RU164797U1

RU164797U1 - LOCOMOTIVE TRACTION DRIVE

Info

Publication number: RU164797U1
Application number: RU2015144911/11U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Воробьев; Олег Васильевич Измеров; Виктор Григорьевич Новиков; Александр Викторович Вдовин; Денис Андреевич Бондаренко; Антон Сергеевич Новиков; Дмитрий Владимирович Воробьев
Priority date: 2015-10-19
Filing date: 2015-10-19
Publication date: 2016-09-20

Abstract

Тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель и осевой редуктор, связанные вместе разъемным соединением и опирающиеся на ось колесной пары с помощью подшипников, отличающийся тем, что подшипники, с помощью которых тяговый электродвигатель опирается на ось колесной пары, расположены на противоположных концах корпуса тягового электродвигателя, разъемное соединение осевого редуктора с тяговым электродвигателем содержит неподвижно связанный с корпусом тягового электродвигателя палец, входящий в отверстие сферического шарнира, и ползун, перемещающийся в пазу кронштейна осевого редуктора, а вал тягового электродвигателя и вал осевого редуктора связаны упруго-компенсационной муфтой.A locomotive traction drive comprising a traction motor and an axial gear coupled together by a detachable connection and resting on the wheel pair axis using bearings, characterized in that the bearings by which the traction motor rests on the wheel pair axis are located at opposite ends of the traction motor housing, the detachable connection of the axial gearbox with the traction motor contains a finger fixedly connected to the body of the traction motor, which enters the hole of a spherical hinge, and a slide movable in the axial groove of the arm gear and the shaft of the traction motor and the associated gear shaft axially elastically compensating coupling.

Description

Полезная модель относится к рельсовым транспортным средствам, а именно, к устройствам для передачи крутящего момента от тягового двигателя к колесной паре.The invention relates to rail vehicles, and in particular, to devices for transmitting torque from a traction engine to a wheelset.

Известен тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, опирающийся на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники, и зубчатую передачу, причем малое зубчатое колесо размещено на валу тягового электродвигателя, а большое зубчатое колесо - на оси колесной пары (см. Бирюков И.В., Беляев А.И., Рыбников И.К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог.- М : Транспорт, 1986, С. 41-43, рис. 3.1.).A traction drive of a locomotive is known, comprising a traction motor, supported by a wheel pair axis through motor-axial bearings, and a gear transmission, the small gear wheel being placed on the shaft of the traction motor, and the large gear wheel being located on the axis of the wheel pair (see Biryukov I.V. ., Belyaev A.I., Rybnikov I.K. Traction gears of electric rolling stock of railways.- M: Transport, 1986, P. 41-43, Fig. 3.1.).

Недостатком известного тягового привода, применяемого на тепловозах серий 2ТЭ10, ТЭМ2, 2ТЭ116 отечественных железных дорог, состоит в том, что при работе односторонней зубчатой передачи реактивное усилие, действующее на шестерню со стороны зацепления, создает крайне неравномерную нагрузку на моторно-осевые подшипники со стороны зубчатой передачи и со стороны коллектора, что приводит к неравномерному их износу с последующим ростом угла перекоса корпуса тягового электродвигателя относительно колесной пары (см. Бирюков И.В., Беляев А.И., Рыбников И.К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог. - М : Транспорт, 1986, С. 43).A disadvantage of the known traction drive used on diesel locomotives of the 2TE10, TEM2, 2TE116 series of domestic railways is that when a single-sided gear operates, the reactive force acting on the gear from the gearing side creates an extremely uneven load on the motor-axial bearings from the gear transmission from the side of the collector, which leads to uneven wear and tear, followed by an increase in the skew angle of the traction motor housing relative to the wheelset (see Biryukov I.V., Belyaev A.I., Rybni s IK electric rolling traction transmission railways - M:. Transport, 1986, pp 43).

Известен тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, подвешенный на раме тележки, осевой редуктор, торсионный вал, проходящий через полый вал ротора тягового электродвигателя и связанный с валом осевого редуктора и валом тягового электродвигателя компенсационными муфтами (см. Конструкция, расчет и проектирование локомотивов: Учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности «Локомотивостроение». А.А. Камаев, Н.Г. Апанович, В.А. Камаев и др.; Под ред. А.А. Камаева. - М. : Машиностроение, 1981, С. 133-134, рис. 91).A known locomotive traction drive containing a traction motor suspended on a trolley frame, an axial gearbox, a torsion shaft passing through the hollow shaft of the traction motor rotor and connected to the shaft of the axial gearbox and the traction motor shaft by compensation couplings (see. Design, calculation and design of locomotives: Tutorial for university students enrolled in the specialty “Locomotive Engineering.” A.A. Kamaev, N.G. Apanovich, V.A. Kamaev and others; Edited by A.A. Kamaev. - M.: Mechanical Engineering, 1981, C . 133-134, Fig. 91).

Недостатком данного тягового привода, примененном на тепловозе 2ТЭ121, электровозах ЭП1 и ЭП10 отечественных железных дорог и ДСЗ железных дорог Украины, является ограничение возможности снизить массу тягового электродвигателя путем повышения частоты вращения ротора, вследствие необходимости повышать внутренний диаметр подшипников ротора для размещения внутри вала электродвигателя торсионного вала. Так, наружный диаметр вала асинхронного тягового электродвигателя СТА-1200 мощностью 1200 кВт с приводом с опорно-рамным тяговым электродвигателем и осевым редуктором составляет 188 мм, что почти на 40 мм больше диаметра вала тяговых электродвигателей электровозов с опорно-осевым подвешиванием, а масса составляет 2400 кг, что на 20% выше массы асинхронных тяговых электродвигателей той же мощности для привода с опорно-осевым подвешиванием тяговых асинхронных электродвигателей (около 2000 кг).The disadvantage of this traction drive, used on a 2TE121 diesel locomotive, EP1 and EP10 electric locomotives of Ukrainian railways and DSZ of Ukrainian railways, is the limitation of the ability to reduce the mass of the traction motor by increasing the rotor speed, due to the need to increase the inner diameter of the rotor bearings to accommodate the torsion shaft motor shaft . Thus, the outer diameter of the shaft of the STA-1200 asynchronous traction electric motor with a power of 1200 kW with a drive with a support-frame traction electric motor and an axial gearbox is 188 mm, which is almost 40 mm larger than the shaft diameter of the traction electric motors of electric locomotives with axial-axle suspension, and the mass is 2400 kg, which is 20% higher than the mass of asynchronous traction electric motors of the same power for a drive with axial support of traction asynchronous electric motors (about 2000 kg).

В качестве прототипа предлагаемой полезной модели выбран тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель и осевой редуктор, связанные вместе разъемным соединением, и опирающиеся на ось колесной пары с помощью подшипников, причем тяговый электродвигатель со стороны, противоположной осевому редуктору, опирается на ось колесной пары через один подшипник, разъемное соединение с корпусом осевого редуктора выполнено неподвижным, осевой редуктор опирается на ось колесной пары с помощью одного подшипника, вал ротора тягового электродвигателя одним концом опирается на статор тягового электродвигателя через подшипник, а противоположным концом - на подшипники вала осевого редуктора, с которым вал ротора тягового электродвигателя соединен посредством мембранной муфты (см. Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС10 с асинхронными тяговыми электродвигателями. Руководство по эксплуатации, часть 4. Описание и работа. Механическое оборудование и системы вентиляции. 2ЭС10.00.000.000 РЭЗ. ООО «Уральские локомотивы», С. 28-32, рис. 3.5).As a prototype of the proposed utility model, a locomotive traction drive was selected, comprising a traction motor and an axial gear coupled together by a detachable connection, and supported by an axis of the wheel pair using bearings, the traction motor from the side opposite the axial gear resting on the axis of the pair of wheels through one bearing, detachable connection to the axle gear housing is fixed, the axial gear rests on the axle of the wheel pair with one bearing, the shaft of the traction rotor one end of the electric motor rests on the stator of the traction electric motor through the bearing, and the opposite end - on the shaft bearings of the axial gearbox, with which the rotor shaft of the traction electric motor is connected via a membrane coupling (see 2ES10 DC freight electric locomotive with asynchronous traction electric motors. Operating Instructions, part 4 Description and operation. Mechanical equipment and ventilation systems. 2ES10.00.000.000 REZ. Ural Locomotives LLC, pp. 28-32, fig. 3.5).

Недостатками указанного тягового привода, примененного для электровоза 2ЭС10 отечественных железных дорог, являются весьма жесткие требования к технологической точности изготовления сопрягаемых поверхностей корпуса тягового электродвигателя, подшипникового щита со стороны редуктора и корпуса редуктора. Кроме того, изгиб оси колесной пары при воздействии на нее статических и динамических нагрузок со стороны букс ведет к перекосу большого зубчатого колеса осевого редуктора относительно малого, неравномерному распределению контактных нагрузок по длине зубьев и снижению долговечности работы осевого редуктора. Отсутствие упругих звеньев между осью колесной пары и валом ротора тягового электродвигателя приводит к возникновению динамических моментов в тяговом приводе, что увеличивает склонность локомотива к боксованию и повышает износа бандажей колесной пары; установлено (см. Бирюков И.В., Беляев А.И., Рыбников И.К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог. - М : Транспорт, 1986 - 256, С. 59), что применение упругих зубчатых колес уменьшало склонность к боксованию и снижало интенсивность износа бандажей на 15%) Перечисленные недостатки ведут к увеличению затрат при эксплуатации и ремонте тягового привода.The disadvantages of this traction drive, used for the 2ES10 electric locomotive of domestic railways, are very stringent requirements for the technological accuracy of manufacturing the mating surfaces of the traction motor housing, the bearing shield from the gearbox and gearbox housing. In addition, the bending of the axle pair of the axle under the influence of static and dynamic loads from the axle box side leads to a skew of the large gear wheel of the axial gearbox with a relatively small, uneven distribution of contact loads along the length of the teeth and a decrease in the durability of the axial gearbox. The absence of elastic links between the axis of the wheel pair and the rotor shaft of the traction motor leads to dynamic moments in the traction drive, which increases the locomotive's tendency to skidding and increases the wear of the wheel pair bandages; it was established (see Biryukov I.V., Belyaev A.I., Rybnikov I.K. Traction gears of electric rolling stock of railways. - M: Transport, 1986 - 256, P. 59) that the use of elastic gears reduced the tendency to boxing and reduced the intensity of the wear of the bandages by 15%) The listed disadvantages lead to an increase in costs during operation and repair of the traction drive.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в снижении затрат при эксплуатации и ремонте локомотива посредством упрощения ремонта тягового привода и снижения динамических нагрузок в его узлах.The problem to which the utility model is directed is to reduce the costs of operating and repairing a locomotive by simplifying the repair of a traction drive and reducing dynamic loads in its nodes.

Это достигается тем, что в тяговом приводе локомотива, содержащем тяговый электродвигатель и осевой редуктор, связанные вместе разъемным соединением и опирающиеся на ось колесной пары с помощью подшипников.This is achieved by the fact that in a traction drive of a locomotive containing a traction motor and an axial gearbox connected together by a detachable connection and resting on the axle of a pair of wheels with bearings.

Отличительной особенностью является то, что подшипники, с помощью которых тяговый электродвигатель опирается на ось колесной пары, расположены на противоположных концах корпуса тягового электродвигателя, разъемное соединение осевого редуктора с тяговым электродвигателем содержит неподвижно связанный с корпусом тягового электродвигателя палец, входящий в отверстие сферического шарнира, и ползун, перемещающийся в пазу кронштейна осевого редуктора, а вал тягового электродвигателя и вал осевого редуктора связаны упруго-компенсационной муфтой.A distinctive feature is that the bearings with which the traction motor rests on the axle of the wheel pair are located at opposite ends of the traction motor housing, the detachable connection of the axial gear with the traction motor contains a finger fixedly connected to the traction motor housing, which enters the hole of the spherical joint, and the slider moving in the groove of the bracket of the axial gearbox, and the shaft of the traction motor and the shaft of the axial gearbox are connected elastically-compensation second clutch.

На фиг. 1. изображен общий вид тягового привода локомотива; на фиг. 2 - разрез А-А тягового привода локомотива со стороны осевого редуктора; на фиг 3 - разрез Б-Б тягового привода локомотива со стороны тягового электродвигателя.In FIG. 1. shows a General view of the traction drive of the locomotive; in FIG. 2 - section AA of the traction drive of the locomotive from the side of the axial gear; Fig.3 is a section bB of the traction drive of the locomotive from the side of the traction motor.

Предлагаемый тяговый привод локомотива (фиг. 1) содержит тяговый электродвигатель 1 и осевой редуктор 2, связанные вместе разъемным соединением и опирающиеся на ось колесной пары 3 с помощью подшипников 4 и 5.The proposed traction drive of the locomotive (Fig. 1) contains a traction motor 1 and an axial gearbox 2 connected together by a detachable connection and resting on the axis of the wheelset 3 using bearings 4 and 5.

При этом подшипники 4 расположены на противоположных концах корпуса тягового электродвигателя 1, а разъемное соединение осевого редуктора 2 с тяговым электродвигателем 1 состоит из пальца 6, неподвижно связанного с корпусом тягового электродвигателя 1, сферического шарнира 7 и ползуна 8 в пазу кронштейна 9 осевого редуктора 2. Вал 10 тягового электродвигателя 1 и вал 11 осевого редуктора 2 связаны упруго-компенсационной муфтой 12. Тяговый электродвигатель 1 подвешен к раме тележки 13 через подвеску 14 (фиг. 2, 3).In this case, bearings 4 are located at opposite ends of the housing of the traction motor 1, and the detachable connection of the axial gearbox 2 with the traction motor 1 consists of a pin 6 fixedly connected to the housing of the traction motor 1, a spherical joint 7 and a slider 8 in the groove of the bracket 9 of the axial gearbox 2. The shaft 10 of the traction motor 1 and the shaft 11 of the axial gearbox 2 are connected by an elastic-compensation coupling 12. The traction motor 1 is suspended from the frame of the carriage 13 through the suspension 14 (Fig. 2, 3).

Предлагаемый тяговый привод локомотива работает следующим образом. Вращающий момент от вала 10 тягового электродвигателя 1 передается валу 11 осевого редуктора 2 через упруго-компенсационную муфту 12. При этом усилие реакции при реализации тягового усилия передается от осевого редуктора 2 на тяговый электродвигатель 1 через разъемное соединение в виде пальца 6, размещенного на тяговом электродвигателе 1 и входящего в отверстие сферического шарнира 7, ползуна 8 и кронштейна 9, что предотвращает поворот осевого редуктора 2 вокруг оси колесной пары 3 относительно тягового электродвигателя 1 и поперечное смещение вала 11 осевого редуктора 2 относительно вала 10 тягового электродвигателя 1, предотвращая тем самым при вращении валов циклическую деформацию упругих элементов упруго-компенсирующей муфты 12 и обеспечивая надежность работы муфты 12. Подвеска 14 предотвращает поворот тягового электродвигателя 1 вокруг оси колесной пары 3 при реализации тягового усилия. При проезде неровностей пути возникающие в валопроводах привода динамические моменты амортизируются упруго-компенсационной муфтой 12. Вследствие подвижности соединения тягового электродвигателя 1 и осевого редуктора 2 в радиальном направлении относительно оси колесной пары 3 обеспечивается амортизация динамических моментов при проезде неровностей пути вследствие применения для соединения вала осевого редуктора 2 и вала тягового электродвигателя 1 одиночной упруго-компенсирующей муфты 12, не требующей увеличения диаметра вала тягового электродвигателя 1 для размещения торсиона внутри последнего, и не препятствующей повышению частоты вращения ротора тягового электродвигателя 1, поскольку разъемное соединение осевого редуктора 2 с тяговым электродвигателем 1 предотвращает значительные радиальные смещения вала осевого редуктора 2 относительно вала тягового электродвигателя 1.The proposed traction drive locomotive works as follows. The torque from the shaft 10 of the traction motor 1 is transmitted to the shaft 11 of the axial gearbox 2 through an elastic compensation coupling 12. In this case, the reaction force during the implementation of the traction force is transmitted from the axial gearbox 2 to the traction motor 1 through a detachable connection in the form of a finger 6 located on the traction motor 1 and the spherical hinge 7 entering the hole, the slider 8 and the bracket 9, which prevents the rotation of the axial gear 2 about the axis of the wheel pair 3 relative to the traction motor 1 and the lateral displacement the shaft 11 of the axial gearbox 2 relative to the shaft 10 of the traction motor 1, thereby preventing cyclic deformation of the elastic elements of the elastic compensating clutch 12 during rotation of the shafts and ensuring the reliability of the clutch 12. The suspension 14 prevents the traction motor 1 from turning around the axis of the wheel pair 3 when traction is realized . When traveling irregularities in the drive shaft, dynamic moments are absorbed by the elastic compensation sleeve 12. Due to the mobility of the coupling of the traction motor 1 and the axial gearbox 2 in the radial direction relative to the axis of the wheel pair 3, the dynamic moments are absorbed when traveling irregularities due to the use of an axial gearbox for connecting the shaft 2 and the shaft of the traction motor 1 of a single elastic compensating coupling 12, which does not require an increase in the diameter of the shaft of the traction of the motor 1 for the torsion bar inside the latter, and not preventing increase of rotor speed of the traction motor 1, since the releasable connection an axial reduction gear 2 with a traction motor 1 prevents significant radial displacement of the axial drive shaft 2 relative to the shaft of the traction motor 1.

Технико-экономический эффект заявленной полезной модели заключается в том, что использование тягового привода локомотива, содержащего тяговый электродвигатель и осевой редуктор, связанные вместе разъемным соединением и опирающиеся на ось колесной пары через подшипники, с помощью которых тяговый электродвигатель опирается на ось колесной пары, расположенные на противоположных концах корпуса тягового электродвигателя, разъемное соединение осевого редуктора с тяговым электродвигателем содержит неподвижно связанное с корпусом тягового электродвигателя через палец, входящий в отверстие сферического шарнира, и ползун, перемещающийся в пазу кронштейна осевого редуктора, а вал тягового электродвигателя и вал осевого редуктора связаны упруго-компенсационной муфтой, позволяет упростить сборку тягового привода и демонтаж тягового электродвигателя и обеспечить снижение динамических моментов при проезде неровностей пути без ограничений для повышения частоты вращения ротора тягового электродвигателя, что позволяет сократить расходы при эксплуатации и ремонте тягового привода.The technical and economic effect of the claimed utility model lies in the fact that the use of a traction drive of a locomotive containing a traction motor and an axial gearbox connected together by a detachable connection and resting on the axle of the pair of wheels through bearings, with which the traction motor is supported on the axis of the pair of wheels located on opposite ends of the housing of the traction motor, detachable connection of the axial gear with the traction motor contains motionlessly connected with the housing of the rods of the electric motor through a finger entering the hole of the spherical hinge, and a slider moving in the groove of the bracket of the axial gearbox, and the shaft of the traction motor and the shaft of the axial gearbox are connected by an elastic-compensated coupling, which makes it possible to simplify the assembly of the traction drive and dismantle the traction motor and to reduce the dynamic moments when traveling irregularities of the track without restrictions to increase the rotational speed of the rotor of the traction motor, which allows to reduce costs during operation and repair drive.

Claims

Тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель и осевой редуктор, связанные вместе разъемным соединением и опирающиеся на ось колесной пары с помощью подшипников, отличающийся тем, что подшипники, с помощью которых тяговый электродвигатель опирается на ось колесной пары, расположены на противоположных концах корпуса тягового электродвигателя, разъемное соединение осевого редуктора с тяговым электродвигателем содержит неподвижно связанный с корпусом тягового электродвигателя палец, входящий в отверстие сферического шарнира, и ползун, перемещающийся в пазу кронштейна осевого редуктора, а вал тягового электродвигателя и вал осевого редуктора связаны упруго-компенсационной муфтой.

A locomotive traction drive comprising a traction motor and an axial gear coupled together by a detachable connection and resting on the wheel pair axis using bearings, characterized in that the bearings by which the traction motor rests on the wheel pair axis are located at opposite ends of the traction motor housing, detachable connection of the axial gear with the traction motor contains a finger fixedly connected to the body of the traction motor, which enters the hole of a spherical hinge, and a slide movable in the axial groove of the arm gear and the shaft of the traction motor and the associated gear shaft axially elastically compensating coupling.