Узел подвешивания тягового электродвигателя



Узел подвешивания тягового электродвигателя
Узел подвешивания тягового электродвигателя
Узел подвешивания тягового электродвигателя
Узел подвешивания тягового электродвигателя

 


Владельцы патента RU 2549427:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" (RU)

Узел подвешивания тягового электродвигателя содержит подшипниковые опоры (1) для опирания на ось колесной пары и поводок (2), связанный концами с корпусом двигателя и рамой тележки сферическим (3) и цилиндрическим (4) сайлент-блоками. Сферический сайлент-блок смонтирован на оси (5) с возможностью осевого перемещения, причем пространство между ним и осью заполнено смазочной жидкостью (10) с ферромагнитными наночастицами, а в расточке сферического сайлент-блока помещены постоянные магниты (11). Длина резиновой втулки верхнего сайлент-блока составляет не менее 2/3 от величины межцентрового расстояния по шарнирам подвески. Таким образом, в узле подвешивания тягового электродвигателя практически исключаются условия заклинивания внутренней втулки сайлент-блока на оси вследствие износа поверхностей втулки и оси, изменения коэффициента трения от высыхания смазки, а также изменения жесткости резины втулок сайлент-блоков при низких температурах вследствие старения резины. 3 ил.

 

Узел подвешивания тягового электродвигателя относится к транспортному машиностроению, а именно к узлам подвешивания тягового электродвигателя (ТЭД) к раме тележки локомотива.

Известны узлы подвешивания ТЭД, совокупность признаков которых сходна с совокупностью существенных признаков предлагаемого изобретения.

Известен узел подвешивания ТЭД к раме тележки локомотива, включающий моторно-осевые подшипники ТЭД и подвеску, состоящую из пружин, качающихся подвесок с шарнирами скольжения и траверс [1].

Недостатком указанного узла подвешивания ТЭД является его сложность и наличие большого числа деталей, изнашиваемых в процессе эксплуатации и требующих восстановления или замены.

Известен узел подвешивания ТЭД, применяемый на отечественных электровозах типа ВЛ80, ВЛ10, ВЛ11 и ВЛ82 [2]. В этих локомотивах ТЭД кронштейном через резиновые шайбы опирается на подвеску, головка которой имеет сменную втулку из износостойкой стали и соединена с брусом рамы тележки плавающим валиком.

Недостатком указанного узла подвешивания ТЭД является высокий износ сменной втулки и плавающего валика вследствие небольшой площади контакта трущихся поверхностей, особенно при перекосе ТЭД относительно рамы тележки. Вследствие этого зазор между сменной втулкой и плавающим валиком может достигать в эксплуатации 1,4…2,3 мм, что вызывает увеличение ударных нагрузок, действующих на ТЭД.

Известен узел подвешивания ТЭД, применяющийся на английском тепловозе «Кестрел» [3]. В указанном локомотиве в опорно-осевом тяговом приводе соединение электродвигателя с рамой тележки осуществляется с помощью поводка, в головках которого установлены сферический и цилиндрический резинометаллические сайлент-блоки.

Существенным недостатком известного узла, работающего в условиях комбинированного нагружения (воспринимает одновременно осевые и радиальные нагрузки), является повышенное осевое нагружение на опорные подшипники ТЭД при поперечном перемещении колесной пары относительно рамы тележки во время прохода локомотивом кривых малого радиуса и стрелочных переводов (особенно при низких до -50°C температурах).

Кроме того, повышенные относительные деформации сжатия торцевых частей резиновых втулок цилиндрического амортизатора приводят к дополнительным нагрузкам на моторно-осевые подшипники, что в конечном итоге приводит к снижению долговечности подшипников и амортизаторов узла подвешивания.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является узел подвешивания тягового электродвигателя [4]. Он содержит подшипниковые опоры для опирания на ось колесной пары и поводок, концами посредством сайлент-блоков связанный с корпусом двигателя и рамой тележки, при этом один из сайлент-блоков смонтирован на оси с возможностью осевого перемещения в пределах 1-1,2 от максимальной амплитуды поперечных перемещений колесной пары относительно рамы тележки, а параметры сайлент-блоков связаны следующим соотношением:

где f - коэффициент трения скольжения подвески по внутреннему валику;

F - суммарное усилие в подвеске от веса тягового электродвигателя и реактивного усилия от реализации силы тяги, кН;

L - межцентровое расстояние по амортизаторам подвески, мм;

lв- длина внутренней втулки амортизатора, мм;

Жр - радиальная жесткость амортизатора, кН/мм;

Жо - осевая жесткость амортизатора, кН/мм;

Δ - амплитуда поперечного перемещения колесной пары с электродвигателем относительно рамы тележки, мм.

Этот узел подвески имеет также недостатки.

В эксплуатации под воздействием пыли, влаги и загрязнений, загустевания смазки или загрязнений, содержащих масло и топливо, при низких температурах, коэффициент трения втулки по поверхности оси f может изменяться. Кроме того, при перекосе поводка в процессе работы давление втулки на поверхность оси оказывается неравномерным из-за момента сопротивления сайлент-блока перекосу, вследствие чего износ втулки и оси по краям оказывается больше, чем в середине. В результате этого реальная длина контакта втулки сайлент-блока с осью lв оказывается меньше, чем принятая в указанном соотношении длина внутренней втулки амортизатора. Наконец, при изменении температуры будет меняться радиальная и осевая жесткость амортизатора. Все это в совокупности приводит к увеличению износа втулки и шарнира и при неблагоприятном сочетании названных факторов может приводить к заклиниванию втулки на оси и, как следствие - к выдавливанию и разрушению резиновых втулок сайлент-блока.

Известно также, что смазочные жидкости, содержащие ферромагнитные наночастицы, могут удерживаться магнитным полем в заданном положении [5].

Цель изобретения - исключение возможности заклинивания поводка на валике с одновременным повышением продолжительности срока службы сайлент-блоков.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами: на фиг.1. изображен узел подвешивания ТЭД к раме тележки локомотива; на фиг.2 - поводок узла подвешивания; на фиг.3 - шарнир узла подвешивания.

Узел подвешивания тягового электродвигателя содержит подшипниковые опоры 1 (фиг.1) для опирания на ось колесной пары, поводок 2, посредством сайлент-блоков 3 и 4 (фиг.2) и осей 5 и 6 связанный с кронштейном 7 на корпусе двигателя 8 и рамой тележки 9. Нижний сайлент-блок 3, резиновая втулка которого имеет сферическую форму, смонтирован на оси 5 с возможностью осевого перемещения в пределах, больших, чем максимальное перемещение кронштейна 7 относительно рамы тележки 9 в направлении, перпендикулярном оси пути. Верхний сайлент-блок 4 имеет резиновую втулку цилиндрической формы, длина которой lв составляет не менее 2/3 от величины межцентрового расстояния по шарнирам подвески L. При этом пространство между осью 5 и сайлент-блоком 3 заполнено смазывающей жидкостью 10 (фиг.3), содержащей ферромагнитные наночастицы, а в кольцевой расточке нижнего сферического сайлент-блока 3 установлены постоянные магниты 11.

Предлагаемый узел подвешивания тягового электродвигателя работает следующим образом.

Вероятность заклинивания втулки сайлент-блока 3 на оси 5 растет с увеличением угла перекоса продольной оси поводка относительно продольной оси сайлент-блока и увеличением жесткости сайлент-блока при перекосе. В предлагаемом узле подвешивания за счет выбора длины резиновой втулки верхнего сайлент-блока, равной не менее 2/3 от величины межцентрового расстояния по шарнирам подвески L, практически исключается составляющая перекоса поводка от силы трения между внутренней втулкой сайлент-блока и осью при поперечном перемещении колесной пары относительно рамы тележки. Воздействие другой составляющей от наклона колесной пары относительно рамы тележки при движении по неровностям пути с высотой, различной для правого и левого рельса, снижается за счет того, что резиновая втулка нижнего сайлент-блока имеет сферическую форму, которая обеспечивает минимальную жесткость шарнира при перекосе. При этом постоянные магниты 11 удерживают смазочную жидкость в зазоре между сайлент-блоком 3 и осью 5, что предотвращает возникновение сухого трения и задиров контактирующих поверхностей оси и сайлент-блока. Таким образом, в предлагаемом узле подвешивания тягового электродвигателя практически исключаются условия заклинивания внутренней втулки сайлент-блока на оси вследствие износа поверхностей втулки и оси, изменения коэффициента трения от высыхания смазки, а также изменения жесткости резины втулок сайлент-блоков при низких температурах и вследствие старения резины.

Предлагаемое изобретение обеспечивает получение следующих видов технического результата. Исключение возможности заклинивания поводка на валике позволяет сократить расходы на внеплановые ремонты локомотива, а также повысить продолжительность срока службы сайлент-блоков за счет устранения одной из составляющих перекоса втулки шарнира относительно оси поводка.

Источники информации

1. Медель В.Б. Подвижной состав электрических железных дорог. Т.1. Конструкция и динамика. - М.: Гострансжелдориздат, 1957, с.160.

2. В.Н. Калихович. Тяговые приводы локомотивов (Устройство, обслуживание, ремонт). М.: Транспорт, 1983, с.58.

3. Бирюков И.В. и др. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог. М.: Транспорт, 1986, с.43-44, с.50-52.

4. Авторское свидетельство СССР №1759693. Узел подвешивания тягового электродвигателя / B.C. Коссов, Ю.Н. Соколов, B.C. Авраменко, В.М. Суровцев, С.П. Авдеев, Б.И. Годунов и В.П. Колесников - опубл. 07.09.92, БИ №33.

5. Берковский Б.М., Медведев Б.Ф., Краков М.С. Магнитные жидкости. - М.: Химия, 1989, с.163-164.

Узел подвешивания тягового электродвигателя, содержащий подшипниковые опоры для опирания на ось колесной пары и поводок, связанный концами с корпусом двигателя и рамой тележки сферическим и цилиндрическим сайлент-блоками, один из которых смонтирован на оси с возможностью осевого перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, пространство между сферическим сайлент-блоком и осью заполнено смазочной жидкостью с ферромагнитными наночастицами, в расточке сферического сайлент-блока помещены постоянные магниты, а длина резиновой втулки верхнего сайлент-блока составляет не менее 2/3 от величины межцентрового расстояния по шарнирам подвески L.



 

Похожие патенты:

При модернизации колесно-моторного блока для тягового подвижного состава осуществляют демонтаж тягового двигателя. После демонтажа на тяговом двигателе удаляют моторно-осевые подшипники скольжения, вырезают в его корпусе опорные места для крепления моторно-осевых подшипников скольжения и приваривают к корпусу балки под крепление моторно-осевых подшипников качения.

При модернизации корпуса тягового электродвигателя для тягового подвижного состава осуществляют демонтаж элементов тягового электродвигателя. После демонтажа на внешней поверхности корпуса размечают линии выреза опорных мест для крепления моторно-осевых подшипников скольжения с учетом припусков, необходимых для механической обработки контуров вырезов, вырезают по размеченным линиям места крепления моторно-осевых подшипников скольжения, проводят механическую обработку контуров вырезов.

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств. Колесно-моторный блок тепловоза, включающий тяговый электродвигатель, навешанный на колесную пару с помощью моторно-осевого подшипника.

Изобретение относится к поворотной тележке для локомотивов согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения. .

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. .

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств. .

Изобретение относится к транспортному машиностроению. .

Изобретение относится к области рельсовых транспортных средств. .

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

Изобретение относится к области систем передач для локомотивов и моторных вагонов. Колесно-моторный блок локомотива состоит из тягового электродвигателя, навешенного на колесную пару, который кинематически связан с ней зубчатой передачей. На торцевой поверхности тягового электродвигателя, расположенной на противоположной стороне от зубчатой передачи, закреплен корпус пневмоцилиндра с подпружиненным относительно него поршнем. Поршень имеет на своем торце блок шлицевых втулок различного диаметра, взаимодействующих с одной стороны со шлицами кольца, жестко присоединенного к торцу статора тягового электродвигателя, а с другой - с шлицевым участком вала якоря последнего. Корпус пневмоцилиндра соединен трубопроводом с запасным резервуаром тормозной системы тепловоза. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности. 2 ил.

Изобретение относится к области систем передач для локомотивов и моторных вагонов. Колесно-моторный блок тепловоза содержит тяговый электродвигатель, навешенный на дополнительную поперечную балку, колесную пару с буксами, связанными с рамой тележки поводками. На верхних поверхностях букс жестко закреплена пара шлицевых втулок, в которых подвижно размещены шлицевые участки упругих стержней. С одной стороны стержней имеются рычаги, контактирующие с рамой тележки, а с другой - ползуны, установленные в пазах упоров конусной формы, которые жестко закреплены на рамах тележек. К боковым вертикальным поверхностям букс жестко присоединены другие шлицевые втулки, в которых подвижно расположены шлицевые участки других упругих стержней, имеющих рычаги, которые взаимодействуют с направляющими кронштейнов рамы тележки. На вертикальных участках дополнительной поперечной балки закреплены корпуса гидроцилиндров, питаемых от гидрораспределителя, золотник которого соединен с гидростанцией. Штоки гидроцилиндра шарнирно соединены с рамой тележки. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности колесно-моторного блока в трехосных тележках. 7 ил.

Моторная тележка содержит две моторные колесные пары (1), установленные на раме (2). Каждая колесная пара содержит ось (3), жестко установленную на ней резинометаллическую клиновую муфту (4) для передачи тягово-тормозного момента к оси от моторно-редукторного блока (5), установленного на поперечной балке (6) рамы посредством резинометаллических шарниров (7) и на оси посредством муфты (4). На ось напрессованы два колеса (8), каждое из которых имеет на дисковой части по два тормозных диска (9) и две буксы (10). Для очистки поверхности катания колес тележка снабжена колодочным тормозом (12) с одной колодкой (13) на колесо на внутренней стороне колеса. Рама тележки содержит две продольные балки (14), концы которых отогнуты под углом приблизительно 90° внутрь рамы. На отогнутых концах продольных балок, с внешней стороны каждого колеса установлены тормозные клещевые механизмы (16). Рессорное подвешивание тележки выполнено двухступенчатым, при этом вторая ступень выполнена в виде двух пневматических рессор (24). Обеспечиваются повышение безопасности движения за счет обеспечения стабильного коэффициента трения колеса с рельсом, уменьшение интенсивности воздействия на железнодорожный путь за счет снижения массы моторной тележки. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

Трехосная тележка локомотива содержит раму (1) с установленными на ней колесно-моторными блоками с буксами (7) и колесными парами (5). На тяговых электродвигателях (4) крайних колесно-моторных блоков тележки закреплена пара кронштейнов (8), шарнирно связанных с тягами (9), концы которых шарнирно соединены с рычагами (10), жестко установленными на упругих стержнях (11), расположенных в опорах (12, 13) поперечин (2) рамы тележки. Каждый из упругих стержней размещен в одной из своих опор (13) жестко, а в другой (12) - подвижно с возможностью угловых поворотов. Снижается износ гребней колес при прохождении ими кривых участков пути. 3 ил.

Тележка содержит раму (1), колесные движители (8), включающие тяговый электродвигатель, редуктор, дисковый тормоз, пружины подвески вагона с гидрогасителем, рельсовый тормоз. Рама выполнена из продольных (2) и поперечных (3) балок, соединенных с помощью посадочных валиков (4), установленных на концах поперечных балок. Поперечные балки расположены ниже оси колеса. Каждое колесо (10) имеет индивидуальную подвеску в виде балансира (11) с амортизатором (16) и кинематически связано с тяговым электродвигателем (23) с помощью накладного входного (25) и выходного (24) редукторов. Накладной входной редуктор закреплен на подшипниковом узле колеса с одной стороны и на балансире с другой стороны, а накладной выходной редуктор закреплен на торцевой стороне тягового электродвигателя. Редукторы соединены между собой с помощью шарнирно-раздвижной сдвоенной муфты (26). Тяговые электродвигатели установлены на продольных балках рамы между колес так, что оси их параллельны продольной оси тележки. Уменьшается износ колес и рельс, повышается надежность и ресурс тележки. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Тележка содержит раму, колесную пару, передаточный механизм колесной пары, вал колесной пары, корпус передаточного механизма колесной пары и опору крутящего момента для шарнирного взаимного опирания передаточного механизма колесной пары на тележку или на ее раму. Опора содержит стержень (10), на обоих концах (10.1, 10.2) которого расположено по одной посадочной головке (12.1, 12.2), содержащая подшипник (13.1, 13.2) с цилиндрическим пальцем (14.1, 14.2), который служит для опирания на соответствующий элемент. В зоне своих обоих концов стержень выполнен в виде гильзы. Подшипник содержит втулку (17.1, 17.2), которая в радиальном направлении пальца расположена между ним и посадочной головкой и опирается на нее посредством подшипникового элемента (18.1, 18.2). Втулка имеет на своей внешней периферии полусферический выпуклый участок. Пальцы в зоне своего опирания в подшипнике имеют круглую форму сечения и выполнены с возможностью соединения посредством прессовой посадки с корпусом (8.1, 8.2, 8.3) передаточного механизма колесной пары и/или с тележкой, причем с пальцами согласована защита от проворачивания. Обеспечивается легкое приспосабливание опоры к различным соединениям передаточного механизма колесной пары с тележкой. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх