Тяговый привод локомотива Советский патент 1983 года по МПК B61C9/50 

а:

&:)

9д

kl

Юо

2„ Привод по п„ 1, отличающийся тем, что упругие опоры расположены параллельно друг другу, причем касательные плоскости, вос становленные к серелшнам их опорных поверхностей,, перпендикулярны линии действия равнодействующей силы на вал промежуточного зубчатого колеса.

3 Привод по п. 1, от л и ч а ю щ и и с я теМр что каждая из упругих опор (.-остоит из трех одинаковых упругих ;у -veHTOB, один из которых расголожаг так, что каса/гельная плос,костьJ восстановленная к середине его опорной поверхности перпендикулярна линии действия равнодействующей силы на вал промежуточного зубчато-го колеса, а два других расположены наклонно-встречно я симметрично относительно упомянутой линии.

1. ТЯГОНЛЙ ПРИВОД ЛОКОМОТИВА, преимущественно опорно-рамного типа, содержащий установленный на раме тележки электродвигатель с полым валом якоря, соединенный нахО|Дящимся внутри упомянутого вала торсионным валом с жестко присоединенным к электродвигателюдвухпоточным редуктором, .кинематически связанным с колесной парой и включающим в себя ведущее, ведомое и два промежуточных колеса, установленных на сферических подшипниках, и ус-ройство для выравнивания нагрузок на промежуточные колеса, выполненное в виде упругих опор, имеющих упругие элементы, отличающийся тем, что, с цепью повьашения надежности и упрощения конструкции, упругие опоры смонтированы в корпусе редуктора на концах валов промежуточных зубчатых колес, причем каждая из опор состоит по меньшей мер.е из двух упругих элементов, жесткость которых пропорцисл ональна нагружающ ™ Еилням,

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается тягового привода локомотива. Известен тяговый привод локолютиваг содержащий тяговый электродвигатель с плавающей Ведущей шестерней, зацепленной со связанной с колесной ггарой BV .домой шестерней по средством двух промежуточных шестерен, установленных на сферических опорах в корпусе редуктора. Свободный конец вала плавающей ведущей шестерни установлен в сферическом подшипнике смонтированном в обойме с плоскими гранями и опирающемся на одну из наклонных плоскостей, вы полненных в корпусе редуктора Недостатком привода является зна чительная неравномерность на/гружения промежуточных шестерен. При колебаниях обрессореннкх частей локомотива перемещение электродвигате ля, жэстко закрепленного ка раме тележки, стносительно осевого редук тора достаточно велико, и возникаюiioifi при зтом перекос торсионного ва ла вместе с ве,цущей щестерней не мо ;кет 6Lirr; скомпенсирован самоустаноЕкоя промежуточных шестерен. Кром того, сила трения обоймы сферического подшипника по наклонным плоскостям корпуса достигает значительной величины, вследствие сего происходит неравномерное распределение нагрузки между промежуточными шестернями , Известен также тяговый привод лс комотива, преимущественно опорнорамного типа, содержащий установлен ный на раме тележки электродвигател с попкм валом якоря, соединенный находягщимся внутри упомянутого вала торсионньп-л валом с жестко присоединенным к электродвигателю дву шоточ ным редуктором, кинематически связанным с колесной парой и включающим в себя ведущее, ведомое и два промежуточных колеса, установленньзх на сферических подЬГипниках, и устройство для выравнивания нагрузок Ка промежуточные колеса, выполненное в виде упругих опор, имеющих упругие элементы Г21 , Недостатками привода являются сложность конструкции устройства для выравнивания нахрузок и его обслуживания вследствие того, что упругие элементы расположены внутри корпуса редуктора, а также необходимость периодической регулировки этого устройства. Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции тягового привода. Указанная цель достигаетсч тем, что в тяговом приводе локомотива/ преимущественно опорно-рамного типа, содержащем установленный на раме тележки- электродвигате/гь с :,oJi:/M валом якоря, соединенЕ- й находягаимся внутри упомя:-; :-.;j ;ала торсионным валом с жестко присоединенным к электродвигателю двухпоточным редуктором, кинематически связанным с колесной парой и вклЕочающим в себя ведущее, ведомое и два промежуточных колеса, установленных на сферических подшипниках, и устройство лшя выравнивания нагрузок на промежуточные колеса, ВЕЛполненное в виде упругих onopf имегогдих упругие элементы, упругие опоры смонтиро-Баиы з корпусе редуктора на концах налов- трсмежуточ - ьтх зубчатых колес f причем каждая из опсзр состоит по меньше мере из двух упругих элементов, жестко ть которых пропорциональна нагружй :i,Kfv: усилиям, Кроме того, упругие опоры расположены параллельно друг другу, причем касательные плоскости, восстановленные к середкг-шм их опорных поверхнсстей, перпендикулярны линии действия равнодействующей силы на вал про.межуточного зубчатого колеса, Причем каждая из упругих опор остоит из трех одинаковых упругих элементов, один из которых располо жен так, что касательная плоскость восстановленная к середине его опо ной поверхности, перпендикулярна линии действия равнодействующей силы на вал промежуточного зубчато колеса, а два других расположены н клонно-встречно и симметрично относительно упомянутой линии. На фиг. 1 изображена кинематическая схема тягового привода локо мотива j на фиг. 2. - то же, вид сбо ку со стороны редуктора; на фиг. 3 схема сил, действующих на валы про межуточных колес; на фиг. 4-9 - сх мы вариантов исполнения устройства для выравнивания нагрузок, выполне ных на базе упругих элементов простейшей конструкции. Тяговый привод содержит установленный с помощью кронштейнов 1 и 2 на раме 3 тележки электродвигатель 4 с полым валом 5, соединенным шли цевым соединением 6 с одним концом торсионного вала 7, другой конец которого опирается на сферический подшипник 8, смонтированный в корпусе 9 двухпоточного редуктора, же ко соединенного с остовом двигателя 4. На торсионный вал 7 напрессована ведущая шестерня 10, С ней в зацеплении находятся два промежуточ ных зубчатых колеса 11 и 12, установленные на сферических подшипниках 13 на валах 14, опирающихся че рез цапфы 15 на упругие элементы 16, расположенные в корпусе 9 редуктора четырьмя группами по два или по три элемента в каждой. Однов ременно колеса 11 и 12 взаимодействуют с установленным на подшипниках 17 качения в корпусе 9 редуктора ведомым зубчатым колесом 18, кинематически соединенным через муфты 19 и 20 и полый карданный вал 21 с колесной парой 22 локомотива. Упру гие опоры выполняются комплектно, включая упругие элементы 16 и арматуру, состоящую из внутренних цапф 15 и. внешних обойм 23. При этом возможны несколько вариантов исполнения упругих опор. В упругой опоре все упругие элементы могут иметь одинаковые размеры или отличаться каким-то одним размером,например шириной,, толщиной, длиной или диаметром. При одинаковых упругих эле ментах наиболее простым являются конструкции опор, в которых применены группы из трех элементов, име7 (юЕцих в сечении форму прямоугольника (фиг, 9) или кольцевого сектора (фиг. 6). В случае применения в опоре упругих элементов, отличаюЕцйхся каким-то одним размером, найболее простыми являются двухэлементные конструкции, в которых элементы отличаются либо по ширине (фиг, 4), либо по тожише (фиг. 5) , либо по длине (фиг. 6), либо по диаметру (фиг. 7). Тяговый привод работает следующим образом. Крутящий момент от вала 5 электродвигателя 4 через шлицевое соединение 6 передается на торсионный вал 7, ведущую шестерню 10,. промежуточные 11 и 12 и ведомое 18 зубчатые колеса, а от последнего через муфту 19, полый карданный-вал 21 и муфту 20 - на колесную пару 22 локомотива. При работе привода для обоих направлений вращения промежуточных зубчатых колес на их вала: появляется сила, действующая под углом /2 (фиг. 3) к линии между центрами ведущего и ведомого колес. Угол Л зависит от числа зубьев, угла про- филя и модуля зубчатых колес, т.е . от геометрии зубчатой передачи. Пр« этом для разных направлений вращения зубчатых колес величина равнодействующей сил, действующих на промежуточный вал,- различна. При изменении направления вращения направление равнодействующей измеияется на 180° , т.е. она в обоих случаях действует вдоль одной прямой. На этой прямой с противоположных сторон валов промежуточных зубчатых колес устанавливаются упругие элементы упругих опор. При передаче нагрузки о ведущей шестерни 10 на промежуточные колеса величина равнодействующих сил, действующих на валы колес 11 и 12, различ 1а (фиг. 3) , однако деформация упругих элементов в опорах этих валов одинакова вследствие соответствующего подбора жесткостей этих элементов в одной опоре. Соотношение жесткости упругих опор для прямого и обратного направлений вращения промежуточных колес может быть выражено зависимостью cos(|-( coe l-ly- oiv.) где - угол зацепления; Y - угол при вершине В фи г, 3. В результате такого подбора жесткости опор перемещения колес 11 и 12 будут одинаковыми, следовательно, нагрузки на промежуточные колеса будут также уравнены. В случае применения двухэлементных опор упругие элементы в них устанавливаются так,, что касательные плоскости, восстановленные к серединам их опорных поверхностей, перпендикулярны линии действия равнодействующей силы на вал. При этом упругие элементы, состоящие в одной олорб, отличаются жесткостью вследстви различия в геометрических размерах (фиг, 4-7) ,

В трехэлементной опоре использу-: ются одинаковые упругие элементы, что очень удобно при их изготовлении. Поскольку в этом случае все упрух-ие элементы идентичны, т.е. имеют одинаковые параметры, в том числе и жесткость,.то для соблюдения равенства перемещения валов, а значит и деформаций в опорах, в направлении большей силы устанавливается о,цин упругий элемент, работающий только на сжатие и этим обеспечивающий максимальную жесткость, так как его опорная поверхность симметрична относительно линии равнодействующей силы, а касательная плоскость, восстановленная к середине опорной поверхностир перпендикулярна этой линии, а с противоположной стороны вала симметрично относительно той же линии равнодействующей силы установлены два таких же элемента, расположенных под угло р к касательным плоскостям, восстановленным к серединам их опорных поверхностей.

Суммарная жесткость этих двух элементов может быть выражена формулой

,,, -- (Esi 4 Gcosri )

Li

ж, h

где F -- площадь сечения упругого

элем8нта5

Е - модуль сжатия материала G модуль сдвига материала; р - угол наклона элемента к линии действия равнодействующей СИЛЫ;

h - высота элемента. I

Изменяя угол , можно подобрать необходимую суммарную жесткость двух злементов, которые работают на сжатие и t)a сдвиг и поэтому/ имеют суммарную жесткость меньше,, чем у одного элемента, работающего только на сжатие. Величина р определяет положение наклонных элементо и зависит от их геометрических параметров к упругих свойств материала.

Таким образом, установка, упругих опор в корпусе редуктора на концах валов промежуточных зубчатых колес и подбор жесткости упругих элементо этих опор пропорционально нагружающим усилиям повышают надежность тягового привода, упрощают его конструкцию, а также облегчают обслуживание привода в эксплуатации, поскольку не требуют дополнительных регулировок устройства.

Щ /.J //

It

15

fut.9