EA014035B1

EA014035B1 - Тяговый электропривод транспортного средства

Info

Publication number: EA014035B1
Application number: EA200802097A
Authority: EA
Inventors: Иван Вячеславович Бирюков; Геннадий Иванович Михайлов; Евгений Константинович Рыбников; Генрих Исаакович ЛЕВИН
Priority date: 2008-09-05
Filing date: 2008-09-05
Publication date: 2010-08-30
Also published as: EA200802097A1

Abstract

Изобретение относится к рельсовому подвижному составу и касается тягового электропривода транспортных средств. Предложен тяговый электропривод транспортного средства, содержащий электродвигатель, соединенный с колесной парой редуктором, корпус которого жестко соединен с корпусом электродвигателя, образуя привод, имеющий три точки крепления к раме транспортного средства. Особенность изобретения в том, что две точки крепления привода к раме тележки транспортного средства предусмотрены по линии, проходящей в плоскости, перпендикулярной оси колесной пары, причем третья точка крепления расположена на корпусе электродвигателя на пересечении двух прямых, первая из которых параллельна оси колесной пары и проходит через одну из точек крепления на корпусе редуктора, а вторая проходит через другую точку крепления на корпусе редуктора и через центр масс приводного агрегата. Крепление к раме тележки приводного агрегата в двух точках, расположенных на прямой, параллельной оси колесной пары, предусмотрено посредством упругих элементов, а крепление в третьей точке, находящейся на корпусе редуктора на прямой, пересекающей центр масс приводного агрегата, предусмотрено с помощью шарнира.

Description

Изобретение относится к рельсовому подвижному составу и касается тягового электропривода транспортных средств.

Известен тяговый электропривод, например, городского рельсового транспорта, содержащий тяговый электродвигатель, соединенный механической передачей с редуктором с колесной парой, причем между входным валом редуктора и валом тягового электродвигателя установлена муфта. Вал тягового электродвигателя имеет только одну подшипниковую опору со стороны, противоположной редуктору. Ведущее зубчатое колесо связано через зубчатую муфту с колесной парой. При этом корпус редуктора жестко соединен с корпусом электродвигателя, образуя приводной агрегат, который имеет одну точку опирания на раму, которая выбрана из условия ее нахождения на прямой, соединяющей точку пересечения оси колесной пары и плоскости вращения зубчатой муфты с точкой, соответствующей центру тяжести приводного агрегата. См., например, патент РФ по кл. МПК В61С № 2136523С1 за 10.09.99.

Недостатками известного тягового электропривода являются консольное крепление корпуса редуктора, которое при единственной опоре двигателя создает изгибающий момент относительно центра масс приводного агрегата.

Известен тяговый электропривод рельсового электрического транспорта, содержащий высокооборотный асинхронный двигатель, соединенный с колесной парой двухступенчатым редуктором, в котором корпусы редуктора и двигателя соединены жестко, образуя приводной агрегат, имеющий три лапы - точки крепления на раме тележки: одну на корпусе редуктора и две на корпусе двигателя. Ротор электродвигателя установлен на валу консольно в подшипниках, размещенных в корпусе двухступенчатого редуктора. Этот редуктор содержит вал, снабженный двумя зубчатыми колесами разных ступеней: ведомым зубчатым колесом первой ступени и ведущим зубчатым колесом второй ступени, а выходной полый вал редуктора охватывает ось колесной пары и связан с нею другим полым валом с двумя шарнирноповодковыми муфтами. См., например, патент ЧССР по кл. МПК В61С №217032 за 01.07.84.

Недостатком описанного тягового электропривода является консольное расположение ротора электродвигателя. Это создает нежелательные изгибные напряжения ведущего вала, что вызывает вибрацию, растущую с увеличением скорости вращения этого вала. Расположение одной точки крепления на корпусе редуктора и двух на корпусе двигателя образует консольное подвешивание приводного агрегата, вызывающее повышенные нагрузки в зонах крепления. Такое устройство привода вызывает такое расположение центра масс приводного агрегата, которое приводит к повышенным вибрационным нагрузкам на редуктор и тяговый электродвигатель.

Задача изобретения заключается в таком изменении положения точек крепления относительно центра масс приводного агрегата, которое свело бы к минимуму вибрационные нагрузки и, тем самым, повысило надежность работы тягового электропривода.

Описанный тяговый электропривод по упомянутому патенту № 217032 содержит наибольшее количество существенных признаков предлагаемого устройства и поэтому взят за прототип.

Технический результат изобретения состоит в повышении надежности тягового электропривода.

Указанный технический результат достигается тем, что в тяговом электроприводе две из трех точек крепления к раме тележки размещены на корпусе редуктора в плоскости, перпендикулярной оси колесной пары, а третья - на корпусе электродвигателя на пересечении двух прямых, одна из которых параллельна оси колесной пары и проходит через одну точку крепления, расположенную на корпусе редуктора, а вторая проходит через другую точку крепления, расположенную на корпусе редуктора, и центр масс приводного агрегата;

две точки крепления к раме тележки, лежащие на одной прямой, параллельной оси колесной пары, осуществляются посредством упругих элементов, а третья точка крепления, находящаяся на корпусе редуктора, выполнена с помощью шарнира.

Сущность изобретения поясняется одним из предпочтительных вариантов его осуществления.

На фиг. 1 показана схема тягового электропривода, вид сбоку;

на фиг. 2 - электропривод, вид в плане.

Как видно на фиг. 1, предлагаемый тяговый электропривод транспортного средства содержит электродвигатель 1, соединенный с колесной парой 2 (на фиг. 1 показано одно колесо колесной пары) и двухступенчатый редуктор 3.

Как показано на фиг. 2, электродвигатель 1 имеет корпус 4, в котором жестко закреплен статор 5, а в подшипниках 6 и 7 вал 8 с ротором 9. Корпус 4 снабжен кронштейном 10 с точкой 11 крепления к раме транспортного средства.

С корпусом 4 электродвигателя 1 жестко соединен корпус 14 двухступенчатого редуктора 3. В этом корпусе 14 размещены входной вал 15 на роликоподшипниках 16 и 17, промежуточный вал 18 с закрепленным на нем зубчатым колесом 19 на роликоподшипниках 20 и 21, а также выходной полый вал 22 с ведомым зубчатым колесом 23, вращающийся на роликоподшипниках 24 и 25. Подшипники 16, 20, 24 цилиндрические однорядные, а подшипники 17, 21, 25 - двухрядные конические. Таким образом каждый из валов редуктора опирается на однорядный цилиндрический и двухрядный конический роликовые подшипники.

Входной вал 15 редуктора 3 соединен с валом 8 электродвигателя 1 через муфту 26. Зубчатый венец

- 1 014035 вала-шестерни 15 и находящееся на промежуточном валу 18 зубчатое колесо 19 составляют первую ступень редуктора, а зубчатый венец промежуточного вала 18 и ведомое зубчатое колесо 23 образуют вторую ступень редуктора. Обе ступени снабжены косозубыми колесами, причем на промежуточном валу 18 установлены зубчатые колеса с одинаковым направлением зубьев, а на входном 15 и выходном 22 валах с противоположным направлением зубьев.

Выходной полый вал 22 редуктора 3 охватывает с зазором ось 12 колесной пары 2 и связан с нею посредством другого полого вала 27 с двумя шарнирно-поводковыми муфтами 28 и через них с колесной парой. Жестко соединенные между собой корпус 4 электродвигателя 1 и корпус 14 редуктора 3 имеют три точки крепления к раме тележки. Две из трех точек крепления 29 и 30 (фиг. 2) находятся соответственно на кронштейнах 31 и 32 корпуса 14 и расположены на линии Б-Б в плоскости, перпендикулярной оси 12 колесной пары 2. Третья точка 11 находится на кронштейне 10 корпуса 4 электродвигателя 1 на пересечении двух прямых, первая из которых В-В параллельна оси 12 колесной пары 2 и проходит через точку крепления 30, а вторая Г-Г проходит через точку крепления 29 и центр масс приводного агрегата. Эта точка на фиг. 2 обозначена цифрой 33.

В двух точках 30 и 11, лежащих на прямой В-В, крепление к раме транспортного средства предусмотрено посредством упругих элементов 34 (на фиг. 1 виден только 1 элемент), а в третьей точке крепления 29, находящейся на кронштейне 31, предусматривается шарнир 35 (фиг. 1).

Тяговый привод работает следующим образом. Когда ротор 9 (фиг. 2) на валу 8 приходит во вращение, крутящий момент через муфту 26 передается на входной вал 15 двухступенчатого редуктора 3 и далее через зубчатое зацепление обеих его ступеней соответственно на промежуточный вал 18 и выходной вал 22, а от последнего через полый вал 27 и шарнирно-поводковые муфты 28 на колесо 13 и ось 12 колесной пары 2.

Крепление в трех точках жестко соединенных между собой корпусов 4 и 14, связанное с расположением центра масс 33 приводного агрегата, снижает изгибно-крутильные колебания и динамические нагрузки при работе тягового привода.

Крепление редуктора в двух точках, находящихся в центрах упругих элементов, лежащих в средней продольной плоскости редуктора, перпендикулярной оси колесной пары, позволяет устранить эксцентриситет относительно линии действия реактивной силы в точке 30 (фиг. 2) и соответственно изгибающего момента относительно этой точки опоры.

Чтобы устранить в приводном агрегате влияние изгибающих моментов от действия силы тяжести, возникающих относительно общего центра масс двигателя и соединенного с ним редуктора, предусмотрено опору 11 (фиг. 2)) разместить, во-первых, на одном уровне (расстоянии) от оси колесной пары с опорой 30, во-вторых, на прямой, проходящей одновременно через центр масс и через точку опоры 29.

Выполнение опор в виде упругих элементов снижает при сборке приводного агрегата влияние погрешностей при реализации указанных выше существенных признаков данного изобретения. Выполнение одной опоры в виде шарнира создает необходимые условия крепления приводного агрегата на раме тележки, поскольку статически неопределимая система с избыточными связями может быть развязана с помощью кинематической пары, какой в данном случае является упомянутый шарнир.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Тяговый электропривод транспортного средства, содержащий электродвигатель (1), соединенный с колесной парой (2) двухступенчатым редуктором (3) с валами, установленными в корпусе (14) редуктора (3) на роликовых подшипниках, причем входной вал (15) редуктора (3) соединен с валом (8) электродвигателя (1) через муфту (26), промежуточный вал (18) содержит два соосно расположенных зубчатых колеса первой и второй ступеней, а выходной полый вал (22) охватывает ось (12) колесной пары (2) и связан с нею посредством другого полого вала (27) с двумя шарнирно-поводковыми муфтами (28), а корпус (4) электродвигателя (1) и корпус (14) редуктора (3) жестко соединены между собой, образуя приводной агрегат, имеющий три точки (11, 29, 30) крепления к раме тележки, отличающийся тем, что первая (30) и вторая (29) точки крепления приводного агрегата расположены на корпусе (14) редуктора (3) по линии (Б-Б), проходящей в плоскости, перпендикулярной оси (12) колесной пары (2), а третья точка (11) его крепления расположена на корпусе (4) электродвигателя (1) на пересечении двух прямых линий (В-В) и (Г-Г), первая (В-В) из которых параллельна оси (12) колесной пары (2) и проходит через первую точку (30) крепления, а вторая (Г-Г) - через вторую точку (29) крепления и через центр (33) масс приводного агрегата.
2. Тяговый электропривод по п.1, отличающийся тем, что приводной агрегат прикреплен к раме тележки в двух указанных точках (11, 30), расположенных на первой прямой (В-В), параллельной оси (12) колесной пары (2), посредством упругих элементов (34), и в третьей точке (29), находящейся на второй прямой (Г-Г), с помощью шарнира (35).