сумме частот периодической составляющей магнитного тяжения и механического усилия зубьев шестерни и оказывается выше собственной частоты колебаний якоря.

Сущность изобретения заключается в следующем. Зубчатое строение якоря электрической машины (фиг. 1) обуславливает неравномерное распределение магнитной индукции В в воздушном зазоре под главными полюсами. Поскольку воздушные зазоры практически разные, то появляется периодическое возмущающее воздействие на якорь со стороны магнитных сил Fм (фиг.2) с частотой

fя = Zя система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868n (n - частота вращения якоря, об/c).

На фиг. 2 изображена система передачи локомотива с электрической передачей, где 1 - статор, 2 - главный полюс, 3 - якорь, 4 - зубчатая шестерня (ведущая), 5 - другая зубчатая шестерня (ведомое колесо). Периодическое возмущающее воздействие Pn со стороны тягового редуктора воздействует на якорь с частотой fш = Zш система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868n, шестерня на коническом хвостике вала якоря может занимать различные положения относительно зубцов якоря (фиг.3 и 4). Если периодические усилия Fм и Pn действуют в фазе, как показано на фиг.2, а это реализуется при установке шестерни по фиг.3, то частота возмущающего воздействия на якорь близка к частоте fм, поскольку число зубцов якоря в несколько раз больше числа зубьев шестерни. Обычно отношение Zя/Zш выбирается не равным и не кратным, например для тягового редуктора тепловоза

система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 = система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 = 3,17647.

При сдвиге зубьев шестерни по окружности на валу якоря (фиг.4) на угол система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 = система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 частота возмущающего воздействия со стороны Fм и Pn близка к сумме их частот f = fя + fш. Собственная частота поперечных колебаний вала якоря в подшипниках на жестком основании определяется по формуле

fс = система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868, Гц где g - ускорение свободного падения 9,81 м/c2;

система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 - радиальный зазор в якорном подшипнике, обычно система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 = 0,03-0,3 мм.

При указанных система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 частота собственных колебаний вала якоря в подшипниках fc = 29-91 Гц. При скорости движения тепловоза, например, v = 5 км/ч частота вращения якоря может быть определена по формуле

n = 5,3 система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 , об/мин где i - передаточное число тягового редуктора (i = 4,41);

Dк - диаметр круга катания колеса (Dк = 1,05 м),

n = 5,3 система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868 = 1,855 об/с

При этом fм = n Zя = 1,855 54 = 100,17 Гц;

fш = n система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 2025868Zш = 1,855 система передачи локомотива с электрической передачей, патент № 202586817 = 31,53 Гц;

f = fм + fш = 100,17 + 31,53 = 131,7 Гц.

Следовательно, уже при скорости 5 км/ч частота возмущающего воздействия на якорь превышает максимально возможную собственную частоту колебаний якоря и резонанс поперечных колебаний якоря исключается.

Класс H02K5/24 предназначенные для подавления или ослабления шумов или вибраций 

электрическая машина -  патент 2458446 (10.08.2012)
холодильный аппарат без намораживания инея -  патент 2405118 (27.11.2010)
погружной электродвигатель -  патент 2380810 (27.01.2010)
статор турбогенератора -  патент 2377706 (27.12.2009)
низковибрационный электромеханический преобразователь для привода станков -  патент 2314624 (10.01.2008)
роторная электрическая машина, ее опорная конструкция статора и способ ее изготовления -  патент 2301487 (20.06.2007)
корпус для электродвигателя, вальцованный из стального листа, с одним сварным швом -  патент 2259625 (27.08.2005)
корпус для электродвигателя, вальцованный из стального листа -  патент 2237961 (10.10.2004)
статор турбогенератора -  патент 2237337 (27.09.2004)
погружной в поток жидкости электродвигатель (варианты) -  патент 2234784 (20.08.2004)

Класс B61C9/38 системы передач для электровозов и электровагонов

Наверх