RU176428U1

RU176428U1 - Traction motor suspension unit

Info

Publication number: RU176428U1
Application number: RU2017120580U
Authority: RU
Inventors: Виктор Григорьевич Новиков; Владимир Иванович Воробьев; Олег Васильевич Измеров; Виктор Петрович Тихомиров
Priority date: 2017-06-13
Filing date: 2017-06-13
Publication date: 2018-01-18

Abstract

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к узлам подвешивания тягового электродвигателя к раме тележки локомотива.The utility model relates to transport engineering, and in particular to nodes for suspending a traction electric motor to a locomotive trolley frame.

Узел подвешивания тягового электродвигателя, содержащий подшипниковые опоры для опирания на ось колесной пары и поводок, концами посредством сайлент-блоков связанный с корпусом двигателя и рамой тележки, при этом нижний сайлент-блок смонтирован на оси с возможностью осевого перемещения в пределах 1-1,2 от максимальной амплитуды поперечных перемещений колесной пары относительно рамы тележки и выполнен сферическим, пространство между нижним сайлент-блоком и осью заполнено смазочной жидкостью с ферромагнитными наночастицами, в расточке подвижного сайлент-блока помещены постоянные магниты, резиновая втулка верхнего сайлент-блока выполнена цилиндрической, с длиной не менее 2/3 от величины межцентрового расстояния по шарнирам подвески.A suspension unit for a traction electric motor containing bearing bearings for supporting the wheelset and the leash on the ends, by means of silent blocks, connected to the engine casing and the trolley frame, while the lower silent block is mounted on an axis with the possibility of axial movement within 1-1.2 from the maximum amplitude of the lateral displacements of the wheelset relative to the frame of the cart and made spherical, the space between the lower silent block and the axis is filled with a lubricating fluid with ferromagnetic nanoparticles, in the bore odvizhnogo silemblock permanent magnets are placed, the upper rubber bushing silent block is cylindrical, with a length of at least 2/3 of the distance between centers of hinges suspension.

Отличительной особенностью предлагаемого узла подвешивания тягового электродвигателя является то, что резиновая втулка и наружная обойма верхнего сайлент-блока выполнены составными из двух частей, между которыми помещено дистанционное кольцо.A distinctive feature of the proposed traction motor suspension unit is that the rubber sleeve and the outer casing of the upper silent block are made of two parts, between which a distance ring is placed.

Предложенный узел подвешивания тягового электродвигателя позволяет упростить сборку узла и снизить расходы на изготовление и ремонт.

The proposed suspension unit of the traction motor allows to simplify the assembly of the node and reduce the cost of manufacturing and repair.

Description

Известен узел подвешивания тягового электродвигателя к раме тележки локомотива, включающий моторно-осевые подшипники тягового электродвигателя и подвеску, состоящую из пружин, качающихся подвесок с шарнирами скольжения и траверс (см. Медель В.Б. Подвижной состав электрических железных дорог. Т. 1. Конструкция и динамика. - М., Гострансжелдориздат, 1957, С. 160.).Known suspension unit of the traction motor to the frame of the locomotive trolley, including motor-axial bearings of the traction motor and a suspension consisting of springs, swinging suspensions with sliding joints and traverses (see Medel VB Rolling stock of electric railways. T. 1. Design and dynamics. - M., Gostranszheldorizdat, 1957, S. 160.).

Недостатком указанного узла подвешивания тягового электродвигателя является его сложность и наличие большого числа деталей, изнашивающихся в процессе эксплуатации и требующих восстановления или замены.The disadvantage of this node suspension of the traction motor is its complexity and the presence of a large number of parts that wear during operation and require restoration or replacement.

Известен узел подвешивания тягового электродвигателя, применяемый на отечественных электровозах типа ВЛ80, ВЛ10, ВЛ11 и ВЛ82 (см. В.Н. Калихович. Тяговые приводы локомотивов (Устройство, обслуживание, ремонт). М.: Транспорт, 1983, С. 58.). В этих локомотивах тяговый электродвигатель кронштейном через резиновые шайбы опирается на подвеску, головка которой имеет сменную втулку из износостойкой стали и соединена с брусом рамы тележки плавающим валиком.Known suspension unit traction motor used on domestic electric locomotives type VL80, VL10, VL11 and VL82 (see VN Kalikhovich. Traction drives of locomotives (Device, maintenance, repair). M .: Transport, 1983, S. 58.) . In these locomotives, the traction motor, through the rubber washers, is supported by the bracket on the suspension, the head of which has a replaceable sleeve made of wear-resistant steel and is connected to the beam of the trolley frame by a floating roller.

Недостатком указанного узла подвешивания тягового электродвигателя является высокий износ сменной втулки и плавающего валика вследствие небольшой площади контакта трущихся поверхностей, особенно при перекосе тягового электродвигателя 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 тяговый электродвигатель.The disadvantage of this suspension unit of the traction motor is the high wear of the replaceable sleeve and the floating roller due to the small contact area of the rubbing surfaces, especially when the traction motor is skewed relative to the frame of the trolley. As a result of this, the gap between the removable sleeve and the floating roller can reach 1.4 ... 2.3 mm in operation, which causes an increase in shock loads acting on the traction motor.

Известен узел подвешивания тягового электродвигателя, применяющийся на английском тепловозе «Кестрел» (см. Бирюков И.В. и др. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог. М., Транспорт, 1986, с. 43-44, С. 50-52.). 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.Known suspension unit traction electric motor, used in the English locomotive "Kestrel" (see Biryukov IV and other traction transmission of electric rolling stock of railways. M., Transport, 1986, S. 43-44, S. 50-52. ) In the specified locomotive in the axial traction drive, the electric motor is connected to the trolley frame using a leash, in the heads of which are mounted spherical and cylindrical rubber-metal silent blocks.

Существенным недостатком данного узла, работающего в условиях комбинированного нагружения (воспринимает одновременно осевые и радиальные нагрузки), является повышенное осевое нагружение на опорные подшипники тягового электродвигателя 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, при которых повышается жесткость резины в сайлентблоках и увеличивается момент сопротивления повороту сайлентблоков.A significant drawback of this unit operating under combined loading conditions (it simultaneously accepts axial and radial loads) is the increased axial loading on the thrust motor thrust bearings during the lateral movement of the wheel pair relative to the trolley frame while the locomotive passes small radius curves and turnouts, especially at low up to -50 ° C temperatures at which the rubber stiffness in the silent blocks is increased and the moment of resistance to rotation of the silent blocks is increased.

Кроме того, повышенные относительные деформации сжатия торцевых частей резиновых втулок цилиндрического амортизатора приводят к дополнительным нагрузками на моторно-осевые подшипники, что в конечном итоге приводит к снижению долговечности подшипников и амортизаторов узла подвешивания.In addition, increased relative compression strains of the end parts of the rubber bushings of the cylindrical shock absorber lead to additional loads on the motor-axial bearings, which ultimately leads to a decrease in the durability of the bearings and shock absorbers of the suspension unit.

Известно также, что в поводках букс локомотивов, которые передают боковые усилия от буксы к раме тележки, длина одного из шарниров принимается близкой к 2/3 от длины поводка, для обеспечения угловой жесткости поводка. Такой поводок был применен, в частности, на отечественном электровозе ВЛ85 (см. Электровоз ВЛ85: Руководство по эксплуатации. / Б.А. Тушканов, Н.Г. Пушкарев, Л.А. Позднякова и др. - М.: Транспорт, 1992, С. 14, рис. 2.8.).It is also known that in leashes of axle boxes of locomotives that transmit lateral forces from the axle box to the carriage frame, the length of one of the hinges is taken close to 2/3 of the leash length, to ensure angular stiffness of the leash. Such a leash was used, in particular, on the domestic VL85 electric locomotive (see VL85 Electric Locomotive: Operation Manual. / B.A. Tushkanov, N.G. Pushkarev, L.A. Pozdnyakova et al. - M .: Transport, 1992 , P. 14, Fig. 2.8.).

Известен узел подвешивания тягового электродвигателя (см. 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, Б.И. №33). 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:A known node for suspending a traction electric motor (see USSR author's certificate No. 1759693. A node for suspending a traction electric motor / BC Kossov, Yu.N. Sokolov, BC Avramenko, V. M. Surovtsev, S. P. Avdeev, B. I. Godunov and V .P. Kolesnikov - publ. 07.09.92, B.I. No. 33). It contains bearing supports for supporting the axle pair and the leash, ends by means of silent blocks connected to the engine housing and the frame of the trolley, while one of the silent blocks is mounted on the axis with the possibility of axial movement within 1-1.2 of the maximum amplitude lateral movements of the wheelset relative to the frame of the trolley, and the parameters of silent blocks are connected by the following ratio:

,

где f - коэффициент трения скольжения подвески по внутреннему валику;where f is the coefficient of sliding friction of the suspension along the inner roller;

F - суммарное усилие в подвеске от веса тягового электродвигателя и реактивного усилия от реализации силы тяги, кН;F is the total force in the suspension from the weight of the traction motor and the reaction force from the implementation of the traction force, kN;

L - межцентровое расстояние по амортизаторам подвески, мм;L is the center-to-center distance by suspension shock absorbers, mm;

t - длина внутренней втулки амортизатора, мм;t is the length of the inner sleeve of the shock absorber, mm;

Ж_р - радиальная жесткость амортизатора, кН/мм;Ж _р - radial stiffness of the shock absorber, kN / mm;

Ж_о - осевая жесткость амортизатора, кН/мм;W _about - axial stiffness of the shock absorber, kN / mm;

Δ - амплитуда поперечного перемещения колесной пары с электродвигателем относительно рамы тележки, мм.Δ is the amplitude of the transverse movement of the wheelset with an electric motor relative to the frame of the trolley, mm

Недостатком данного узла подвески является то, что в эксплуатации под воздействием пыли, влаги и загрязнений, загустевания смазки или загрязнений, содержащих масло и топливо, при низких температурах, коэффициент трения f втулки по поверхности оси 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 l оказывается меньше, чем принятая выше в указанном соотношении длина внутренней втулки амортизатора. Также 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.The disadvantage of this suspension unit is that in operation under the influence of dust, moisture and contaminants, thickening of grease or contaminants containing oil and fuel, at low temperatures, the friction coefficient f of the sleeve along the axis surface can change. In addition, when the leash is skewed during operation, the sleeve pressure on the axis surface is uneven due to the moment of the resistance of the silent block to the skew, as a result of which the sleeve and axis wear at the edges is greater than in the middle. As a result of this, the actual contact length of the bush of the silent block with the axis l is less than the length of the inner shock absorber bush adopted above in the indicated ratio. Also, when the temperature changes, the radial and axial stiffness of the shock absorber will change. All of this together leads to increased wear of the sleeve and the hinge, and with an unfavorable combination of these factors can lead to jamming of the sleeve on the axis, and, as a result, extrusion and destruction of the rubber bushings of the silent block.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является 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, причем 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 (см. 6. Патент РФ №2549427. Узел подвешивания тягового электродвигателя / В.И. Воробьев, В.Г. Новиков, Г.С. Михальченко, О.В. Измеров, А.А. Пугачев, С.Г. Волохов - опубл. 27.04.2015 Б.И. №12.).The closest technical solution to the proposed utility model is a suspension unit for a traction electric motor containing bearing bearings for supporting the wheel pair on the axis and a leash connected by ends with a spherical and cylindrical silent blocks, one of which is mounted on the axis with axial axial capability moving, and in order to increase reliability, the space between the spherical silent block and the axis is filled with a lubricating fluid with ferromagnetic nanoparticles, in the bore with Permanent magnets are placed on the eric silent block, and the length of the rubber sleeve of the upper silent block is at least 2/3 of the center-to-center distance of the suspension hinges L (see 6. RF Patent No. 2549427. Suspension of a traction electric motor / V.I. Vorobyov , V.G. Novikov, G.S. Mikhalchenko, O.V. Izmerov, A.A. Pugachev, S.G. Volokhov - published on 04.27.2015, B.I. No. 12.).

Недостатком указанного узла подвешивания является необходимость увеличения длины резиновой втулки верхнего сайлент-блока при увеличении межцентрового расстояния по шарнирам подвески L, и, соответственно, наружной втулки верхнего сайлент-блока, что затрудняет запрессовку верхнего сайлент-блока в поводок и увеличивает расходы на изготовление и ремонт.The disadvantage of this suspension unit is the need to increase the length of the rubber sleeve of the upper silent block with an increase in the center distance along the hinges of the suspension L, and, accordingly, the outer sleeve of the upper silent block, which makes it difficult to press the upper silent block into the leash and increases the cost of manufacturing and repair .

Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в снижении затрат при эксплуатации и ремонте локомотива посредством упрощения сборки узла.The problem, which the utility model is aimed at, is to reduce costs during operation and repair of the locomotive by simplifying assembly of the unit.

Данная задача решается в узле подвешивания тягового электродвигателя, содержащем подшипниковые опоры для опирания на ось колесной пары и поводок, концами посредством сайлент-блоков связанный с корпусом двигателя и рамой тележки, при этом нижний сайлент-блок смонтирован на оси с возможностью осевого перемещения в пределах 1-1,2 от максимальной амплитуды поперечных перемещений колесной пары относительно рамы тележки и выполнен сферическим, пространство между нижним сайлент-блоком и осью заполнено смазочной жидкостью с ферромагнитными наночастицами, в расточке нижнего сайлент-блока помещены постоянные магниты, резиновая втулка верхнего сайлент-блока выполнена цилиндрической, с длиной не менее 2/3 от величины межцентрового расстояния по шарнирам подвески, отличающийся тем, что резиновая втулка и наружная обойма верхнего сайлент-блока выполнены составными из двух частей, между которыми помещено дистанционное кольцо.This problem is solved in the suspension unit of the traction motor, containing bearing bearings for supporting on the axle of the pair of wheels and the leash, ends by means of silent blocks connected to the motor housing and the frame of the trolley, while the lower silent block is mounted on the axis with the possibility of axial movement within 1 -1.2 of the maximum amplitude of the lateral displacements of the wheelset relative to the frame of the truck and made spherical, the space between the lower silent block and the axis is filled with a lubricating fluid with ferromagnetic n permanent particles, permanent magnets are placed in the bore of the lower silent block, the rubber sleeve of the upper silent block is made cylindrical, with a length of at least 2/3 of the distance between the center distances along the hinges of the suspension, characterized in that the rubber sleeve and the outer sleeve of the upper silent block are made composed of two parts, between which a distance ring is placed.

На фиг. 1. изображен узел подвешивания тягового электродвигателя к раме тележки локомотива, на фиг. 2 - поводок узла подвешивания; на фиг. 3 - укрупненная схема нижнего сайлент-блока.In FIG. 1. depicts the suspension unit of the traction motor to the frame of the locomotive trolley, in FIG. 2 - a leash of the suspension unit; in FIG. 3 - an enlarged diagram of the lower silent block.

Узел подвешивания тягового электродвигателя содержит подшипниковые опоры 1 для опирания на ось колесной пары, поводок 2, посредством сайлент-блоков 3 и 4 и осей 5 и 6 связанный с кронштейном 7 на корпусе двигателя 8 и рамой тележки 9. Нижний сайлент-блок 3 смонтирован на оси с возможностью осевого перемещения в пределах 1-1,2 от максимальной амплитуды поперечных перемещений колесной пары относительно рамы тележки. Резиновая втулка нижнего сайлент-блока 3 имеет сферическую форму, а верхний сайлент-блок 4 имеет резиновую втулку цилиндрической формы, длина которой t_в составляет не менее 2/3 от величины межцентрового расстояния по шарнирам подвески L. Пространство между осью 5 и сайлент-блоком 3 заполнено смазывающей жидкостью 10, содержащей ферромагнитные наночастицы, а в кольцевой расточке нижнего сферического сайлент-блока 3 установлены постоянные магниты 11.The suspension unit of the traction motor contains bearing bearings 1 for supporting on the axle of a pair of wheels, a leash 2, by means of silent blocks 3 and 4 and axles 5 and 6 connected with an arm 7 on the motor housing 8 and the frame of the truck 9. The lower silent block 3 is mounted on axis with the possibility of axial movement within 1-1.2 of the maximum amplitude of the transverse movements of the wheelset relative to the frame of the trolley. Rubber bushing bottom silent block 3 has a spherical shape, and the upper silent block rubber bushing 4 has a cylindrical shape _in which the length t is not less than 2/3 of the distance between centers of hinges suspension L. The space between the axis 5 and silemblock 3 is filled with a lubricating fluid 10 containing ferromagnetic nanoparticles, and permanent magnets 11 are installed in the annular bore of the lower spherical silent block 3.

При этом резиновая втулка и наружная обойма верхнего сайлент-блока 4 выполнены составными из двух частей, между которыми помещено дистанционное кольцо 12.In this case, the rubber sleeve and the outer casing of the upper silent block 4 are made of two parts, between which a distance ring 12 is placed.

Предлагаемый узел подвешивания тягового электродвигателя работает следующим образом. При поперечном перемещении кронштейна 7 относительно рамы тележки 9 внутренняя втулка нижнего сайлент-блока 3 скользит по оси 5. Возникающая при этом сила трения не приводит к перекосу поводка 2 относительно оси 5, в связи с тем, что длина t_в резиновой втулки верхнего сайлент-блока 4 составляет не менее 2/3 от величины межцентрового расстояния по шарнирам подвески L. Отсутствие перекоса поводка 2 приводит к отсутствию перекоса нижнего сайлент-блока 3, в результате чего давление внутренней обоймы сайлент-блока 3 на ось 5 распространяется равномерно по длине контакта сайлент-блока 4 и оси 5, что предотвращает разрушение слоя смазочной жидкости 10 и заклинивание сайлент-блока 4 на оси 5. Благодаря тому, что резиновая втулка сайлент-блока 3 имеет сферическую форму, непараллельность осей 5 и 6 сайлент-блоков 3 и 4, возникающая вследствие неодинаковой высоты неровностей правого и левого рельсов рельсового пути, также не вызывает неравномерного распределения давления внутренней обоймы сайлент-блока 3 на ось 5 по длине контакта сайлент-блока 4 и оси 5. 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. Сборка верхнего сайлент-блока 4 упрощена за счет того, что длина каждой из частей разрезной резиновой втулки не связана с общей длиной t_в и может быть выбрана в соответствии с технологическими требованиями при запрессовке. Дистанционное кольцо 12 обеспечивает при запрессовке такое положение наружными обоймами, при котором расстояние между наружными краями частей разрезной втулки верхнего сайлент-блока обеспечивается равным t_в.The proposed site of suspension of the traction motor operates as follows. With the lateral movement of the bracket 7 relative to the frame of the trolley 9, the inner sleeve of the lower silent block 3 slides along the axis 5. The resulting frictional force does not distort the leash 2 relative to the axis 5, due to the fact that the length t _{in the} rubber sleeve of the upper silent block 4 is at least 2/3 of the distance between the centers of the hinges of the suspension L. The lack of skew of the leash 2 leads to the absence of skew of the lower silent block 3, as a result of which the pressure of the inner clip of silent block 3 on the axis 5 is distributed uniformly o along the contact length of the silent block 4 and axis 5, which prevents the destruction of the layer of lubricating fluid 10 and jamming of the silent block 4 on the axis 5. Due to the fact that the rubber sleeve of the silent block 3 has a spherical shape, the axes 5 and 6 are not parallel to the silent blocks 3 and 4, which arises due to the uneven height of the unevenness of the right and left rails of the rail track, also does not cause an uneven distribution of the pressure of the inner ring of the silent block 3 on the axis 5 along the contact length of the silent block 4 and axis 5. Permanent magnets 11 hold the lubricant the viscosity in the gap between the silent block 3 and the axis 5, which prevents the occurrence of dry friction and scoring of the contacting surfaces of the axis and silent block. The assembly of the upper silent block 4 is simplified due to the fact that the length of each of the parts of the split rubber sleeve is not related to the total length t _in and can be selected in accordance with the technological requirements for pressing. The distance ring 12 provides during pressing in such a position with the outer clips, in which the distance between the outer edges of the parts of the split sleeve of the upper silent block is equal to t _in .

Технико-экономический эффект заявленной полезной модели заключается в том, что выполнение верхнего сайлент-блока с разрезной резиновой втулкой и обоймой и дистанционным кольцом упрощает сборку верхнего сайлент-блока и снижает затраты на изготовление и ремонт узла подвешивания.The technical and economic effect of the claimed utility model consists in the fact that the implementation of the upper silent block with a split rubber sleeve and a clip and a spacer ring simplifies the assembly of the upper silent block and reduces the cost of manufacturing and repair of the suspension unit.

Claims

A suspension unit for a traction electric motor containing bearing bearings for supporting the wheelset and the leash on the ends, by means of silent blocks, connected to the engine casing and the trolley frame, while the lower silent block is mounted on an axis with the possibility of axial movement within 1-1.2 from the maximum amplitude of the lateral displacements of the wheelset relative to the frame of the cart and made spherical, the space between the lower silent block and the axis is filled with a lubricating fluid with ferromagnetic nanoparticles, in the bore Permanent magnets are placed on the movable silent block, the rubber sleeve of the upper silent block is cylindrical, with a length of at least 2/3 of the distance between the center distances along the hinges of the suspension, characterized in that the rubber sleeve and the outer sleeve of the upper silent block are made of two parts between which a distance ring is placed.