RU166920U1 - LOCOMOTIVE TRACTION DRIVE - Google Patents

Abstract

Тяговый привод локомотива содержит подвешенный на раме тележки локомотива с помощью подвески тяговый электродвигатель в виде статора и ротора, осевой редуктор, связанный со статором разъемным соединением, подшипник ротора, подшипники вала осевого редуктора и три осевых подшипника, два из которых связаны с осевым редуктором, а третий - со статором, вал ротора тягового электродвигателя одним концом опирается на статор тягового электродвигателя через подшипник ротора, а противоположным концом - через подшипники вала осевого редуктора, с которыми вал ротора тягового электродвигателя соединен посредством мембранной муфты, отличающийся тем, что осевые подшипники осевого редуктора и статора опираются на полый вал, большое зубчатое колесо осевого редуктора установлено на полый вал, соединенный через упругие элементы с колесной парой.The traction drive of the locomotive contains a traction motor in the form of a stator and rotor suspended on the frame of the locomotive trolley with a suspension, an axial gearbox connected to the stator by a detachable connection, a rotor bearing, shaft bearings of an axial gearbox and three axial bearings, two of which are connected with an axial gearbox, and the third - with a stator, the rotor shaft of the traction electric motor at one end rests on the stator of the traction electric motor through the rotor bearing, and the opposite end - through the shaft bearings of the axial gearbox, with to torymi traction motor rotor shaft is connected by a coupling membrane, characterized in that the axial bearings and axial reducer stator supported by the hollow shaft, the axial large gear reducer is mounted on a hollow shaft which is connected through elastic members to a wheel pair.

Description

Полезная модель относится к рельсовым транспортным средствам, а именно к устройствам для передачи крутящего момента от тягового двигателя к колесной паре.The utility model 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 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 an axle of a pair of wheels through axial bearings, and a gear transmission, wherein a small gear is located on the shaft of the traction motor, and a large gear is located on the axis of the pair of wheels (see I. Biryukov, Belyaev A.I., Rybnikov I.K. Traction gears of electric rolling stock of railways.- M.: Transport, 1986, S. 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 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.). Кроме того, консольное расположение малого зубчатого колеса на валу тягового электродвигателя приводит к изгибу вала и ограничивает возможность увеличить мощность привода путем повышения частоты оборотов тягового электродвигателя, из-за невозможности уменьшить диаметр малого зубчатого колеса.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 axial bearings from the gear and 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., Rybnikov I.K. T yagovye transmission electric rolling stock of railways.- M .: Transport, 1986, S. 43.). In addition, the cantilever arrangement of the small gear on the shaft of the traction motor leads to bending of the shaft and limits the ability to increase drive power by increasing the speed of the traction motor, due to the inability to reduce the diameter of the small gear.

Известен тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, осевые подшипники, полый вал и зубчатую передачу, причем малое зубчатое колесо размещено на валу тягового электродвигателя, большое зубчатое колесо и осевые подшипники - на полом валу, а полый вал опирается на колеса локомотива через упругие элементы (см. Повышение надежности экипажной части тепловозов: монография. А.И. Беляев, Б.Б. Бунин, С.М. Голубятников и др. Под ред. Л.К. Добрынина. М., Транспорт, 1984, С. 164, рис. 78.).A traction drive of a locomotive is known, comprising a traction motor, axial bearings, a hollow shaft and a gear transmission, the small gear wheel being placed on the shaft of the traction motor, the large gear wheel and axial bearings on the hollow shaft, and the hollow shaft resting on the locomotive wheels through elastic elements ( see Improving the reliability of the crew of diesel locomotives: a monograph A.I. Belyaev, B. B. Bunin, S. M. Golubyatnikov et al. Under the editorship of L.K. Dobrynin. M., Transport, 1984, S. 164, Fig. 78.).

Данный привод имеет тот же недостаток, что и у описанного выше, поскольку консольное расположение малого зубчатого колеса на валу тягового электродвигателя приводит к изгибу вала.This drive has the same drawback as described above, since the cantilever arrangement of the small gear on the shaft of the traction motor leads to bending of the shaft.

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 «Локомотиво-строение». 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-building.” AA Kamaev, NG Apanovich, VA Kamaev and others; Edited by AA Kamaev. - M .: Mechanical Engineering, 1981 , pp. 133-134, Fig. 91).

Недостатком данного тягового привода, примененном на тепловозе 2ТЭ121, электровозах ЭП1 и ЭП10 отечественных железных дорог и ДС3 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 такого типа составляет 188 мм, что почти на 40 мм больше диаметра вала тяговых электродвигателей электровозов с опорно-осевым приводом, при а масса составляет 2400 кг, что на 20% выше массы асинхронных тяговых электродвигателей той же мощности для опорно-осевого привода (около 2000 кг).The disadvantage of this traction drive, used on a 2TE121 diesel locomotive, EP1 and EP10 electric locomotives of Ukrainian railways and DS3 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 of this type is 188 mm, which is almost 40 mm larger than the shaft diameter of the traction electric motors of electric locomotives with an axial-axis drive, while the mass is 2400 kg, which is 20% higher than the mass of asynchronous traction electric motors of the same power for axial-axis drive (about 2000 kg).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели выбран тяговый привод локомотива, содержащий подвешенный на раме тележки локомотива с помощью подвески тяговый электродвигатель в виде статора и ротора, осевой редуктор, связанный со статором разъемным соединением, подшипник ротора, подшипников вала осевого редуктора и трех осевых подшипников, два из которых связаны с осевым редуктором, а третий - со статором, при этом вал ротора тягового электродвигателя одним концом опирается на статор тягового электродвигателя через подшипник ротора, а противоположным концом - через 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. 2ЭС 10.00.000.000 РЭ3. ООО «Уральские локомотивы», лист 28-32, рис. 3.5.).The closest technical solution to the proposed utility model is a locomotive traction drive, containing a traction motor in the form of a stator and rotor suspended on a locomotive trolley frame, an axial gear connected to the stator by a detachable connection, a rotor bearing, axial gear shaft bearings and three axial bearings , two of which are connected to the axial gearbox, and the third to the stator, while the shaft of the rotor of the traction motor at one end rests on the stator of the traction motor without a rotor bearing, and with the opposite end through axial gear shaft bearings, to which the traction motor rotor shaft is connected via a membrane coupling (see 2ES10 DC freight electric locomotive with asynchronous traction motors. Operation manual, part 4. Description and operation. Mechanical equipment and ventilation systems. 2ES 10.00.000.000 RE3. LLC Ural Locomotives, pages 28-32, Fig. 3.5.).

Недостатками указанного тягового привода является то, что:The disadvantages of this traction drive is that:

1. Осевые подшипники в этом приводе опираются непосредственно на ось колесной пары, которая изгибается при воздействии на нее статических и динамических нагрузок со стороны букс, что, в свою очередь, ведет к перекосу большого зубчатого колеса осевого редуктора относительно малого, неравномерному распределению контактных нагрузок по длине зубьев и снижению долговечности работы осевого редуктора.1. Axial bearings in this drive rely directly on the axis of the wheelset, which bends when exposed to static and dynamic loads from the axle box, which, in turn, leads to a skew of the large gear wheel of the axial gearbox with respect to a small, uneven distribution of contact loads across the length of the teeth and reduce the durability of the axial gear.

2. 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, 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.2. The absence of elastic links between the axis of the wheel pair and the rotor shaft of the traction electric 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 (established (see Biryukov I.V., Belyaev A.I. ., Rybnikov IK Traction gears of electric rolling stock of railways .- M .: Transport, 1986, P. 59), that the use of elastic gears reduced the tendency to skidding and reduced the wear rate of bandages by 15%) The listed disadvantages are to increased costs for maintenance and repair of the traction drive.

Целью полезной модели является снижение затрат при эксплуатации и ремонте тягового привода локомотива.The purpose of the utility model is to reduce costs during operation and repair of the traction drive of a locomotive.

Данная цель достигается в тяговом приводе локомотива, содержащем подвешенный на раме тележки локомотива с помощью подвески тяговый электродвигатель в виде статора и ротора, осевой редуктор, связанный со статором разъемным соединением, подшипник ротора, подшипников вала осевого редуктора и трех осевых подшипников, два из которых связаны с осевым редуктором, а третий - со статором, вал ротора тягового электродвигателя одним концом опирается на статор тягового электродвигателя через подшипник ротора, а противоположным концом - через подшипники вала осевого редуктора, с которыми вал ротора тягового электродвигателя соединен посредством мембранной муфты.This goal is achieved in a traction drive of a locomotive, containing a traction motor in the form of a stator and rotor suspended on a frame of a locomotive trolley, an axial gearbox connected to the stator by a detachable connection, a rotor bearing, shaft bearings of an axial gearbox and three axial bearings, two of which are connected with an axial gearbox, and the third with a stator, the rotor shaft of the traction motor at one end rests on the stator of the traction motor through the rotor bearing, and the opposite end through the bearings axial gear shaft pins to which the rotor shaft of the traction motor is connected by means of a membrane coupling.

Отличительной особенностью полезной модели является то, что осевые подшипники осевого редуктора и статора опираются на полый вал, большое зубчатое колесо осевого редуктора установлено на полый вал, соединенный через упругие элементы с колесной парой.A distinctive feature of the utility model is that the axial bearings of the axial gearbox and stator are supported by a hollow shaft, a large gear wheel of the axial gearbox is mounted on a hollow shaft, connected through elastic elements to the wheelset.

На фиг. изображен общий вид тягового привода локомотива.In FIG. shows a general view of the traction drive of the locomotive.

Тяговый привод локомотива содержит подвешенный на раме тележки локомотива с помощью подвески 1 тяговый электродвигатель в виде статора 2 и ротора 3, осевой редуктор 4, связанный со статором 2 разъемным соединением 5, подшипник ротора 6, подшипников вала осевого редуктора 7 и трех осевых подшипников 8, два из которых связаны с осевым редуктором 4, а третий - со статором 2, при этом вал 9 ротора 3 тягового электродвигателя одним концом опирается на статор 2 тягового электродвигателя через подшипник ротора 6, а противоположным концом - через подшипники 7 вала осевого редуктора 10, с которыми вал 9 ротора 3 тягового электродвигателя соединен посредством мембранной муфты 11.The traction drive of a locomotive comprises a traction motor in the form of a stator 2 and rotor 3 suspended on a frame of a locomotive trolley using a suspension 1, an axial gearbox 4, connected to the stator 2 by a releasable connection 5, a rotor bearing 6, shaft bearings of an axial gearbox 7 and three axial bearings 8, two of which are connected to the axial gearbox 4, and the third to the stator 2, while the shaft 9 of the rotor 3 of the traction motor with one end rests on the stator 2 of the traction motor through the bearing of the rotor 6, and the opposite end through the bearing 7 an axial shaft gear 10 with which the rotor shaft 3 September traction motor connected through the clutch 11 membrane.

При этом осевые подшипники 8 опираются на полый вал 12, большое зубчатое колесо осевого редуктора 13 установлено на полый вал 12, соединенный через упругие элементы 14 с колесной парой 15.In this case, the axial bearings 8 are supported on the hollow shaft 12, a large gear wheel of the axial gear 13 is mounted on the hollow shaft 12, connected through the elastic elements 14 to the wheelset 15.

Предлагаемый тяговый привод работает следующим образом. Вращающий момент от вала 9 ротора 3 тягового электродвигателя передается валу 10 осевого редуктора 4 через мембранную муфту 11, от большого зубчатого колеса осевого редуктора 13 через полый вал 12 и упругие элементы 14 на колесную пару 15, создавая усилие тяги.The proposed traction drive operates as follows. The torque from the shaft 9 of the rotor 3 of the traction motor is transmitted to the shaft 10 of the axial gear 4 through the diaphragm clutch 11, from the large gear of the axial gear 13 through the hollow shaft 12 and the elastic elements 14 to the wheel pair 15, creating a traction force.

При этом усилие реакции при реализации тягового усилия передается от осевого редуктора 4 и статора 2 на подвеску 1, которая предотвращает поворот осевого редуктора 4 и статора 2 вокруг оси колесной пары 15 при реализации тягового усилия. Поскольку полый вал 12 опирается на колесную пару 15 через упругие элементы 14, то изгиб оси колесной пары 15 компенсируется упругими элементами 14, не приводит к изгибу полого вала 12 и не вызывает перекоса зубчатых колес осевого редуктора 4. При проезде неровностей пути возникающие в валопроводах привода динамические моменты амортизируются упругими элементами 14.In this case, the reaction force during the implementation of traction is transmitted from the axial gear 4 and the stator 2 to the suspension 1, which prevents the rotation of the axial gear 4 and the stator 2 around the axis of the wheel pair 15 when the traction is realized. Since the hollow shaft 12 rests on the wheel pair 15 through the elastic elements 14, the bending of the axis of the wheel pair 15 is compensated by the elastic elements 14, does not bend the hollow shaft 12 and does not distort the gears of the axial gear 4. When traveling irregularities in the drive shaft dynamic moments are absorbed by elastic elements 14.

Технико-экономический эффект заявленной полезной модели заключается в том, что опирание тягового электродвигателя и осевого редуктора на полый вал, соединенный через упругие элементы с колесной парой, предотвращает перекос зубчатых колес осевого редуктора друг относительно друга и обеспечивает амортизацию динамических моментов, возникающих в приводе при проезде неровностей, что ведет к снижению затрат при эксплуатации и ремонте тягового привода локомотива.The technical and economic effect of the claimed utility model consists in the fact that the support of the traction motor and axial gear on a hollow shaft connected through elastic elements to the wheel pair prevents the gears from skewing the axial gear relative to each other and provides amortization of the dynamic moments that occur in the drive during travel irregularities, which leads to lower costs during operation and repair of the traction drive of the locomotive.

Claims (1)

Тяговый привод локомотива содержит подвешенный на раме тележки локомотива с помощью подвески тяговый электродвигатель в виде статора и ротора, осевой редуктор, связанный со статором разъемным соединением, подшипник ротора, подшипники вала осевого редуктора и три осевых подшипника, два из которых связаны с осевым редуктором, а третий - со статором, вал ротора тягового электродвигателя одним концом опирается на статор тягового электродвигателя через подшипник ротора, а противоположным концом - через подшипники вала осевого редуктора, с которыми вал ротора тягового электродвигателя соединен посредством мембранной муфты, отличающийся тем, что осевые подшипники осевого редуктора и статора опираются на полый вал, большое зубчатое колесо осевого редуктора установлено на полый вал, соединенный через упругие элементы с колесной парой.

The traction drive of the locomotive contains a traction motor in the form of a stator and rotor suspended on the frame of the locomotive trolley with a suspension, an axial gearbox connected to the stator by a detachable connection, a rotor bearing, shaft bearings of an axial gearbox and three axial bearings, two of which are connected with an axial gearbox, and the third - with a stator, the rotor shaft of the traction electric motor at one end rests on the stator of the traction electric motor through the rotor bearing, and the opposite end - through the shaft bearings of the axial gearbox, with to torymi traction motor rotor shaft is connected by a coupling membrane, characterized in that the axial bearings and axial reducer stator supported by the hollow shaft, the axial large gear reducer is mounted on a hollow shaft which is connected through elastic members to a wheel pair.

Images