RU186173U1

RU186173U1 - Узел подвешивания тягового электродвигателя

Info

Publication number: RU186173U1
Application number: RU2018114136U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Воробьев; Дмитрий Яковлевич Антипин; Александр Анатольевич Пугачев; Олег Васильевич Измеров; Максим Александрович Маслов; Степан Олегович Копылов; Евгений Владимирович Рощупкин; Сергей Валентинович Разумовский; Дмитрий Григорьевич Надточей; Андрей Сергеевич Космодамианский
Priority date: 2018-04-17
Filing date: 2018-04-17
Publication date: 2019-01-11

Abstract

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к узлам подвешивания тягового электродвигателя к раме тележки локомотива.

Узел подвешивания тягового электродвигателя, содержащий подшипниковые опоры для опирания на ось колесной пары и поводок, связанный концами с корпусом двигателя и рамой тележки сайлент-блоками, один из которых, выполненный сферическим, смонтирован на оси с возможностью осевого перемещения, при этом пространство между указанным сайлент-блоком и осью заполнено смазочной жидкостью с ферромагнитными наночастицами, в расточке указанного сайлент-блока помещены постоянные магниты.

Отличительной особенностью предлагаемого узла подвешивания тягового электродвигателя является то, что узел подвешивания содержит два сферических сайлент-блока, закрепленных на раме тележки и размещенных по разные стороны от верхнего выступа корпуса тягового электродвигателя, цилиндрический сайлент-блок размещен между выступами на корпусе тягового электродвигателя, ось цилиндрического сайлент-блока перпендикулярна осям сферических сайлент-блоков, а сам цилиндрический сайлент-блок закреплен на оси в продольном направлении с помощью болтового соединения.

Предложенный узел подвешивания тягового электродвигателя позволяет снизить затраты на эксплуатацию локомотива за счет снижения запаса тяговых электродвигателей в депо для ремонта благодаря тому, что применение двух сферических сайлент-блоков, соединенных с рамой тележки и расположение оси цилиндрического сайлент-блока перпендикулярно осям сферических позволяет разместить поводок между выступами двигателя и тем самым создает возможность обеспечения совместимости предлагаемого узла подвешивания с тяговыми электродвигателями большинства эксплуатируемых на отечественных железных дорогах грузовых тепловозов.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к узлам подвешивания тягового электродвигателя к раме тележки локомотива.

Известен узел подвешивания тягового 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).

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

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 с кронштейном опирается через резиновые шайбы на подвеску, головка которой имеет сменную втулку из износостойкой стали и соединена с брусом рамы тележки плавающим валиком.

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.

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 сайлентблоки.

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°С температурах, при которых повышается жесткость резины в сайлентблоках и увеличивается момент сопротивления повороту сайлентблоков.

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.

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.).

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:

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;

t - длина внутренней втулки амортизатора, мм;

Ж_р - радиальная жесткость амортизатора, кН/мм;

Ж_о - 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 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 1 оказывается меньше, чем принятая выше 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.

В качестве прототипа предлагаемой полезной модели выбран 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. 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.).

Недостатком указанного узла подвешивания является то, что его затруднительно использовать для модернизации узлов подвешивания тяговых электродвигателей большинства грузовых и маневровых тепловозов отечественных железных дорог, содержащих пружинный комплект, состоящих из четырех пружин, расположенных между двумя балочками и стягиваемых болтами, недостатком которых является быстрый износ накладок (см. Бирюков И.В. и др. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог. М., Транспорт, 1986, С. 41-42, С. 50-51, рис. 3.1), поскольку выступы на корпусе тягового электродвигателя, между которыми размещен пружинный комплект, препятствуют размещению поводка и шарниров. При срезании указанных выступов в ходе модернизации теряется становится невозможным применять такой тяговый электродвигатель для замены вышедшего из строя тягового электродвигателя на тележке тепловоза, еще не прошедшего модернизацию, что приводит к необходимости иметь в депо дополнительный запас тяговых электродвигателей и увеличивает расходы в эксплуатации.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в снижении затрат при эксплуатации и ремонте локомотива посредством обеспечения совместимости предлагаемого узла подвешивания с тяговыми электродвигателями большинства эксплуатируемых на отечественных железных дорогах грузовых тепловозов.

Это достигается тем, что в узле подвешивания тягового электродвигателя, содержащем подшипниковые опоры для опирания на ось колесной пары и поводок, связанный концами с корпусом двигателя и рамой тележки сайлент-блоками, один из которых, выполненный сферическим, смонтирован на оси с возможностью осевого перемещения, при этом пространство между указанным сайлент-блоком и осью заполнено смазочной жидкостью с ферромагнитными наночастицами, в расточке указанного сайлент-блока помещены постоянные магниты, узел подвешивания содержит два сферических сайлент-блока, закрепленных на раме тележки и размещенных по разные стороны от верхнего выступа корпуса тягового электродвигателя, цилиндрический сайлент-блок размещен между выступами на корпусе тягового электродвигателя, ось цилиндрического сайлент-блока перпендикулярна осям сферических сайлент-блоков, а сам цилиндрический сайлент-блок закреплен на оси в продольном направлении с помощью болтового соединения.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1. изображен узел подвешивания тягового электродвигателя к раме тележки локомотива, на фиг. 2 - вид на поводок узла подвешивания и на фиг. 3 - шарнир узла подвешивания.

Предлагаемый узел подвешивания тягового электродвигателя содержит подшипниковые опоры 1 для опирания на ось колесной пары, поводок 2, связанный концами с корпусом двигателя 3 и рамой тележки 4 сайлент-блоками 5 и 6, сайлент-блок 5, выполненный сферическим, смонтирован на оси 7 с возможностью осевого перемещения, при этом пространство между сайлент-блоком 5 и осью 7 заполнено смазочной жидкостью 8 с ферромагнитными наночастицами, в расточке указанного сайлент-блока помещены постоянные магниты 9.

При этом узел подвешивания содержит два сферических сайлент-блока 5, закрепленных на раме тележки 4 и размещенные по разные стороны от верхнего выступа 10 корпуса тягового электродвигателя 3, цилиндрический сайлент-блок 6 размещен между выступами 10 и 11 на корпусе тягового электродвигателя, ось 12 цилиндрического сайлент-блока 6 перпендикулярна осям 7 сферических сайлент-блоков 5, а сам цилиндрический сайлент-блок 6 закреплен на оси 12 в продольном направлении с помощью болтового соединения 13.

Предлагаемый узел подвешивания тягового электродвигателя работает следующим образом. При поперечном перемещении оси 12 относительно рамы тележки 4 внутренние втулки сайлент-блоков 5 скользят по осям 7. Возникающая при этом сила трения не приводит к перекосу поводка 2 относительно осей 7, в связи с тем, что оси 7 закреплены в поводке 2, а сайлент-блоки 5 жестко связаны с рамой тележки 4. В результате давление внутренних обойм сайлент-блоков 5 на оси 7 распространяется равномерно по длине контакта каждого сайлент-блока 5 с осью 7, что предотвращает разрушение слоя смазочной жидкости 8 и заклинивание сайлент-блоков 5 на осях 5. Благодаря тому, что резиновые втулки сайлентблоков 5 имеют сферическую форму, перекосы сайлент-блоков 5 из-за погрешностей монтажа также не вызывают неравномерного распределения давления внутренних обойм сайлент-блоков 5 на ось 7 по длине контакта каждого сайлент-блока 5 с осью 7. Постоянные магниты 9 удерживают смазочную жидкость в зазоре между сайлент-блоком 5 и осью 7, что предотвращает возникновение сухого трения и задиров контактирующих поверхностей оси 7 и сайлент-блока 5. Поворот и перекос двигателя 3 относительно поводка 2 при проезде неровностей пути компенсируются за счет упругой деформации резиновой втулки цилиндрического сайлент-блока 6, который удерживается от сползания с оси 12 болтовым соединением 13.

Технико-экономический эффект заявленной полезной модели заключается в том, что применение двух сферических сайлент-блоков, соединенных с рамой тележки и расположение оси цилиндрического сайлент-блока перпендикулярно осям сферических позволяет разместить поводок между выступами двигателя и тем самым создает возможность обеспечения совместимости предлагаемого узла подвешивания с тяговыми электродвигателями большинства эксплуатируемых на отечественных железных дорогах грузовых тепловозов, снижения запаса тяговых электродвигателей в депо для ремонта, что позволяет снизить расходы на эксплуатацию локомотивов.

Claims

Узел подвешивания тягового электродвигателя, содержащий подшипниковые опоры для опирания на ось колесной пары и поводок, связанный концами с корпусом двигателя и рамой тележки сайлент-блоками, один из которых, выполненный сферическим, смонтирован на оси с возможностью осевого перемещения, при этом пространство между указанным сайлент-блоком и осью заполнено смазочной жидкостью с ферромагнитными наночастицами, в расточке указанного сайлент-блока помещены постоянные магниты, отличающийся тем, что узел подвешивания содержит два сферических сайлент-блока, закрепленных на раме тележки и размещенных по разные стороны от верхнего выступа корпуса тягового электродвигателя, цилиндрический сайлент-блок размещен между выступами на корпусе тягового электродвигателя, ось цилиндрического сайлент-блока перпендикулярна осям сферических сайлент-блоков, а сам цилиндрический сайлент-блок закреплен на оси в продольном направлении с помощью болтового соединения.