RU226453U1 - Крепление моторно-редукторного блока тягового привода класса iii по симметричной схеме опорных точек - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к рельсовому подвижному составу и касается расположения опорных точек крепления тягового электропривода на раме тележки транспортных средств. Технический результат: снижение уровня резонансных колебаний, достигается тем, что моторная тележка содержит симметричную схему крепления моноблока двигатель-редуктор тягового привода класса III, который в свою очередь содержит моноблок двигатель-редуктор, кронштейн крепления к шкворневой балке рамы тележки, кронштейн опоры корпуса редуктора на дополнительную поперечную концевую балку-трубу, кронштейн опоры статора тягового двигателя на дополнительную поперечную концевую балку-трубу, дополнительную поперечную концевую балку-трубу, механически жестко прикрепленную к боковым балкам рамы тележки параллельно оси колесной пары, образуя привод, имеющий три точки крепления к раме транспортного средства. Особенность изобретения состоит в том, что две точки крепления симметричны относительно продольной вертикальной плоскости симметрии, проходящей через центр масс моторно-редукторного блока, и лежат на линии, параллельной оси колесной пары. Третья точка крепления статора двигателя к шкворневой балке рамы тележки лежит на продольной оси, проходящей через центр масс моторно-редукторного блока, перпендикулярной оси колесной пары. При этом проекции линий, соединяющих опоры моторно-редукторного блока, на вертикальную продольную плоскость проходят через центр масс моторно-редукторного блока. Крепление к шкворневой балке рамы тележки статора тягового двигателя в третьей точке предусмотрено с помощью шарнира, а крепление в двух других точках к дополнительной поперечной концевой балке-трубе предусмотрено посредством упругих элементов.

Description

Область техники

Полезная модель относится к рельсовому подвижному составу и касается способа крепления тягового электропривода транспортных средств.

Уровень техники

Известна моторная тележка рельсового транспорта с тяговым приводом класса III, содержащая тяговый электродвигатель, редуктор с малым зубчатым колесом и большим зубчатым колесом и полый вал, связанный через компенсирующие муфты одним концом с большим зубчатым колесом, а другим - с колесной парой, при этом тяговый электродвигатель и редуктор образуют жестко связанный моноблок, шарнирно опирающийся на раму тележки в трех точках. См., например, патент RU 2438897 C1 от 10.01.2012 Бюл. №1 или Смаглюков Д.А. Устройство и эксплуатация электровоза ЭП20, ОАО «РЖД», 2015 г., стр. 21-23.

Известен тяговый привод класса III рельсового транспорта, содержащий тяговый электродвигатель, редуктор, малое зубчатое колесо которого расположено симметрично на двух подшипниковых опорах, соединяющую их компенсационную муфту, при этом тяговый электродвигатель и редуктор соединены друг с другом разъемным неподвижным соединением и шарнирно опираются на раму в трех точках, и полый вал, связанный через компенсирующие муфты одним концом с большим зубчатым колесом, а другим - с колесной парой (см. Смирнов В.А. Тележка двухосная моторная, Руководство по эксплуатации, ДМЗ, 2001 г., стр. 1-3.).

Недостатком данного тягового привода, примененного в отечественном электропоезде ЭД6, является наличие избыточных связей в узлах крепления тягового двигателя и осевого редуктора друг к другу. Это может привести к возникновению нерасчетных нагрузок в месте крепления фланца редуктора и двигателя. Кроме того, если опоры моторно-редукторного блока располагаются не в плоскостях, проходящих через его центр масс, то моторно-редукторный блок обладает взаимосвязанными формами колебаний с близкими частотами, что создает полосу резонансных частот. По конструктивным причинам резонансные частоты моторно-редукторного блока по нескольким формам колебаний занимают полосу частот 38-57 Гц, что вызывает возникновение резонансных колебаний в диапазоне скоростей движения электропоезда 80-120 км/ч.

Известен тяговый электропривод класса III рельсового транспорта, содержащий высокооборотный асинхронный двигатель, соединенный с колесной парой двухступенчатым редуктором, в котором корпусы редуктора и двигателя соединены жестко, образуя приводной агрегат, имеющий три опоры - точки крепления на раме тележки: 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 (см., например, патент ЕА 014035 В1 за 2010.08.30).

Известна моторная тележка рельсового транспорта с тяговым приводом класса III содержащая асинхронный двигатель, соединенный с колесной парой двухступенчатым редуктором, в котором корпусы редуктора и двигателя образуют моноблок двигатель-редуктор, причем крепление моноблока в двух точках со стороны шкворневой балки рамы тележки осуществляется с помощью шарниров, а со стороны колесной пары крепление осуществляется к дополнительной балке, механически жестко прикрепленной к боковым балкам рамы тележки, установленной параллельно концевой балке рамы тележки наиболее близко к оси коленной пары. На дополнительной балке закреплен шарнирный узел подвески, на который опирается соединительная балка, жестко соединенная с корпусом редуктора и через дополнительную опору с корпусом тягового двигателя (см., например, патент RU 42803 U1 за 20.12.2004).

Описанные тяговые электроприводы по упомянутым патентам ЕА014035 В1 и RU42803U1 содержат наибольшее количество существенных признаков предлагаемого устройства и поэтому взяты за прототип.

Раскрытие сущности полезной модели

Задача изобретения заключается в таком изменении положения точек крепления относительно центра масс приводного агрегата, которое способствовало бы смещению резонансной полосы частот в область меньших частот, а также свело бы к минимуму вибрационные нагрузки и, тем самым, повысило надежность работы тягового электропривода.

Технический результат, достигаемый при реализации настоящей полезной модели, заключается в повышении надежности тягового электропривода.

Указанный технический результат достигается тем, что в тяговом электроприводе две точки крепления располагаются симметрично относительно продольной вертикальной плоскости симметрии, проходящей через центр масс моторно-редукторного блока, и лежат на линии, параллельной оси колесной пары, а третья точка крепления статора двигателя к шкворневой балке рамы тележки лежит на продольной оси, проходящей через центр масс моторно-редукторного блока, перпендикулярной оси колесной пары. Крепление к шкворневой балке рамы тележки статора тягового двигателя в третьей точке, предусмотрено с помощью шарнира, а крепление в двух других точках к дополнительной поперечной концевой балке-трубе, механически жестко прикрепленной к боковым балкам рамы тележки параллельно оси колесной пары, предусмотрено посредством упругих элементов.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показан общий вид 3D-модели опоры тягового электропривода на раму тележки.

1 - моноблок двигатель-редуктор;

2 - кронштейн крепления к шкворневой балке рамы тележки;

3 - кронштейн опоры корпуса редуктора на дополнительную поперечную концевую балку-трубу;

4 - кронштейн опоры статора тягового двигателя на дополнительную поперечную концевую балку-трубу;

5 - дополнительная поперечная концевая балка-труба;

6 - первый упругий элемент крепления к дополнительной поперечной концевой балке-трубе;

7 - второй упругий элемент крепления к дополнительной поперечной концевой балке-трубе;

8 - шарнир крепления двигателя к шкворневой балке рамы тележки.

На фиг. 2 показан вид сверху 3D-модели опоры тягового электропривода на раму тележки.

На фиг. 3 представлены амплитудно-частотные характеристики колебаний привода и рамы тележки по предлагаемой симметричной схеме крепления - единичная сила приложена к заднему щиту двигателя.

На фиг. 4 представлены амплитудно-частотные характеристики колебаний привода и рамы тележки по предлагаемой симметричной схеме крепления - единичная сила приложена между пружинами буксового подвешивания со стороны редуктора.

Осуществление полезной модели

Как видно на фиг. 1, предлагаемая схема крепления тягового электропривода к раме тележки содержит моноблок двигатель-редуктор (1), кронштейн крепления к шкворневой балке рамы тележки (2), кронштейн опоры корпуса редуктора на дополнительную поперечную концевую балку-трубу (3), кронштейн опоры статора тягового двигателя на дополнительную поперечную концевую балку-трубу (4), дополнительную поперечную концевую балку-трубу, механически жестко прикрепленную к боковым балкам рамы тележки параллельно оси колесной пары (5), упругих элементы (6, 7) крепления к дополнительной поперечной концевой балке-трубе, шарнир (8) крепления двигателя к шкворневой балке рамы тележки. Тяговый редуктор имеет укороченный корпус (3) с узлом упругого опирания (7) на дополнительную поперечную концевую балку-трубу (5), а тяговый двигатель имеет дополнительную опору (2) и дополнительную опору (4) механически жестко соединенные со статором двигателя.

Как видно на фиг. 2, две точки (6, 7) крепления симметричны относительно продольной вертикальной плоскости симметрии, проходящей через центр масс моторно-редукторного блока и лежат на линии (Б1-Б2), параллельной оси колесной пары, а третья (8) точка крепления статора двигателя к шкворневой балке рамы тележки лежит на продольной "оси (линия А1-А2), проходящей через центр масс моторно-редукторного блока, перпендикулярной оси колесной пары.

Крепление в трех точках по предлагаемой симметричной схеме жестко соединенных между собой корпусов редуктора и статора двигателя способствует уменьшению значений резонансных частот (фиг. 3, фиг. 4) до 25 Гц, 28 Гц, 51 Гц, по сравнению с исходным (проектным) вариантом крепления, примененным в отечественном электропоезде ЭД6 (36 Гц, 45 Гц, 61,5 Гц).

Недостатком описанного тягового электропривода с креплением к раме тележки по предлагаемой симметричной схеме является возникновение дополнительных резонансных частот (фиг. 3, фиг. 4) 38 Гц, 46 Гц, 5 Г Гц, появление которых обусловлено возникновением форм колебаний, связанных с изгибными формами колебаний дополнительной поперечной концевой балки-трубы.

Список использованных источников

1. Смирнов В.А. Тележка двухосная моторная, Руководство по эксплуатации, ДМЗ, 2001 г.

2. Тяговый электропривод транспортного средства. Патент № ЕА 014035 В1. Опубликован:. 30.08.2010 / И.В. Бирюков, Г.И. Михайлов, Е.К. Рыбников, Г.И. Левин.

4. Тележка рельсового транспортного средства (варианты). Патент №RU2438897C1. Опубликован:. 10.01.2012 Бюл. №1 / Андрющенко А.А., Либерман В.Л., Манохин Н.И., Орлов Ю.А., Школьный М.И.

4. Смаглюков Д.А. Устройство и эксплуатация электровоза ЭП20: учебное пособие. - М.: ОАО «Российские железные дороги», 2015. - 360 с.

5. Моторная тележка с асинхронным тяговым приводом с опорно-рамным подвешиванием колесно-моторного блока. Патент № RU 42803 U1. Опубликован:. 20.12.2004 / Полесков К.И., Перов С.В., Лукьянов А.Б., Бирюков И.В., Матвеев А.А., Смирнов В.А., Хомяков А.А., Рахимзянов Р.Ф.

6. Карюкин А.В. Динамика подрессоренных тяговых приводов перспективных электропоездов: дис.канд. тех. наук: 05.22.07 / Карюкин Александр Викторович. - М., 2005. - 230.

7. Пугачев А.А. Разработка опорно-осевого привода пассажирских электропоездов с асинхронными тяговыми двигателями / А.А. Пугачев, В.И. Воробьев, О.В. Измеров, Е.В. Николаев // Транспортное машиностроение. - 2023 .- №3(15). - С. 45-58.

Claims (3)

1. Тяговый электропривод транспортного средства, содержащий моноблок двигатель-редуктор (1), кронштейн крепления к шкворневой балке рамы тележки (2), кронштейн опоры корпуса редуктора на дополнительную поперечную концевую балку-трубу (3), кронштейн опоры статора тягового двигателя на дополнительную поперечную концевую балку-трубу (4), дополнительную поперечную концевую балку-трубу, механически жестко прикрепленную к боковым балкам рамы тележки параллельно оси колесной пары (5), образуя привод, имеющий три точки крепления к раме транспортного средства, в котором две точки (6, 7) крепления симметричны относительно продольной вертикальной плоскости симметрии, проходящей через центр масс (О) моторно-редукторного блока, и лежат на линии (Б1-Б2), параллельной оси колесной пары, а третья (8) точка крепления статора двигателя к шкворневой балке рамы тележки лежит на продольной оси (линия А1-А2), проходящей через центр масс моторно-редукторного блока, перпендикулярной оси колесной пары.

2. Тяговый электропривод по п. 1, отличающийся тем, что крепление к шкворневой балке рамы тележки статора тягового двигателя в третьей точке (8) предусмотрено с помощью шарнира, а крепление в двух других точках (6, 7) к дополнительной поперечной концевой балке-трубе предусмотрено посредством упругих элементов.

3. Тяговый электропривод по п. 1, отличающийся тем, что тяговый редуктор имеет укороченный корпус (3) с узлом упругого опирания (7) на дополнительную поперечную концевую балку-трубу (5), а тяговый двигатель имеет дополнительную опору (2) и дополнительную опору (4), механически жестко соединенные со статором двигателя.