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): | Бейсакулов Т.Т., Вавилов В.Ф., Валиев Б.В., Жидков В.Н., Красильников В.А., Вислополов Г.Ю., Бирюков В.А., Гнездилов Б.В., Кулабухов А.С. |
Патентообладатель(и): | Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-06-10 публикация патента:
30.12.1994 |
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 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,
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 = , 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 частотойfя = Zя n (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 n, 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
= = 3,17647. При сдвиге зубьев шестерни по окружности на валу якоря (фиг.4) на угол = 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 = , Гц где g - ускорение свободного падения 9,81 м/c2;
- радиальный зазор в якорном подшипнике, обычно = 0,03-0,3 мм. При указанных 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 , об/мин где i - передаточное число тягового редуктора (i = 4,41);
Dк - диаметр круга катания колеса (Dк = 1,05 м),
n = 5,3 = 1,855 об/с
При этом fм = n Zя = 1,855 54 = 100,17 Гц;
fш = n Zш = 1,855 17 = 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
Класс B61C9/38 системы передач для электровозов и электровагонов