привод колесной пары локомотива

Формула изобретения

1. Привод колесной пары локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, установленный на подрессоренной части экипажа, полый вал, охватывающий ось колесной пары, соединенный упругими муфтами со втулкой, которая имеет возможность вращаться от тягового двигателя, и с колесной парой, отличающийся тем, что каждая из упругих муфт имеет четное число, но не менее шести, цапф, половина из которых принадлежит одной полумуфте, а вторая половина принадлежит другой полумуфте, при этом между цапфами по окружности установлены в сжатом состоянии резиновые амортизаторы, каждый из которых одной стороной упирается в цапфу одной полумуфты, а другой стороной упирается в цапфу другой полумуфты.

2. Привод колесной пары по п.1, отличающийся тем, что резиновый амортизатор выполнен многослойным и армирован металлической арматурой, привулканизированной к резине.

3. Привод колесной пары по п.1 или 2, отличающийся тем, что резиновый амортизатор выполнен полым и связан с цапфами через шайбы, жестко закрепленные к цапфам болтами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению и касается конструкции привода колесной пары железнодорожного тягового подвижного состава.

Известен привод колесной пары локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, полый вал, охватывающий ось колесной пары и жестко связанный с ведомой шестерней тягового редуктора. С помощью шарнирно-поводковых муфт, расположенных с двух сторон, полый вал связан с колесами колесной пары локомотива. Шарнирно-поводковая муфта состоит из траверсы, поводков, пальцев для соединения поводков с траверсой, приводом полого вала и колесным центром, резинометаллических втулок (амортизаторов). Ведущие поводки муфты одним концом присоединены к пальцам полого вала, другим - к пальцам траверсы. Ведомые поводки муфты соединяют траверсу с колесным центром (В.Г.Быков и др. Пассажирский тепловоз ТЭП70. - М: Транспорт, 1976, - с.201-209, рис.99, 100, 103).

Недостатком такой конструкции является высокое кинематическое несовершенство тягового привода, которое приводит к высоким динамическим нагрузкам и, как следствие, к недостаточной надежности и низкому ресурсу в эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является привод колесной пары локомотива, состоящий из тягового электродвигателя, жестко установленного на подрессоренной части экипажа (на раме тележки), полого вала, охватывающего ось колесной пары и связанного упругими муфтами с одной стороны с колесом, а с другой стороны со ступицей (втулкой), приводящейся во вращение от тягового электродвигателя через шестерню и зубчатое колесо, которое жестко связано с указанной ступицей (втулкой), которая, кроме того, на подшипниках установлена на опоре, жестко закрепленной на корпусе тягового электродвигателя. Каждая из муфт состоит из четырех поводков, в головках которых запрессованы резинометаллические амортизаторы шарнирного типа. Поводки муфты привода полого вала при помощи валиков связаны с цапфами ступицы (втулки) и полого вала, а для муфты привода колеса поводки с резинометаллическими амортизаторами установлены на пальцы, которые запрессованы в бобышки колесного центра и фланца, жестко связанного с полым валом (Под ред. И.В.Бирюкова. Механическая часть тягового подвижного состава. - М: Транспорт, 1992, - с.346, рис.13.45).

Недостатком такой конструкции привода является то, что она достаточно сложна и требует высокой точности при изготовлении элементов привода (валиков, пальцев и др.), а также при расточке отверстий в поводках под запрессовку резинометаллических шарниров, в резинометаллических шарнирах под валики, под валики в цапфах ступицы и полого вала. Элементы привода по условиям монтажа собираются с зазором, величина которого должна быть минимальной, так как она непосредственно влияет на надежность работы привода.

Кроме того, поводки, имеющие значительную массу, при высоких оборотах колесной пары создают дополнительные паразитные нагрузки на элементы привода, связанные с центробежными силами, что снижает надежность и уменьшает срок службы конструкции.

Вместе с тем габариты муфт таковы, что для их размещения необходимо муфту привода одного из колес колесной пары выносить за колесный центр, а для размещения муфты привода полого вала другой колесный центр изготавливать изогнутым, что существенно сказывается на прочности и надежности как самого привода, так и колесной пары.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности и уменьшение габаритов привода колесной пары.

Технический результат достигается тем, что в приводе колесной пары локомотива, содержащем тяговый электродвигатель, установленный на подрессоренной части экипажа, полый вал, охватывающий ось колесной пары и соединенный упругими муфтами со втулкой, которая имеет возможность вращаться от тягового двигателя, и с колесной парой, каждая из муфт имеет четное число, но не менее шести, цапф, половина из которых принадлежит одной полумуфте, а вторая половина принадлежит другой полумуфте, при этом между цапфами по окружности установлены в сжатом состоянии резиновые амортизаторы, каждый из которых одной стороной упирается в цапфу одной полумуфты, а другой стороной упирается в цапфу другой полумуфты.

Резиновый амортизатор может быть выполнен многослойным и армирован металлической арматурой, привулканизированной к резине.

Кроме того, резиновый амортизатор может быть выполнен полым и связан с цапфами через шайбы, жестко закрепленные к цапфам болтами.

На фиг.1 представлен привод колесной пары локомотива, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - предлагаемый привод колесной пары тепловоза ТЭП70; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.3; на фиг.5 - резиновый амортизатор; на фиг.6 - резиновый амортизатор в сжатом для монтажа и демонтажа состоянии.

Привод колесной пары локомотива состоит из тягового электродвигателя 1, установленного на подрессоренной части экипажа (раме тележки) 2, на валу которого посажена ведущая шестерня 3, приводящая во вращение зубчатое колесо 4, которое жестко связано со втулкой 5, установленной на подшипниках 6 и 7 в корпусе тягового редуктора 8. С торца втулка 5 жестко связана с фланцем 9 с цапфами 10. Полый вал 11, охватывающий ось колесной пары 12, имеет одинаковое с фланцем 9 количество цапф 13, которые подобны цапфам 10. Цапфы 10 и 13 расположены по окружности и чередуются друг за другом. Между цапфами 10 и 13 расположены резиновые амортизаторы 14. Таким образом муфта имеет две полумуфты с цапфами 10 и 13 соответственно. Число цапф муфты - четное, но не менее шести. Аналогичную конструкцию имеет вторая муфта, связывающая с другого конца полый вал 11 с колесом 15 колесной пары 12.

Для удобства ремонта привода колесной пары в эксплуатации выполняется полый резиновый амортизатор 16, который стягивается монтажным болтом 17 через шайбы 18. В таком сжатом состоянии амортизатор монтируется или демонтируется в муфту. После монтажа монтажный болт 17 выворачивается и на его место устанавливаются болты 19, крепящие шайбы 18 к цапфам 10 и 13.

Для обеспечения необходимых жесткостных характеристик резиновый амортизатор выполняется в несколько слоев, между которыми армирован металлической арматурой 20, привулканизированной к резине.

Привод колесной пары локомотива работает следующим образом. При вращении вала тягового электродвигателя 1 крутящий момент через шестерню 3, зубчатое колесо 4 и втулку 5 передается фланцу 9, который через цапфы 10, 13 и резиновые амортизаторы 14 приводит во вращение полый вал 11. Далее вращение через аналогичную муфту, расположенную с другого конца полого вала 11, передается на колесо 15, заставляя вращаться всю колесную пару 12.

Вертикальные перемещения колесной пары 12 относительно тягового двигателя 1 происходят за счет угловой податливости одной полумуфты относительно другой полумуфты, а также как одной, так и второй упругой муфты, что обеспечивается за счет упругой деформации резиновых амортизаторов 14. За счет упругой деформации резиновых амортизаторов 14 происходят также и осевые (вдоль оси колесной пары) перемещения колесной пары 12 относительно тягового двигателя 1.

При передаче крутящего момента цапфа 10 по окружности давит на резиновый амортизатор 14, заставляя его сжаться и создавая в нем напряжение сжатия. В это время такой же резиновый амортизатор 14 с другой стороны цапфы 10 может «потерять» взаимодействие с цапфой. Для исключения этого явления необходимо резиновые амортизаторы устанавливать в муфту в сжатом состоянии, причем степень сжатия амортизаторов надо выбирать такой, чтобы при всех режимах работы привода и всех возможных перемещениях в резиновых амортизаторах оставались напряжения сжатия.

Представленный на фиг.3 привод колесной пары тепловоза ТЭП70 наглядно иллюстрирует преимущества предлагаемого привода. Таким образом реализация предлагаемой конструкции снижает габариты привода, что позволяет разместить обе муфты между колесами колесной пары локомотива и при этом диски колес можно изготовить достаточно прямыми, а значит повысить надежность конструкции в эксплуатации. Передача крутящего момента в предложенной конструкции происходит без применения поводков, валиков, пальцев, других элементов привода, что значительно упрощает конструкцию и увеличивает срок службы привода колесной пары локомотива.