ТК “ВИПТРАНС”- это сочетание качественных услуг профессиональной
коллектива и всегда самые выгодные условия сотрудничества
Мы предлагаем
своим клиентам:
-
ПАРК СОБСТВЕННЫХ ЛОКОМОТИВОВ, ВАГОНОВ;
-
ПЕРЕВОЗКУ ГРУЗОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМ ТРАНСПОРТОМ;
-
ДЛЯ КОМПАНИЙ, ПЕРЕВОЗЯЩИХ ГРУЗЫ В МОСКОВСКУЮ ОБЛАСТЬ,
ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ ВОЗМОЖНОСТЬ ОПТИМИЗАЦИИ ДОСТАВКИ
ГРУЗОВ ЧЕРЕЗ г. ОРЕХОВО ЗУЕВО С ЭКОНОМИЕЙ ВРЕМЕНИ
ДО ЧЕТЫРЕХ СУТОК;
ТЕЛ.: (495) 231-27-09, 585-96-83
E-MAIL: VIPTRANS2006@MAIL.RU
сайт: WWW.VIPTRANS.INFO
щ школа моладого машиниста
ЧАСТЬ 1Б. на Ш ПРИПОД КОЛШ IX НАР ТЕПЛ1 №1
(Продолжение. Начало см. №1—12 за 2006 г. и № 1 — 8 за 2007 г.)
Т
яговый привод колесных пар предназначен для передачи вращающего момента от тягового электродвигателя или гидравлической передачи (в зависимости от типа передачи) к движущим осям локомотива и является одним из основных узлов тележки тепловоза (см. «Локомотив» № 8,
-
г.)
Различают индивидуальный и групповой тяговые приводы. В первом случае вращающий момент передается на каждую ось тепловоза автономным (индивидуальным) приводом, во втором — распределяется на две и более колесные пары, механически связанные между собой.
Индивидуальный тяговый привод получил наибольшее распространение в мировом локомотивостроении благодаря простоте и надежности конструкции. В нашей стране практически все магистральные тепловозы с электрическими передачами и электровозы оборудованы индивидуальным тяговым приводом. При этом типе привода каждая колесная пара тепловоза приводится в движение от отдельного тягового электродвигателя. Следовательно, при индивидуальном тяговом приводе число тяговых электродвигателей равно количеству колесных пар тепловоза.
Групповой тяговый привод нашел широкое применение в конструкциях экипажной части тепловозов с гидродинамическими передачами. В этом случае вращающий момент передается и распределяется по колесным парам тепловоза от выходного вала гидропередачи с помощью системы карданных валов и осевых редукторов или так называемого спарникового механизма.
Как уже отмечалось ранее (см. «Локомотив» № 7, 2007 г.), в ряде стран мира, например, во Франции серийно строились тепловозы с электрической передачей и электровозы с групповым приводом колесных пар. В нашей стране в середине 70-х годов прошлого века на Людиновском тепловозостроительном заводе (ныне ОАО «Людиновотепло- воз») также был построен опытный тепловоз ТЭМ12 мощностью 880 кВт (1200 л.с.), который имел групповой привод колесных пар. На четырехосном тепловозе ТЭМ12 были установлены два тяговых электродвигателя (ТЭД) типа ЭД-121, по одному на каждую тележку. Якори обоих двигателей были соединены между собой и с колесными парами тепловоза посредством карданных валов и осевых редукторов по схеме, похожей на тяговый привод колесных пар тепловоза ТГМ6 с гидравлической передачей.
Тележку с одним электродвигателем принято называть мономоторной, т.е. одномоторной. Она имеет сложную конструкцию и, следовательно, низкую надежность тягового привода, что и объясняет их ограниченное применение в практике тепловозостроения.
Рассмотрим более подробно разновидности конструкций индивидуальных и групповых тяговых приводов колесных пар тепловозов
.
тив» № 7, 2007 г.). В этой связи опытные колесно-моторные блоки с роликовыми моторно-осевыми подшипниками были изъяты из эксплуатации.
Применяемые на тепловозах моторно-осевые подшипники скольжения имеют по два разъемных вкладыша, изготовленные из бронзы ОЦС 4-4-17. Верхний вкладыш 3 (рис. 4) вставляется в расточку корпуса 1 тягового электродвигателя, нижний
Рис. 4. Моторно-осевой подшипник с польстером:
1 — корпус ТЭД; 2 — ось колесной пары; 3 — верхний вкладыш; 4 — нижний вкладыш; 5 — шапка МОП; 6 — масляная ванна; 7 — направляющее устройство; 8 — крышка; 9 — пружина; 10 — стержень поплавка; 11 — пробка; 12 —коробка; 13 —пакет фитилей; 14 —окно; 15 —болт; 16 —шпонка
-
— в шапку 5, притягиваемую к корпусу болтами 15. Нижний вкладыш имеет прямоугольное окно 14 размером 180x60 мм для подвода смазки (осевого масла) к шейке оси 2. Положение обоих вкладышей фиксируется шпонкой 16. Вкладыши МОП одного тягового электродвигателя взаимозаменяемые.
Конструкции МОП различают по системам их смазки. Так, на тепловозах старой постройки ТЭЗ и 2ТЭ10Л, оборудованных тяговыми электродвигателями ЭДТ-200Б и ЭД-107 (соответственно), шейки смазывают с помощью набивки из шерстяной пряжи.
На грузовых тепловозах более поздних годов выпуска — 2ТЭ10В, ЗТЭ10М, 2ТЭ116 и др., на которых установлены тяговые электродвигатели ЭД-118А, применена более простая и относительно совершенная польстерная (фитильная) система смазки МОП. Принцип работы этой системы основан на капиллярной подаче масла из ванны к подушке (польстеру), прижатой пружиной к смазываемой части оси колесной пары. Корпус направляющего устройства 7 установлен и закреплен болтами на дне масляной ванны шапки 5 подшипника. В направляющих плоскостях устройства 7 перемещается коробка 12, в которой закреплен пакет фитилей 13. Этот пакет состоит из двух войлочных пластин с хлопчатобумажными фитилями между ними. Пружина 9, закрепленная на направляющем устройстве, прижимает к шейке 2 оси колесной пары коробку с фитилями усилием 40 — 70 Н.
Моторно-осевые подшипники смазывают осевой смазкой марки Л, 3 и С в зависимости от времени года. Уровень смазки в масляной ванне контролируется по стержню 10 поплавка при открытии крышки 8 или щупом. Пробка 11, расположенная в самой низкой части корпуса, служит для слива масла и конденсата.
К недостаткам фитильной подачи масла следует отнести замасливание (уплотнение) трущихся частей польстера, а также неудобство контроля зазора на «масло» в подшипнике в эксплуатационных условиях, что отрицательно сказывается на надежности экипажной части тепловозов.
ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ТЯГОВЫЙ ПРИВОД
При индивидуальном приводе вращающий момент от тягового двигателя к колесной паре передается с помощью одноступенчатого тягового редуктора, состоящего из цилиндрической зубчатой пары: ведущей шестерни 4 на валу тягового электродвигателя 5 и ведомого зубчатого колеса
-
— на оси колесной пары 3 (рис. 1), т.е. фактически основным звеном индивидуального тягового привода является одноступенчатый тяговый редуктор. Передаточное число i тягового редуктора (отношение чисел зубьев ведомо-
Рис. 1. Схема опорно-осевого подвешивания тяговых электродвигателей тепловозов:
1 — бандаж колеса; 2 — зубчатое колесо; 3 — ось колесной пары; 4 — ведущая шестерня; 5 — ТЭД; 6 — рама тележки; 7 — пружинный комплект; 8 — МОП
го зубчатого колеса к ведущей шестерни) зависит от назначения тепловоза: у грузовых и маневровых оно больше (обычно i = 4,41 = 75/17), у пассажирских — меньше (например, у тепловоза ТЭП70 i = 3,12 = 78/25).
У читателя может возникнуть вопрос, а нельзя ли якорь тягового электродвигателя напрессовать непосредственно на ось колесной пары, а его статор разместить на раме тележки? В этом случае отпадает необходимость в тяговом редукторе, что значительно упростит и удешевит конструкцию ходовой части тепловоза и повысит его надежность. В принципе напрашивается положительный ответ и, кстати, такая конструкция тягового привода колесных пар была реализована на первых трамваях. Однако возникает целый ряд серьезных проблем, решение которых применительно к условиям работы железнодорожного транспорта не представляется возможным.
Во-первых, мощность тягового электродвигателя, которая зависит от его размеров и частоты вращения якоря, будет ограничена допустимой (по условиям безопасности движения) величиной просвета между головкой рельса и нижней частью корпуса двигателя и скоростью движения тепловоза. Во-вто- рых, во время движения тепловоза узлы тяговых электродвигателей будут испытывать серьезное динамическое воздействие от ударов на стыках рельсов и при прохождении тепловозом неровностей пути, что может быстро привести к их поломке и, соответственно, к порче локомотива в пути следования и срыву перевозочного процесса на железной дороге.
В-третьих, увеличится так называемая неподрессорен- ная масса колесных пар и возрастет нагрузка от колесной пары на рельсы, что отрицательно скажется на надежности верхнего строения пути. По действующим на сети дорог России стандартам предельная величина нагрузки от колесной пары подвижного состава на рельсы не должна превышать величину 230 кН (23 тс).
По этим и ряду другим причинам тяговые двигатели размещают на тележках тепловоза так, чтобы оси их якорей были параллельны осям колесных пар, а вращающий момен
т
Как отмечалось ранее (см. «Локомотив» № 8, 2007 г.), для повышения надежности колесно-моторных блоков грузовых тепловозов 2ТЭ10У и 2ТЭ116 начиная с 1986 г. стали устанавливать модифицированные тяговые электродвигатели постоянного тока ЭД-118Б с принудительной смазкой МОП.
Дополнительно к польстерной (фитильной) системе смазки, как на двигателях ЭД-118А, в средней части оси колесной пары каждого колесно-моторного блока с ЭД-118Б установлен маслосборник вместимостью 35 л. На крышке маслосборника смонтирован шестеренчатый масляный насос, имеющий механический привод от оси колесной пары посредством пары зубчатых колес (редуктора).
МОП двигателя ЭД-118Б состоят из двух вкладышей — нижнего и верхнего. В отличие от МОП двигателей ЭД-118А, нижний вкладыш ЭД-118Б совместно с корпусом МОП составляют единый осевой подшипник скольжения, который включает в себя две польстерные камеры (по одной для каждого МОП) и крепится к корпусу.
При движении тепловоза шестеренчатый масляный насос подает масло из маслосборника по каналам в польстерные камеры, откуда самотеком через окна во вкладышах масло проникает в зазор между осью колесной пары и вкладышами МОП. В результате создается так называемый масляный клин, обеспечивающий жидкостное трение.
Отработанное масло по каналам сливается в маслосборник. Таким образом, круг циркуляции смазки образован каналами, соединяющими оба МОП с маслосборником, масляным насосом, маслосборником и польстерным устройством.
Так как производительность масляного насоса зависит, в первую очередь, от частоты вращения колесной пары (скорости движения), принудительная система смазки обеспечивает надежную работу МОП двигателей ЭД-118Б лишь при достижении скорости движения тепловоза примерно 25 км/ч. В период разгона и работе тепловоза при меньших скоростях подача смазки к вкладышам МОП осуществляется польстерной системой смазки так же, как и на двигателях ЭД-118А.
Необходимо заметить, что вкладыши МОП двигателей ЭД-118Б выполнены биметаллическими с заливкой баббитом марки Б83 толщиной 2,5 мм. Такая конструкция вкладышей позволяет уменьшить вероятность задиров шеек осей колесных пар тепловоза, что наблюдалось при эксплуатации бронзовых вкладышей двигателей ЭД-118А. В целом интенсивность износа биметаллических вкладышей с принудительной системой смазки стала в два раза ниже, чем при польстерной смазке МОП.
Нужно отметить, что колесно-моторные блоки с тяговыми электродвигателями ЭД-118А и ЭД-118Б взаимозаменяемы
Тяговый редуктор тепловоза предназначен для преобразования величины вращающего момента при его передаче от якоря ТЭД к оси колесной пары.
Тяговые редукторы тепловоза работают исключительно в неблагоприятных условиях: большие статические и динамические нагрузки, вибрации, непосредственная близость таких источников тепловой энергии, как ТЭД и тормозные колодки, возможность попадания в зацепление воды, снега и пыли (в том числе металлических частиц), сложность визуального и технического контроля даже на стоянках поезда и др.
Как отмечалось выше, на тепловозах применяют односторонний тяговый редуктор, который состоит из ведущей шестерни (малого зубчатого колеса), зубчатого колеса и кожуха. Последний защищает зубчатые колеса редуктора от атмосферных осадков, пыли и грязи, а также служит емкостью для смазки зубчатого зацепления.
Шестерня тягового редуктора изготовлена из стали 20Х2Н4А. Она напрессовывается на конический хвостовик вала якоря ТЭД тепловым способом, с предварительным нагревом до температуры 170 °С. Прочность посадки шестерни обеспечивается натягом 1,3 — 1,45 мм. Для предотвращения сползания шестерни с конического хвостовика вала в процессе эксплуатации она дополнительно закреплена гайкой и законтрена отгибочной шайбой
.
передавался посредством двух зубчатых колес тягового редуктора, что позволяет подрессоривать массу двигателей. Таким образом, одноступенчатый тяговый редуктор является связующим звеном между необрессоренной колесной парой и другими (подрессоренными) узлами колесно-моторного блока локомотива.
На отечественных тепловозах нашли применение два способа подвешивания тяговых электродвигателей: опорно-осе- вое и опорно-рамное.
При опорно-осевом подвешивании часть нагрузки от веса тягового электродвигателя (примерно половина его веса) передается на ось колесной пары, а другая часть через упругие опоры (комплект пружин) — на раму тележки. При таком способе подвешивания необрессоренная масса одного колесно-моторного блока грузового тепловоза, например 2ТЭ10В, которая жестко передается от колесной пары на рельсы, составляет около 4250 кг.
Опорно-осевое подвешивание тяговых электродвигателей получило наибольшее распространение на грузовых, маневровых и промышленных тепловозах с электрическими передачами. Тяговый электродвигатель 5 (см. рис. 1) одной стороной станины жестко опирается на ось колесной пары
-
через два подшипника скольжения 8, называемых моторно-осевыми, а другой стороной — через пружинный комплект 7 на подрессоренную раму тележки 6 (упругая опора). Вращающий момент от шестерни 4 тягового электродвигателя передается на зубчатое колесо 2, напрессованное на ось колесной пары. Такая компоновка двигателя и колесной пары обеспечивает постоянство межцентрового расстояния зубчатой передачи «А» при опорно-осевом подвешивании и дает возможность реализации силы тяги более 40 кН на каждой оси грузового тепловоза, что очень важно для вождения тяжеловесных поездов.
Основным недостатком опорно-осевого подвешивания тяговых электродвигателей является повышенное динамическое воздействие на путь, так как примерно половина веса двигателя (15 — 25 кН) жестко опирается на ось колесной пары. Износ моторно-осевых подшипников приводит к перекосу остова двигателя и усложняет условия работы тягового двигателя. Удары на стыках рельсов и при прохождении тепловозом неровностей пути также отрицательно сказываются на надежности самих ТЭД.
Опорно-рамное подвешивание тяговых электродвигателей применено на отечественных пассажирских тепловозах ТЭП60, ТЭП70, ТЭП80, ТЭП70БС, а также на грузовых тепловозах серии 2ТЭ121 и опытном 2ТЭ70 Такой тип подвеши-
Рис. 2. Схема опорно-рамного подвешивания тяговых электродвигателей тепловозов:
1 — бандаж колеса: 2 — зубчатое колесо; 3 — ось колесной пары; 4 — ведущая шестерня; 5 — ТЭД; 6 — рама тележки; 7 — пружинный комплект; 8 — МОП; 9 — пальцы (валики); 10 — полый вал; 11 — упругие элементы
А-А
Рис. 5. Упругое зубчатое колесо тягового редуктора грузовых тепловозов:
-
— гайка; 2, 3, 5, 6, 14, 16 —втулки; 4 —зубчатый венец колеса; 7 —ограничительное кольцо; 8 — ролик; 9 — болт; 10 — отражательное кольцо;
-
— шайба; 12 — полукольцо; 13, 20 —пальцы; 15, 21, 22 — амортизаторы; 17 —тарелка; 18 —ступица колеса; 19 —пружинное кольцо; 23, 24 — упругие элементы
Зубчатое колесо (рис. 5) состоит из ступицы 18, напрессованной на ось колесной пары, зубчатого венца 4, который соединен со ступицей при помощи двух тарелок 17, и упругих элементов 23 и 24. Упругая связь зубчатого венца 4 со ступицей, состоящая из шестнадцати упругих элементов, равномерно расположенных по окружности колеса при работе редуктора, позволяет венцу занимать такое положение, при котором обеспечивается оптимальное зацепление двух зубчатых колес, т.е. наиболее полное прилегание по длине зубьев шестерни и колеса. Такие зубчатые колеса называют упругими и самоустанавливающимися.
Зубчатый венец 4 изготавливают из стали 45ХН. Рабочая поверхность зубьев подвергается закалке, чем обеспечиваются их заданная твердость и износостойкость.
ГРУППОВОЙ ТЯГОВЫЙ ПРИВОД
Как отмечалось ранее, групповой привод колесных пар применяется на всех отечественных тепловозах с гидродинамическими передачами. Вращающий момент от выходного вала гидропередачи к колесным парам тепловоза при таком типе привода может быть передан либо с помощью спарникового механизма, аналогичному паровозному, либо карданным приводом, состоящим из шарниров (карданов), карданных валов и осевых редукторов.
Спарниковый механизм нашел применение в тяговом приводе промышленных тепловозов, построенных на Муромском тепловозостроительном заводе (ныне ОАО «Муромтепловоз»), — ТГМ1, ТГМ23В, ТГМ23Д и др. Он состоит из отборного вала и системы спарников, связывающих его с движущимися осями. На каждую сторону тепловоза устанавливают по три сочлененных между собой спарника: переднего, заднего и среднего. Соединение колесных пар с рычагами осуществляется с помощью шарнирных валиков (пальцев) и стальных втулок, которые запрессованы в головки дышел. На рис. 6 показан тепловоз ТГМ23В со спарниковым приводом колесных пар
.
вания тяговых двигателей отличается от опорно-осевого тем, что вес ТЭД полностью передается на раму тележки, т.е. тяговый электродвигатель, а в ряде случаев и зубчатый редуктор подрессорены. В результате снижается динамическое воздействие локомотива на путь, увеличиваются надежность и сроки службы тяговых двигателей, уменьшаются ремонтные и эксплуатационные расходы.
При такой конструкции тягового привода ведомое зубчатое колесо 2 (рис. 2) напрессовано не на ось колесной пары, как при опорно-осевом подвешивании, а на полый вал 10, который охватывает ось колесной пары с зазором 35 мм. Полый вал соединен с колесными центрами упругой связью, которая выполнена в виде нескольких металлических пальцев 9 и резиновых втулок 11, запрессованных в колесные центры. Тяговый электродвигатель 5 тремя кронштейнами с пружинными комплектами опирается на раму тележки. Моторно-осе- вые подшипники 8 в этом случае охватывают полый вал 10.
Передача вращающего момента от электродвигателя на ось колесной пары происходит через зубчатые колеса 2, 4 (редуктор), полый вал 10, металлические пальцы 9, резиновые втулки 11 и колесные центры. Наличие резиновых втулок 11 позволяет обеспечивать постоянство межцентрово- го расстояния «А» (см. рис. 2) при вертикальных перемещениях колесной пары, неизбежно возникающих при прохождении тепловозом неровностей пути.
На отечественных тепловозах получили распространение две принципиально разные системы опорно-рамного подвешивания ТЭД: с передачей вращающего момента на оба колеса колесной пары через полый вал и упругую связь (тяговые муфты) и одностороннего привода с помощью карданного полого вала и тяговых муфт, связывающих венец упругого зубчатого колеса с полым валом и этот карданный вал с одним из колес пары.
Первая система тягового привода применена на пассажирских тепловозах ТЭП60 и первых семи локомотивах серии ТЭП70 и, в основном, соответствует принципиальной схеме опорно-рамного подвешивания ТЭД, приведенной на рис. 2. В отличие от этой схемы привода, привод обоих колес колесных пар тепловоза ТЭП60 осуществляется с помощью шарнирно-поводковых муфт, получивших также название «привод системы «Альстом», в честь известной французской фирмы «Альстом», впервые в практике мирового локомотивострое- ния применившей подобную конструкцию на своих тепловозах и электровозах, построенных для железных дорог Франции. Прежде всего, это грузопассажирские тепловозы серий ВВ69000, СС70000, СС72000 и электровозы ВВ16500, СС6500, СС10000, СС10400, СС21000 и др.
Более совершенной конструкцией является односторонний привод колесных пар тепловоза. В этом случае вращающий момент от ступицы зубчатого колеса тягового редуктора передается на полый вал через упругую связь — шарнирно-по-
Достарыңызбен бөлісу: |