Вес рамы и кузова тепловоза через восемь шаровых опор передается на две трехосные тележки (рис. 184), имеющие индивидуальный привод колесной пары от тягового электродвигателя. Большая часть узлов тележки полностью унифицирована с аналогичными узлами тележки тепловозов ТЭЗ и 2ТЭ10Л. Тележки — шкворневые, имеют буксы челюстного типа, одноступенчатое рессорное подвешивание и опорную осевую подвеску тяговых электродвигателей. На тепловозе применены буксы (рис. 185) качения с роликовыми подшипниками, для смазки которых служит консистентная смазка. Осевые упоры букс работают на жидкой смазке. В буксах крайних колесных пар установлены упругие осевые упоры, а средней колесной пары — жесткие. Корпус 16 буксы отлит из углеродистой стали. К поверхностям контакта корпуса с челюстями рамы тележки из износоустойчивой стали приварены наличники. Для смазки наличников в корпусе предусмотрены специальные полости, заполняемые смазкой через отверстия, закрытые крышкой 7. Смазка из полостей по трубкам при помощи фитилей подается к поверхностям трения наличников. В корпусе установлены два роликовых подшипника 15, разделенные дистанционными кольцами 14 и 13. Внутреннее кольцо подшипника посажено на ось с натягом 0,035-0,065 мм. Перед посадкой на ось кольцо нагревают до температуры 100-120° С. Разность радиальных зазоров в подшипниках одной буксы после сборки должна быть не более 0,03 мм.
В передней части корпуса имеется отверстие, закрытое пробкой 10, через которое в процессе эксплуатации добавляется консистентная смазка в подшипники. С задней стороны корпус буксы закрыт крышкой 12 с двухкамерным лабиринтным уплотнением. Внутреннее лабиринтное кольцо 17 напрессовано на ось колесной пары. Перед напрессовкой кольцо нагревается до температуры 140-160° С. На торце крышки двумя болтами крепится ограничительная планка 6, предохраняющая буксу от самопроизвольного снятия с оси при монтажных работах. Передняя часть корпуса закрыта крышкой 19. Перегородка 17 образует в крышке полость для масла, необходимого для смазки осевого упора, и изолирует ее от полости подшипников с консистентной смазкой.
Рис. 184. Тележка: о колесная папа- 3 — роликовая букса; ‘(-рессорное подвешивание; ~ Гыч1жТняеТреда7аТРмоаза; Т- тормозной цилиндр; 7 — опорно-возвращающее устрой-5 -рычажная передача юр в — тяговый электродвигатель
Рис. 185. Роликовая букса:
1 -пружина; 2 -прокладка; 3 — осевой упор; 4 — опора балансира; 5- арка; 6 — ограничительная планка; 7-крышка масленки; 8- фитиль; 9 — осевой упор для буксы средней колесной пары; 10 — пробка; 11 — кольцо лабиринтное; 12-крышка; 13, 14 — кольца дистанционные; 15 — роликоподшипник; 16 — корпус буксы; 17 — перегородка; 18 — фитиль в сборе; 19 — крышка передняя; 20 — регулировочная прокладка; 21 — крышка упора
К крышке 19 буксы крайней колесной пары крепится крышка упора 21, в которой помещается осевой упор 3 с пружиной 1. Осевой упор З в свою очередь крепится к крышке 21 двумя болтами, при этом (у нового осевого упора) расстояние от торца крышки 21 до торца осевого упора должно быть 55 мм и разность размеров Г, замеренных в четырех точках, должна быть не более 0,2 мм. Кроме того, при сборке упругого упора устанавливается предварительный натяг пружины 1, равный 1500 кг, при этом высота пружины вместе с прокладками под ней должна быть 160 ± 1 мм.
В буксах средних колесных пар крышка упора 21 и пружина 1 отсутствуют и осевой упор 9 крепится болтам и непосредственно к крышке 19 (жесткий осевой упор). Поверхности контактов осевых упоров с торцами осей снабжены бронзовой армировкой. Смазка в зону трения осевого упора с торцом оси колесной пары подводится с помощью войлочного фитиля 18, закрепленного на пластинчатой пружине, которая болтами крепится к осевому упору. На верхней части корпуса буксы установлена арка 5 с опорами балансира 4, через которые на буксы передается вертикальная нагрузка.
В эксплуатации должен быть установлен строгий контроль за величиной свободных осевых разбегов колесных пар, которые зависят от зазора между наличниками челюсти тележки и наличниками буксы, а также от зазора между осевыми упорами букс и торцами оси. Величина зазора между наличниками буксы и рамы тележки выводится как среднее арифметическое двух замеров, производимых на уровни оси колесной пары. Величина зазора между осевыми упорами и торцами оси колесной пары определяется непосредственно замерами высоты упора и расстояния между торцами крышки и оси. Осевой разбег регулируется прокладками 20 между передней крышкой и крышкой упора 21 (осевым упором 9). Суммарный свободный осевой разбег крайних колесных пар в раме тележки установлен 3+1 мм, а средних колесных пар -• 28+1 мм. Кроме свободного разбега 3+1 мм, крайняя колесная пара может перемещаться на 11 мм в каждую сторону за счет упругости пружины 1. Осевой разбег регулируется так же, как на тепловозах ТЭЗ и 2ТЭ10Л.
Моторно-осевой подшипник. Тяговый электродвигатель опирается на ось через два разъемных моторно-осевых подшипника (рис. 186). Верхний вкладыш 1 устанавливается в прилив остова двигателя, а нижний 3, имеющий окно иод фитиль 12 смазывающего устройства,—в корпусе подшипника 17, который крепится к остову двигателя четырьмя болтами 18. Момент затяжки болтов 127-145 кг • м. От про-ворота вкладыши удерживаются шпонкой 2.
В отличие от ранее применяемых вкладышей с цилиндрической расточкой, имеющих по краям так называемые холодильники, установлены вкладыши с гиперболической расточкой рабочей поверхности и уменьшенными размерами окна для подвода смазки. Опыт эксплуатации тепловозов показал, что вкладыши с цилиндрической расточкой вследствие перекосов контактируют с осью крайними частями рабочей поверхности, к которым затруднен проход смазки. Значительные удельные давления в сочетании с плохой смазкой поверхности скольжения приводят к интенсивному износу как самих вкладышей, так и шеек оси и тем самым к дополнительным перекосам, неблагоприятно влияющим на работу зубчатого зацепления тягового редуктора.’
Рис 186 Моторно-осевой подшипник:
Продольная конфигурация рабочей поверхности вкладыша (рис. 187) выбрана из условий компенсации взаимного перекоса оси колесной пары и вкладышей при односторонней тяговой передаче для обеспечения достаточной поверхности зоны контакта : ось-вкладыш. Величина радиуса Р* подсчитывается по эмпирической формуле для различных значений х
Здесь же приведен вариант внутренней расточки вкладышей, который может применяться в условиях эксплуатации и представляет собой цилиндр, переходящий в конус по концам вкладышей. Диаметральный зазор в новых моторно-осевых подшипниках 0,5-0,89 мм, который определяется путем замера отдельно шейки оси колесной пары и вкладышей на собранном тяговом двигателе. Этот зазор должен устанавливаться и при выпуске тепловоза из текущего ремонта. Максимальный диаметральный зазор в процессе эксплуатации допускается не более 2 мм. Во всех случаях разность зазоров левого и правого вкладышей не должна превышать 0,3 мм. Осевой разбег тягового электродвигателя на оси колесной пары устанавливается в пределах 1,0-2,6 мм, в эксплуатации допускается до 5 мм, при этом износ торцов вкладышей одного из двух подшипников не должен превышать 3 мм.
Внутренняя полость корпуса моторно-осевого подшипника служит ванной для заливки масла. Уровень масла контролируется по масло-указателю и должен быть выше риски минимального уровня. Максимальный уровень смазки ограничивается нижней кромкой заправочного отверстия. Масло в места трения между вкладышами и осью подается с помощью фитиля (польстера) смазывающего устройства. Корпус 15 польстера (см. рис. 186) —• штампованный из листа, свапнпй. стяновлен и закреплен тремя болтами М16 X 25 из стали 40Х на приливах в корпусе моторно-осевого подшипника. В плоских направляющих 6 корпуса 15 помещена коробка 4, в которой при помощи скоб 16 закреплен фитиль 12. Между коробкой 4 и направляющими 6 установлены фасонные пластинчатые пружины 5, одними концами прикрепленные к коробке 4 и входящие своими выступами на другом конце в соответствующие пазы на коробке 4. Пластинчатые пружины 5 обеспечивают плотное прижатие коробки 4 к направляющим и одновременно предотвращают перемещение коробки при вибрации. На оси 8, закрепленной на стенках корпуса 15, установлена пружина 11, которая одним концом упирается в ось 7 корпуса, а другим — на перемычку рычага 10. Рычаг 10 установлен на оси 8 и своими лапками упирается в заплечики коробки 4, прижимая таким образом фитиль 12 к шейке оси колесной-пары.
Зазор между заплечиками коробки 4 и корпусом 15 польстера в рабочем положении должен быть 9,3-21,8 мм (контролируется на колес-но-моторном блоке). Люфт коробки 4 с фитилем 12 относительно направляющих 6 не допускается и коробка должна перемещаться без заедания. Усилие нажатия коробки 4 с фитилем к шейке оси составляет 4-6 кгс.
На оси 7 установлен пружинный фиксатор 9, удерживающий рычаг 10 в поднятом положении (для облегчения выемки коробки польстера) и препятствующий установке крышки 13 до возвращения рычага 10 в рабочее положение. Коробку 4 с фитилем 12 извлекают при снятой крышке 13, отведя вверх рычаг 10, установив его на фиксатор 9.
Фитиль состоит из трех пластин каркасного войлока с размерами 157 X 90 X 13 мм, общей толщиной 38-39 мм. Фитиль, набранный из просушенных в течение 2-3 ч при температуре 60-70° С войлочных пластин, устанавливают в коробку и прошивают двумя скобами. Выступление рабочего торца фитиля относительно кромки коробки 16 ± 1 мм, в эксплуатации-не менее 10 мм. При меньшем выступа-нии фитиль подтягивают, при этом укорочение общей длины фитиля допускается не более 40 мм. Перед установкой в подшипник фитиль пропитывают горячим осевым маслом (температура 50-60° С) в течение 2-3 ч. В корпус моторно-осевого подшипника заливается осевое масло марок Л, 3 или С в соответствии с климатическими условиями эксплуатации тепловозов.
Применение вкладышей с гиперболической расточкой рабочей поверхности, уменьшение размеров окна во вкладыше для подвода смазки и применение польстеров улучшили работу моторно-осевых подшипников. Уменьшение величины браковочного зазора в моторно-осевом подшипнике до 1,5-2,0 мм также благоприятно сказалось на увеличении долговечности зубчатой передачи.
Тяговый редуктор. Передача вращающего момента от тягового электродвигателя на ось колесной пары осуществляется с помощью тягового редуктора (рис. 188), который не имеет принципиальных конструктивных отличий от тягового редуктора тепловоза 2ТЭ10Л. Ведущая шестерня 5 посажена на конус вала якоря тягового электродвигателя тепловым способом с осевым натягом 1,3-1,45 мм. Перед посадкой на вал проверяется пятно прилегания сопрягаемых поверхностей, которое должно быть не менее 75%. Перед посадкой шестерня нагревается до температуры 150-170° С. Напрессованная шестерня крепится гайкой, затянутой моментом 50 кгс • м. Чтобы применить маслосъем при опрессовке шестерни, в вале имеется канал, соединяющий посадочную поверхность с отверстием па торце вала:
Рис. 188. Колесно-моторный блок:
1-•тяговая передача; 2 — моторно-осевой подшипник; 3- букса; 4 — зубчатое колесо; 5-ведущая шестерня; 6 — тяговый электродвигатель; 7 — колесный центр с бандажом; 8, 9 -маслоотбойные кольца; 10 — полукольцо; 11, 13, 19 — войлочные уплотнения; 12, 15 — вклады шн моторно-осевых подшипников; 14 — штифт; 16, 23 — колесные центры; 17 — хомут; 18 -кожух тяговой передачи; 20 — крышка подшипника; 21 — ступнца зубчатого колеса; 22- маслоуловнтель
Ведущая шестерня изготовлена из стали 20ХНЗА. Поверхности зубьев и впадин цементируются с последующей закалкой, при этом обеспечивается твердость рабочей поверхности зуба не менее HRC-59, твердость ядра зуба и обода HRC-30-45,
Для снижения влияния перекосов, возникающих в’тяговом режиме в зацеплении, при шлифовании зубья шестерни выполняются с односторонним прямолинейным скосом, суживающим зуб в сторону остова двигателя. Величина скоса принята равной 0,20-0,24 мм (угол скоса 4,56"-5,’55"). Глубина цементированного слоя после шлифовки 1,6- 1,9 мм. Зубчатое колесо изготовлено из стали 45ХН с секторной закалкой рабочих поверхностей зубьев и накатыванием впадин. Твердость ядра зуба и обода должна быть ЯВ-255-311, твердость рабочих поверхностей зубьев после закалки т. в. ч. — HRC-50-58. Глубина закаленного слоя 3-5 мм. Поверхности впадин зубьев упрочнены накаткой роликом, при этом обеспечивается глубина накатанного слоя более 2 мм с твердостью не менее чем на 10% выше исходной твердости.
Зона шлифования ограничена только рабочими поверхностями зубьев с обеспечением плавного перехода от шлифованной поверхности к накатанной. Допускаются только местные касания впадин шлифовальным кругом с чистотой обработки. Зубчатые колеса по всему контуру зуба после закалки и шлифования проверяют магнитным дефектоскопом. На ступицу зубчатого колеса насажено маслоотбойное кольцо с натягом 0,3-0,9 мм. Температура нагрева кольца перед посадкой — 200-300° С.
Посадочная поверхность оси под зубчатое колесо покрыта лаком ВДУ-3 или ГЭН-150, который предотвращает появление фретинг коррозии и способствует снижению концентрации напряжений. Зубчатое колесо насажено на ось с натягом-0,12-0,16 мм. Перед посадкой зубчатое колесо нагревают до температуры не более 200° С. После естественного остывания колеса до температуры окружающего воздуха опро-бывают качество посадки усилием 70-20 тс со снятием диаграммы усилий. Сдвиг зубчатого колеса не допускается.
Тяговая передача закрыта кожухом (рис. 189), который по своей конструкции и типу крепления аналогичен кожуху тепловозов 2ТЭ10Л. Однако он имеет более жесткую конструкцию, изменена конструкция и расположение заправочной горловины, улучшена герметизация мест разъема за счет переноса приварных накладок на верхнюю половину кожуха. Кожух состоит из верхней и нижней сварных половин, скрепленных между собой по лапам четырьмя болтами с корончатыми гайками. К остову тягового двигателя кожух крепится болтами в трех точках. Болты затягиваются моментом 160+20 кгс • м. На обечайке верхней половины 4 размещен сапун 5, а нижней половины — заливная горловина с резьбовой пробкой 2. Нижняя кромка отверстия горловин является верхним уровнем смазки в кожухе, который выбран из условия обеспечения окунания зубьев зубчатого колеса в смазку и тем самым подачу ее в рабочую зону зацепления зубчатого колеса с зубьями шестерни.
Для предотвращения утечки смазки из редуктора и исключения попадания пыли и влаги в кожух стыки разъема кожуха уплотнены. С внутренней и наружной стороны верхней половины кожуха приварены накладки. Между наружной накладкой 6, имеющей фигурную выштамповку, и внутренней накладкой 7 уложена резиновая трубка 9 и заложена смазка 1ЛЗ или УТ-1. Накладки б и 7 обеспечивают зазор 3 мм между торцами листов верхней и нижней половинок кожуха. При затяжке соединительных болтов 8 резиновая трубка, сжимаясь, обеспечивает герметизацию разъема. Болты затягивают моментом 25+5 кгс • м. Пробка заливной горловины уплотнена резиновой прокладкой.
На вертикальной стенке верхней половины кожуха со стороны мо-торно-осевого подшипника приварено маслоотбойное кольцо, которое совместно с кольцом, напрессованным на ведомую шестерню, предотвращает перетекание смазки из кожуха в моторно-осевой подшипник и наоборот. Помимо этого, к верхней и нижней половинам кожуха приварены полукольца 10 (см. рис. 188), в пазы которых установлено войлочное уплотнение П. Со стороны колесного центра войлочное уплотнение не ставится. Смазка, проникающая через зазор между кожухом и ступицей зубчатого колеса, сбрасывается в маслосборник, к стенкам которого в верхней половине кожуха приварен маслоуловитель 22. Между кожухом и крышкой подшипника 20 тягового двигателя установлено войлочное уплотнительное кольцо 19. Кожух заполняют летом смазкой СТПЛ, а зимой — СТПЗ в количестве 5 л.