Подвешивание тяговых электродвигателей

Опорно-осевое подвешивание тяговых электродвигателей. На грузовых и маневровых тепловозах применяется подвешивание (рис. 204), при котором двигатель 1 одним концом через моторно-осевые подшипники 9 опирается на ось колесной пары 4, а другим через пружинный комплект (рис. 205) - на раму тележки. Передачатягового момента колесной паре осуществляется зубчатым редуктором, состоящим из зубчатого колеса 2, напрессованного на оси колесной пары, ведущей шестерни 3 на консоли вала двигателя и кожуха редуктора 8, прикрепленного болтами к корпусу двигателя.

Моторно-осевые подшипники (рис. 206) представляют собой разъемные подшипники скольжения, состоящие из двух бронзовых вкладышей 16 и охватывающие по всему периметру шейки оси колесной пары. Верхние вкладыши укладывают с небольшим натягом в расточку (постель) горловины тягового двигателя, а нижние - в крышки (шапки) 8 моторно-осевых подшипников и стягивают болтами. Момент затяжки болтов 1270-- 1450 Нм. От возможного поворота вкладыш удерживается шпонкой 17. Крышка подшипника служит также и масляной вaннqй, в которую заливают осевое масло марки Л, 3 или С в зависимости от времени года и местности эксплуатации тепловоза. Уровень масла контролируют маслоуказателем с поплавком 4.

Для смазывания шейки оси в ванне укреплено польстерное устройство, состоящее из корпуса 12, польстерного пакета 15, заключенного в коробку и перемещающегося в направляющих корпуса. Польстерный пакет может Рис. 204. Колссно-моторный блок с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей:

60. Подвешивание тяговых электродвигателей

I _ тяговый двигатель; 2 - упругое зубчатое колесо: 3 - шестерня; 4 - колесная пара; а - букса; в поводок буксы; 7 - пружииы; * -кожух редуктора: 9 - моторно-осевые подшипники Рис. 205. Пружинная подвеска двигателя:

60. Подвешивание тяговых электродвигателей

1 - кронштейн рамы тележки; 2, 5 - нижняя и верхняя обоймы; 3 - пружина: 4 - стягивающие болты; 6 - стержень; 7 валикбыть собран из ламповых фитилей или лучше из трех пластин тонкошерстного каркасного войлока размером 13Х X 157x190 мм. Каждая пластина состоит из пяти слоев войлока, между которыми проложена каркасная ткань-пряжа из 50 % шерсти и 50 % штапель-но-вискозного полотна.

Фитильный пакет состоит из двух войлочных прокладок и 12 хлопчатобумажных фитилей шириной 160 и длиной 200 мм. Общая толщина пакета 38-39 мм. Выступание фитилей относительно войлока должно быть не более 2 мм, утопание не допускается. Выступание фитиля относительно переднего края коробки (16±1) мм. Коробка с польстерным пакетом прижимается к шейке оси через окно в нижнем вкладыше с помощью рычага 10 и двух витых пружин 9, размещенных на стержне 1 и оси 2. Усилие поджатия коробки с фитилем к оси 40-60 Н.

Для обеспечения перемещения коробки без заедания она в направляющих корпусах подпружинена четырьмя пластинчатыми пружинами - по две снизу и две сверху. Пластинчатые пружины задним концом прикреплены к кожуху, а передние скользят в пазах коробки польстера. Рычаг 10 и пружины 9 закреплены на корпусе осью 2 и стержнем 1. Для удержания рычага 10 в поднятом положении во время вынимания польстерного пакета на стержень 1 установлен пружинный фикса

Рис. 206. Моторно-осевой подшипник с польстерной системой смазки:
60. Подвешивание тяговых электродвигателей

1 - стержень; 2 - ось; .4 фиксатор: 4 поплавок: .5 - втулка: 6 крышка; 7 - пробка для слива конденсата; 5 - крышка подшипника; 9 -- пружина; Ю - рычаг; 11 - пружина пластинчатая; 12 -- корпус: 13 - скоба; 14 - коробка; 15- пакет польстериый; 16 - вкладыш; 17- шпонкатор 3, свободный конец которого не дает возможности установить крышку 6 масляной ванны подшипника, если польстер не установлен на место и рычаг 10 не опущен в рабочее положение.

Моторно-осевые подшипники двигателей ЭД-118А имеют увеличенную по сравнению с подшипниками двигателя ЭД-107А длину вкладышей, равную 290 мм при длине рабочей части 262 мм. Расточка вкладышей выполнена в виде гиперболы. Разность диаметров по краям рабочей части расточки и в середине подшипника составляет 1 мм. Вкладыш изготовлен из оловя-нистой бронзы ОЦС-4-4-17. Проводились опыты применения на грузовых тепловозах вкладышей с заливкой баббитом Б83. Результаты оказались удовлетворительными.

У двигателей ЭД-107А подшипники смазываются польстерным устройством. Его конструкция несколько отличается от конструкции польстера двигателя ЭД-118А (меньшего объема смазочная камера, ширина смазочного окна в подшипнике 120 мм против 160 мм, соответственно ширина польстера 115 мм, направление польстера осуществляется роликами). Расточка подшипников цилиндрическая с шириной рабочей поверхности 140 мм, по концам вкладышей расточка выполнена большего диаметра для так называемых холодильников масла. В эксплуатации эти подшипники имеют низкую надежность, обусловленную главным образом плохой работой поль-стерного устройства.

Значительное число тепловозов 2ТЭ10М и 2ТЭ116 оборудовано принудительной системой подачи смазки к моторно-осевым подшипникам (см. рис. 197). Масло подается масляным насосом 7, установленным в единой крышке 3 моторно-осевых подшипников и приводимым в действие от зубчатого венца 8 оси колесной пары. Масло шестеренным насосом из нижней камеры крышки подводится к польстерному устройству 1 в верхних камерах 2, представляющему собой фитильную подушку из шерстяной пряжи, заключенную в коробку и поджатую винтовой пружиной, или пакет хлопчатобумажных фитилей, вы полненный по типу польстера тягового двигателя ЭД-118А. Такая система смазки наиболее надежна. Насос обеспечивает обильную подачу масла по достижении скорости движения тепловоза 30 км/ч.

Пружинная подвеска двигателя состоит из двух балочек (обойм) 2, 5 (см. рис. 205), между которыми установлены четыре витых пружины 3. Перед установкой на место пружинный комплекс стягивают болтами 4, пропущенными в отверстия на концах обойм. Комплект установлен между опорными кронштейнами 1 рамы тележки. Для фиксации его в раме тележки через сквозные отверстия в кронштейнах рамы и обоймах пропущены стержни 6, опирающиеся на валики 7, установленные в нижних кронштейнах рамы тележки. От выпадания валики предохранены штифтами. Кронштейны двигателя, охватывающие пружинную подвеску сверху и снизу, имеют сменные приварные пластины из стали 60Г. Пластины из такой же стали приварены к верхней и нижней балочкам.

Зубчатый редуктор состоит из шестерни, насаженной в горячем состоянии на конический хвостовик вала якоря двигателя, зубчатого колеса, укрепленного на оси колесной пары, и кожуха редуктора, предохраняющего зубчатую пару от пыли и грязи и служащего резервуаром для масла.

У всех грузовых и маневровых тепловозов передаточное число и модуль зацепления m унифицированы (. = 4,41; т = 10 мм). Для .того чтобы повысить изгибную и контактную прочность зубьев, их коррегируют, т. е. выполняют со смещением. Коррекция заключается в смещении зуборезного инструмента от номинального положения на некоторые расстояния X при нарезании зубьев колеса и шестерни. Межосевое расстояние, полученное при зацеплении зубчатого колеса и шестерни, обработанных таким способом, складывается из суммы радиусов их делительных окружностей н суммы их смещений. Например, для грузовых и маневровых тепловозов сумма радиусов делительных окружностей колеса и шестерни равна 460 мм, а сумма их смещений 8,8 мм и поэтому межосевое расстояние тягового редуктора равно 468.8 мм. Па рис. 207 можно видеть, что зуб с профилем, получаемым коррекцией (жирная линия), обладает большей из-гибной и контактной прочностью по сравнению с нормальным некорреї ированным зубом (тонкая штрихпунктирная линия) Увеличение тол

Рис. 207. Профили коррегированного зуба (жирная линия) и некоррегированного (тонкая штрихпуиктирная линия)
60. Подвешивание тяговых электродвигателей 60. Подвешивание тяговых электродвигателей
Рис. 208. Схема перекосов зубьев колеса и шестерни при передаче тягового момента Рис. 209. Схема распределения тяговой нагрузки по длине зубьев при их перекосешины коррегированного зуба у основания (опасного сечения) повышает его изгибную прочность, а увеличение радиуса кривизны его рабочей поверхности ведет к повышению контактной прочности.
60. Подвешивание тяговых электродвигателей

Тепловозные зубчатые передачи при оиор-но-осевоп подвеске двигателя работают в очень тяжелых условиях, обусловленных значительными динамическими нагрузками и концентрациями их на малом участке зубьев. Динамические нагрузки на зубья передачи вызываются как внешними, так и внутренними причинами. К числу внешних причин относятся колебания колесной пары вертикальной плоскости при прохождении сю стыков и других неровностей пути. Внутренними причинами яв лиюгея неизбежные неточности при изготовлении и сборке передачи, влияние которых прогрессирует с ростом износа сопряженных деталей. По мере износа ударные вибрационные нагрузки резко увеличиваются, что объясняется нарушением эвольвентного профиля зубьев при их износе.

Динамические нагрузки, действующие в зубчатой передаче, вызывают не только быстрый износ и разрушение зубьев, но и снижают надежность электродвигателя.

Концентрация нагрузок на концевом участке зубьев со стороны двигателя при передаче тягового момента обусловлена перекосом сопряженных зубьев колеса и шестерни. Перекос вызван консольным расположением шестерни на валу двигателя При этом суммарный угол перекоса между зубом шестерни и зубом колеса у складывается из углов, получающихся: от изгиба оси колесной пары, от поворота тягового двигателя в зазорах 1и, о моторно-осе-вых подшипников, от изгиба вала якоря двигателя, от поворота вала якоря в зазорах кя подшипников, а также от неточностей изготовления На рис 208 показана утрированная схема перекосов в элементах колесно-моторного блока В результате перекоса зубьев распределение тяговой нагрузки по их длине может иметь вид треугольника (рис 209) Причем наибольшее значение удельной нагрузки имеет место на концевом участке зуба со стороны тягового двигателя, т е со стороны большего диаметра конусного отверстия шестерни. Именно с этой стороны у зубьев шестерни и колеса наблюдаются трещины, сколы, питтинги и повышенный износ Консольная передача тяговой нагрузки выбывает работу с перекосом и других элементов колесно-моторного блока: моторно-осевых и якорных подшипников Наиболее эффективным средством снижения концентрации нагрузки на зубьях является применение на грузовых тепловозах упругих самоустанавливающихся зубчатых колес Упругая связь зубчатого венца со ступицей по!ВОляет венцу занимать такое положение, при котором зубья колеса и шестерни прилегают друг к другу по всей длине При перекосе осей шестерни и зубчатого колеса его венец поворачивается в поперечном направлении на некоторый угол у (рис. 210), обеспечивая относительно равномерный контакт между зубьями Поворот венца в поперечном направлении возможен за счет упругой деформации резиновых втулок в осевом направлении и зависит от их жесткости. За каждый оборот колесной пары зубчатый венец совершает поперечные отклонения в обе стороны от своей оси, приспосабливаясь к ;убьям шестерни По этой причине зубчатое колесо носит название самоустанавливающегося Упругое закручивание венца обеспечивает плавную безотрывную работу зубьев передачи, снижает пульсацию момента, передаваемого от двигателя колесной паре, уменьшает тепловую напряженность коллектора, так как Рис. 210. Схема самоустановки упругого зубчатого венца в плоскость вращения шестерни двигателяпри упругом закручивании венца пусковой ток распределяется между несколькими пластинами, постепенно включающимися в работу. Резиновые элементы упругих колес защищают элементы колесно-моторного блока от высокочастотных вибраций.

60. Подвешивание тяговых электродвигателей

Смазка зубчатой передачи, работающей при высоких контактных напряжениях, должна отличаться большой липкостью. Применяемая в редукторах смазка СТП на жировой основе обладает таким качеством. Смазка заправляется в сварной кожух редуктора 8 (см. рис. 204), состоящий из разъемных верхней и нижней полостей. Между половинами кожуха в паз, образованный в верхней половине приваренными изнутри и снаружи накладками, положена по всему периметру уплотняющая резиновая прокладка. Верхняя и нижняя половины кожуха стягиваются болтами. К боковой стене кожуха и к обечайке нижней половины приварены специальные бонки, имеющие отверстия с резьбой, куда завертываются болты М42, крепящие кожух к тяговому электродвигателю.

Опорно-рамное подвешивание тяговых электродвигателей. Несмотря насвою сложность этот тип подвешивания обладает значительными преимуществами перед опорно-осевым подвешиванием. Тяговый двигатель, закрепленный в раме тележки, оказывается полностью подрессоренным и поэтому на него в меньшей степени передаются толчки и вибрации от пути. При таком способе подвешивания неподрессорен-ная масса уменьшается почти в два раза, и значит колесно-моторный блок оказывает меньшее воздействие на путь.

На отечественных тепловозах получили распространение в основном две системы опорно-рамного привода: с двусторонней передачей момента на колесную пару полым валом, центрированным в подшипниках скольжения двигателя, и односторонней с помощью карданного вала, связанного с зубчатым колесом упругими муфтами. Первая система применена на тепловозе ТЭП60 и семи первых тепловозах ТЭП70, вторая на - тепловозах ТЭП70 последних выпусков и ТЭП75.

При первой системе подвешивания тяговый двигатель жестко и через резиновые прокладки закреплен в раме тележки в трех точках: одна спереди и две сзади. Передняя часть двигателя

(со стороны горловины моторных подшипников) закреплена в раме тележки с помощью стального литого кронштейна 2 (рис. 211), присоединенного к двигателю, а задняя - с помощью двух литых лап остова двигателя.

Элементами крепления двигателя к кронштейнам рамы тележки являются опорные проставки 6, коническая заточка которых центрируется в конической расточке кронштейнов двигателя, регулировочные прокладки 7, центрирующая обойма 8 и резиновый амортизатор 9, вкладываемые в чаши опорных кронштейнов рамы. Элементы крепления стягивают болтами 12, под головки которых устанавливают резиновые амортизаторы 10. Резиновые амортизаторы служат для гашения высокочастотных вибраций в узлах крепления, снижают напряжения в болтах, уменьшают способность их к ослаблению (на тепловозах ТЭП60 амортизаторы отсутствуют) .

Установка двигателя в раме тележки должна обеспечить соосное с осью колесной пары расположение полого вала привода, центрированного в моторных подшипниках привода двигателя. Соосность проверяется по кольцевым зазорам между цапфами приводных фланцев полого вала и стенками отверстий в колесных центрах, где расположены цапфы с ведущими пальцами эластичного привода. Номинальный размер зазора, измеренный по вертикальному и горизонтальному диаметрам, (40±2) мм.

Передача тягового момента от двигателя к колесной паре (см. рис. 180) осуществляется полым валом, на концах которого закреплены фланцы

21 с цапфами. На диске одного из приводных фланцев закреплен призонны-ми болтами зубчатый венец 4, приводимый во вращение шестерней двигателя. На выступающее из отверстий в колесных центрах два ведущих пальца

22 привода, запрессованных в его цапфы, и два ведомых пальца, укрепленных в колесных центрах, надеты с каждой стороны шарнирно-рычажные эластичные муфты, которыми колесная пара приводится во вращение.

К проушинам промежуточного литого звена (траверсы) эластичной муфты на валиках укреплены четыре поводка. В отверстия поводков запрессованы по два резинометаллических шарнира 23, представляющих собой две металлические втулки, в кольцевое пространство между которыми запрессована с большим радиальным поджатием резиновая втулка. Внутренняя металлическая втулка имеет шпоночный паз со шпонкой, которой она удерживается от поворота на валиках промежуточного звена и пальцев.

Резиновые амортизаторы обеспечивают передачу вращающего момента от полого вала колесной паре, а также позволяют компенсировать взаимные вертикальные перемещения двигателя (вместе с полым валом и рамой тележки) относительно колесной пары при

60. Подвешивание тяговых электродвигателей 60. Подвешивание тяговых электродвигателей

игре рессорного подвешивания. При этом резиновые втулки работают на скручивание (коаксиальный сдвиг).

Полый вал вместе с приводными фланцами вращается в подшипниках скольжения - моторных подшипниках, установленных в остове тягового электродвигателя. Моторные подшипники стальные с баббитовой заливкой.

Подшипники (рис. 212) смазываются с помощью фитилей из грубой чистошерстяной пряжи, вставленных в войлочную обойму 2, которая смонтирована в металлической оправе 3. Пряжа фитиля должна выступать из войлочной обоймы на 5-8 мм. Обойма поджимается пружиной 1. Концы фитилей (40 шт.) диаметром 15-18 мм равномерно распределены по верхним смазочным камерам а, куда во время движения интенсивно подается смазка из нижней камеры б шестеренным насосом 9, приводимым в движение зубчатым венцом 7, укрепленным на средней части полого вала 5. Путь масла, подаваемого насосом из нижней камеры б в верхнюю а, показан стрелками. Уровень масла в обеих камерах замеряют щупом.

При системе с полым карданным валом на тепловозе ТЭП70 последних выпусков двигатель также закреплен в раме тележки в трех точках (рис.

213). Передней частью он подвешен к кронштейнам рамы тележки 1 с помощью подвесок 2, верхние концы которых закреплены гайками к полкам кронштейнов, а нижние связаны валиками с кронштейнами 3 опор 16, имеющими общую с опорами отливку, прифланцованную к двигателям. Кронштейны крайних и среднего двигателей тележки отличаются друг от друга формой и длиной. Задняя часть двигателя имеет специальные, отлитые заодно с корпусом опорные приливы 8, которыми двигатели опираются на валики 9 с клиновыми скосами, укрепленные в цилиндрических расточках кронштейнов 10 рамы тележки. Для создания натяга между валиками и приливами двигателя в клиновом пазу предусмотрен зазор, который после стягивания болтами должен быть не менее 3 мм.

Положение двигателя в вертикальном направлении регулируется гайками подвески 2, а в продольном направлении - регулировочными пластинами, подкладываемыми под прива-лочные фланцы кронштейнов 10.

Устройство тягового привода показано на рис. 198. Вращающий момент от двигателя 5 передается шестерней (2Ш = 25) зубчатому венцу 9 (г.,и = 78), укрепленному болтами на Рис. 213. Колесно-моториый блок тепловоза ТЭП70:

60. Подвешивание тяговых электродвигателей

1 - полка кронштейна рамы для подвески двигателя; 2 - подвескас гайками; 3 - кронштейн двигателя-4 - зубчатый редуктор; 5 _ поводок с резииометаллическими шарнирами; 6 приводной фланец ступицы зубчатого колеса; 7 ~ приводной фланец полого вала: 8 - опорные приливы двигателя- 9 - опоо-ные приливы двигателя; 9 - опорный валик; 10 - кронштейн рамы тележки: 11 - букса- 12 - колесная пара; 13 - зубчатое кольсо: 14 - шестерня; 15 кожух редуктора: 16 - опора подшипников приводаступице 10. Ступица зубчатого колеса фланцованной шестью болтами к вращается на двух роликовых подшип- корпусу двигателя. Подробное уст-никах 8 на неподвижной опоре 7, при- ройство опорного узла показано на Рис. 214. Опора подшипников привода: 1, 2. 9, 10 - крышки лабиринтов; 3 - уплотнение: 4 - болт; Я - зубчатый веиец; 6 - дистанционное кольцо; 7 - роликовый подшипник; 8 ступица; 11 - кожух редуктора; 12 ■ опорарис. 214. Наружные и внутренние кольца роликовых подшипников 7 зафиксированы от смещения дистанционными кольцами 6 и крышками 1, 2, 9, 10. Крышки подшипников, укрепленные иа опоре 12 и в ступице 8, образуют лабиринтные уплотнения, предотвращающие попадание пыли и грязи в полость подшипников, заполненную смазкой. Зубчатый редуктор 4 закрыт кожухом 15 (см. рис. 213), прикрепленным к двигателю четырьмя болтами. Половинки кожуха по разъему уплот нены резиновым жгутом, а по ступице зубчатого колеса - промасленным войлочным уплотнением. Ступица зубчатого колеса имеет четыре прилива в виде проушин, в которых на валиках укреплены поводки с резинометалли-ческими шарнирами 12 (см. рис. 198). (Поводки по конструкции и размерам одинаковы с поводками привода тепловоза ТЭП60.) Вторые головки поводков соединены с проушинами фланца полого карданного вала 6, на противоположном конце которого укреплен наболтах приводной фланец 4 с четырьмя цапфами. В отверстия цапф посажены с натягом 0,09-0,12 мм пальцы 3, на которые надеваются головки поводков с резинометаллическими шарнирами. Вторые головки соединены с пальцами 16, укрепленными в приливах колесного центра. От осевого смещения поводки удерживаются ограничительными шайбами и головками болтов, ввернутых в отверстия пальцев с резьбой и зафиксированных стопорными пластинами. Поводки, объединяющие пальцы приводного фланца и колесного центра, образуют шарнирно-рычажную муфту, приводящую в дви жение колесную пару. Благодаря карданной системе передачи тягового момента компенсация взаимных вертикальных перемещений двигателя и колесной пары осуществляется за счет угловых колебаний полого вала, что освобождает резинометаллические шарниры от работы на скручивание. Это обстоятельство должно значительно повысить надежность шарниров, так как именно деформация скручивания резиновых втулок (имеющая место при системе с двусторонней передачей момента у тепловозов ТЭП60) приводит к интенсивному износу и повреждению шарниров,

60. Подвешивание тяговых электродвигателей

Глава XX. УСТРОЙСТВО РАМ И КУЗОВОВ. ПЕСОЧНАЯ СИСТЕМА И ПРОТИВОПОЖАРНАЯ УСТАНОВКА

⇐ | Буксы | | Тепловозы: Механическое оборудование: Устройство и ремонт | | Рамы и кузова тепловозов | ⇒