RU176168U1 - Locomotive traction drive - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к рельсовым транспортным средствам, а именно к устройствам для передачи крутящего момента от тягового двигателя к колесной паре.Тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, опирающийся на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники, тягу подвески, два малых зубчатых колеса, размещенных на противоположных концах вала тягового электродвигателя, и два больших зубчатых колеса, размещенных на оси колесной пары.Отличительной особенностью предлагаемого тягового привода является то, что подшипники вала тягового электродвигателя размещены на крайних участках вала тягового электродвигателя на кронштейнах подшипниковых щитов, каждое из малых зубчатых колес размещено на валу тягового электродвигателя между ближайшим к нему подшипником вала тягового электродвигателя и ротором тягового электродвигателя, малые зубчатые колеса и большие зубчатые колеса выполнены с шевронными зубьями, а большие зубчатые колеса выполнены в виде упругих самоустанавливающихся зубчатых колес.Предложенный тяговый привод локомотива позволяет сократить расходы в эксплуатации тягового привода за счет амортизации динамических моментов при проезде неровностей пути и устранению перекосов в зубчатых передачах, поскольку расположение подшипников вала тягового электродвигателя на крайних участках вала позволяет увеличить ширину зубчатых колес и выполнить их шевронными и самоустанавливающимися.The utility model relates to rail vehicles, namely, devices for transmitting torque from a traction engine to a wheelset. Traction drive of a locomotive containing a traction motor, supported on the axle of a pair of wheels through motor-axial bearings, traction suspension, two small gear wheels, placed on opposite ends of the shaft of the traction motor, and two large gears placed on the axis of the wheelset. A distinctive feature of the proposed traction drive is that under the bearings of the shaft of the traction motor are located on the extreme sections of the shaft of the traction motor on the brackets of the bearing shields, each of the small gears is placed on the shaft of the traction motor between the bearing of the shaft of the traction motor and the rotor of the traction motor, small gears and large gears are made with chevron teeth and the large gears are made in the form of elastic self-aligning gears. The proposed locomotive traction drive allows ratit costs to operate traction drive due to the depreciation of dynamic moments when driving through the rough and eliminating distortions in the gears, because the location of the shaft bearing on traction motor shaft end portions can increase the width of the gear and perform their chevron and tilting.

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 моторно-осевые подшипники, подвеску и одностороннюю прямозубую зубчатую передачу, причем малое зубчатое колесо размещено на конце вала тягового электродвигателя, а большое зубчатое колесо - на оси колесной пары (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. 121, рис. 79.).A traction drive of a locomotive is known, comprising a traction motor based on the axle of a pair of wheels through motor-axial bearings, a suspension and a single-sided spur gear, with a small gear located at the end of the shaft of the traction motor, and a large gear on the axis of the wheelset (see Design, calculation and design of locomotives: A textbook for university students enrolled in the specialty “Locomotive Engineering.” A.A. Kamaev, N.G. Apanovich, V.A. Kamaev, etc. Under the editorship of A.A. Kamaev. - M ., Mechanical engineering, 198 1, p. 121, Fig. 79.).

Недостатком этого привода, применяемого на тепловозах отечественных железных дорог (ТЭ3, 2ТЭ10В, 2ТЭ10М, 2ТЭ116), является быстрый износ зубчатой передачи, возникающий, в частности, вследствие перекосов малого зубчатого колеса относительно большого при одностороннем нагружении.The disadvantage of this drive, used on diesel locomotives of domestic railways (TE3, 2TE10V, 2TE10M, 2TE116), is the rapid wear of the gear transmission, which occurs, in particular, due to distortions of the small gear wheel relatively large under unilateral loading.

Известен также тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, опирающийся на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники, подвеску и одностороннюю прямозубую зубчатую передачу, причем большое зубчатое колесо размещено на оси колесной пары, подшипники ротора тягового электродвигателя размещены на конце вала тягового электродвигателя, а малое зубчатое колесо размещено между подшипником и ротором тягового электродвигателя (см. Kolar J. Design of a Wheelset Drive / Josef Kolar, - Transactions on Electrical Engineering, Vol. 4 (2015), No. 1. - C. 16., Fig. 17).A traction drive of a locomotive is also known, comprising a traction motor resting on the axle of a pair of wheels through motor-axial bearings, a suspension and a single-sided spur gear, with a large gear located on the axis of the pair of wheels, bearings of the rotor of the traction motor are located at the end of the shaft of the traction motor, and a small gear is located between the bearing and the rotor of the traction motor (see Kolar J. Design of a Wheelset Drive / Josef Kolar, - Transactions on Electrical Engineering, Vol. 4 (2015), No. 1. - C. 16., Fig. 17).

В этом приводе, применяемом в зарубежных грузовых локомотивах, благодаря расположению малого зубчатого колеса между опорами вала, снижены перекосы зубчатых колес относительно друг друга, возникающие по причине изгиба вала тягового электродвигателя. Недостатком указанного привода является применение жесткого зубчатого колеса, что приводит к увеличению динамических нагрузок в передаче и снижению срока службы зубчатых колес и подшипников. Кроме того, в приводе ограничена возможность повышения нагрузочной способности передачи за счет применения косозубых зубчатых колес, имеющих более высокую нагрузочную способность за счет увеличения длины линий контакта с увеличением угла наклона зуба на основном цилиндре, поскольку увеличение угла наклона зуба создает осевые нагрузки на подшипники, и это ведет к снижению долговечности последних, а изгиб оси колесной пары под действием нагрузки на буксы от веса локомотива также создает перекос зубьев зубчатых колес относительно друг друга.In this drive, used in foreign freight locomotives, due to the location of the small gear between the shaft supports, the distortions of the gears relative to each other due to the bending of the shaft of the traction motor are reduced. The disadvantage of this drive is the use of hard gears, which leads to an increase in dynamic loads in the transmission and reduce the service life of gears and bearings. In addition, the drive limits the ability to increase the transmission load due to the use of helical gears having a higher load capacity due to an increase in the length of the contact lines with an increase in the angle of inclination of the tooth on the main cylinder, since an increase in the angle of inclination of the tooth creates axial loads on the bearings, and this leads to a decrease in the durability of the latter, and the bending of the axis of the wheelset under the action of the load on the axle boxes from the weight of the locomotive also creates a skew of the gear teeth relative to each a friend.

Известен тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, опирающийся на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники, подвеску и двустороннюю прямозубую зубчатую передачу, причем два малых зубчатых колеса размещены на противоположных концах вала тягового электродвигателя, а два больших зубчатые колеса - на оси колесной пары (см. Машиностроение. Энциклопедический справочник. Раздел четвертый. Конструирование машин. Т. 13. Под редакцией Л.К. Мартенса. Машгиз, 1949. С. 460-462, фиг. 2, 9.).A traction drive of a locomotive is known, comprising a traction electric motor supported by a wheel pair axis through motor-axial bearings, a suspension and a double-sided spur gear, two small gear wheels located at opposite ends of the traction motor shaft, and two large gear wheels on the wheel pair axis (see Engineering. Encyclopedic reference book. Section four. Designing machines. T. 13. Edited by L.K. Martens. Mashgiz, 1949. S. 460-462, Fig. 2, 9.).

В указанном тяговом приводе, примененном на электровозах ВЛ19 отечественных железных дорог, нагрузки на вал тягового электродвигателя приложены симметрично с обеих сторон, что также снижает перекосы зубчатых колес тяговой передачи. Недостатком данного тягового привода является то, что в электровозах, имеющих более мощные тяговый электродвигатели по сравнению с тепловозами, прямозубая тяговая передача имеет низкую долговечность.In the specified traction drive, used on VL19 electric locomotives of domestic railways, the loads on the shaft of the traction motor are applied symmetrically on both sides, which also reduces the distortions of the gear wheels of the traction drive. The disadvantage of this traction drive is that in electric locomotives having more powerful traction electric motors compared to diesel locomotives, spur gear transmission has low durability.

В качестве прототипа предлагаемой полезной модели выбран тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, опирающийся на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники, тягу подвески и двустороннюю косозубую зубчатую передачу, причем два малых зубчатых колеса размещены на противоположных концах вала тягового электродвигателя, а больших зубчатые колеса - на оси колесной пары (см. Медель В.Б. Подвижной состав электрических железных дорог: учебное пособие. Т. 1. Конструкция и динамика. М. - Трансжелдориздат, 1957, С. 156-158, рис. 221, 223).As a prototype of the proposed utility model, a locomotive traction drive was selected, comprising a traction electric motor supported by a wheel pair axis through motor-axial bearings, a suspension traction and a double-helical gear transmission, two small gear wheels placed at opposite ends of the traction motor shaft, and large gears wheels - on the axis of a pair of wheels (see Medel VB Rolling stock of electric railways: a training manual. T. 1. Design and dynamics. M. - Transzheldorizdat, 1957, S. 156-158, Fig. 22 1, 223).

В этом приводе, применяемом на электровозах ВЛ 80 отечественных железных дорог, нагрузочная способность и долговечность зубчатой передачи повышена за счет применения косозубых зубчатых колес в которых вследствие наклона зубьев увеличивается площадь контакта зубьев. Недостатком прототипа является то, что в нем применены жесткие зубчатые колеса, которые не могут амортизировать удары при прохождении неровностей пути. Это ведет к увеличению динамических нагрузок, действующих на якорные и осевые подшипники, что снижает долговечность последних. В данном приводе не могут быть использованы упругие самоустанавливающиеся зубчатые колеса (см. Бирюков И.В, Беляев А.И.., Рыбников Е.К.. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог. М., Транспорт, 1986, С. 54-57, рис. 3.7., 3.8), поскольку указанные упругие самоустанавливающиеся колеса не могут воспринимать боковые нагрузки, возникающие в косозубых зубчатых колесах при передаче крутящего момента. В связи с этим предпринимались попытки использовать в данном приводе упругие косозубые зубчатые колеса (см. Калихович В.Н. Тяговые приводы локомотивов. (Устройство, обслуживание, ремонт). М. - Транспорт, 1983. С. 44-45, рис. 28.). Однако указанные зубчатые колеса не нашли широкого применения в связи с тем, что при работе упругого зубчатого колеса венец перемещается относительно ступицы, что вызывает трение и износ полушайб и полуколец, соприкасающихся с поверхностями венца, ступицы и боковых шайб упругого зубчатого колеса. Применить шевронные зубчатые колеса, в которых не возникает боковых нагрузок, и соответственно не требуется восприятие этих нагрузок парами трения, в данном приводе не удавалось в связи с тем, что применение шевронных зубчатых колес требует увеличения ширины зубчатых колес, что невозможно из-за консольного расположения малых шестерен.In this drive, used on VL 80 electric locomotives of domestic railways, the load capacity and durability of the gear transmission are increased due to the use of helical gears in which the contact area of the teeth increases due to the inclination of the teeth. The disadvantage of the prototype is that it employs hard gears that cannot absorb shock when passing roughnesses in the path. This leads to an increase in dynamic loads acting on anchor and axial bearings, which reduces the durability of the latter. Self-aligning gears cannot be used in this drive (see Biryukov I.V., Belyaev A.I., Rybnikov E.K .. Traction gears of electric rolling stock of railways. M., Transport, 1986, P. 54- 57, Fig. 3.7., 3.8), since these self-aligning elastic wheels cannot absorb lateral loads that occur in helical gears when transmitting torque. In this regard, attempts were made to use elastic helical gears in this drive (see Kalikhovich VN Traction drives of locomotives. (Device, maintenance, repair). M. - Transport, 1983, pp. 44-45, Fig. 28 .). However, these gears have not found wide application due to the fact that during operation of the elastic gear, the crown moves relative to the hub, which causes friction and wear of the half washers and half rings in contact with the surfaces of the crown, hub and side washers of the elastic gear. To apply chevron gears in which there are no lateral loads, and accordingly the perception of these loads by friction pairs is not required, this drive was not possible due to the fact that the use of chevron gears requires an increase in the width of the gears, which is impossible due to the cantilever arrangement small gears.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в снижении затрат при эксплуатации и ремонте локомотива посредством снижения динамических нагрузок в тяговом приводе локомотива при проезде неровностей пути, при возможности использования двусторонней зубчатой передачи с наклоном зубьев, без применения пар скольжения, подверженных износу.The problem the utility model aims to solve is to reduce the costs of operating and repairing a locomotive by reducing dynamic loads in the traction drive of a locomotive when driving irregularities of the track, if it is possible to use a double-sided gear with tilted teeth, without the use of sliding pairs subject to wear.

Это достигается тем, что в тяговом приводе локомотива, содержащем тяговый электродвигатель, опирающийся на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники, тягу подвески, два малых зубчатых колеса, размещенных на противоположных концах вала тягового электродвигателя, и два больших зубчатых колеса, размещенных на оси колесной пары, подшипники вала тягового электродвигателя размещены на крайних участках вала тягового электродвигателя на кронштейнах подшипниковых щитов, каждое из малых зубчатых колес размещено на валу тягового электродвигателя между ближайшим к нему подшипником вала тягового электродвигателя и ротором тягового электродвигателя, малые зубчатые колеса и большие зубчатые колеса выполнены с шевронными зубьями, а большие зубчатые колеса выполнены в виде упругих самоустанавливающихся зубчатых колес.This is achieved by the fact that in the traction drive of the locomotive containing the traction motor, supported by the axle of the pair of wheels through the motor-axial bearings, the traction of the suspension, two small gears located on opposite ends of the shaft of the traction motor, and two large gears placed on the axis a pair of wheels, the bearings of the shaft of the traction motor are located on the extreme sections of the shaft of the traction motor on the brackets of the bearing shields, each of the small gears is placed on the shaft of the traction electric engine between the nearest thereto of the shaft bearing the traction motor and the rotor of the traction motor, pinions and gears are made large with herringbone toothing and the large gearwheels are designed as self-aligning elastic gears.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид тягового привода локомотива. Тяговый привод локомотива содержит тяговый электродвигатель 1, опирающийся на ось 2 колесной пары через моторно-осевые подшипники 3, тягу подвески 4, два малых зубчатых колеса 5 на противоположных концах вала 6 тягового электродвигателя 1 и два больших зубчатых колеса 7, размещенных на оси 2 колесной пары.The essence of the proposed utility model is illustrated by the drawing, where in FIG. 1 shows a General view of the traction drive of the locomotive. The traction drive of the locomotive contains a traction motor 1, resting on the axle 2 of the wheel pair through motor-axial bearings 3, the traction of the suspension 4, two small gears 5 at opposite ends of the shaft 6 of the traction motor 1 and two large gears 7, located on the axle 2 of the wheeled couples.

При этом подшипники 8 вала 6 тягового электродвигателя 1 размещены на крайних участках вала 6 тягового электродвигателя 1 на кронштейнах 9 подшипниковых щитов 10, каждое из малых зубчатых колес 5 размещено на валу 6 тягового электродвигателя 1 между ближайшим к нему подшипником 8 ротора 9 тягового электродвигателя 1 и ротором 11 тягового электродвигателя 1, малые зубчатые колеса 5 и большие зубчатые колеса 7 выполнены с шевронными зубьями, а большие зубчатые колеса выполнены в виде упругих самоустанавливающихся зубчатых колес.The bearings 8 of the shaft 6 of the traction motor 1 are located on the extreme sections of the shaft 6 of the traction motor 1 on the brackets 9 of the bearing shields 10, each of the small gears 5 is placed on the shaft 6 of the traction motor 1 between the closest bearing 8 of the rotor 9 of the traction motor 1 and the rotor 11 of the traction motor 1, the small gears 5 and the large gears 7 are made with chevron teeth, and the large gears are made in the form of elastic self-aligning gears.

Предлагаемый тяговый привод работает следующим образом. Вращающий момент от вала 6 тягового электродвигателя 1 передается малыми зубчатыми колесами 5 на большие зубчатые колеса 7 и от них на ось 2 колесной пары. Симметричное расположение малых зубчатых колес 5 между опорами вала 6 в виде подшипников 8, позволяет выполнить малые зубчатые колеса 5 шевронными. Поскольку в шевронной зубчатой передаче боковые усилия отсутствуют, это позволяет выполнить большие зубчатые колеса 7 в виде упругих самоустанавливающихся зубчатых колес, что позволяет добиться равномерного распределения нагрузки между обоими ветвями передачи, смягчения ударов в передаче при прохождении стыковых неровностей, а также компенсации перекосов, вызванных изгибом оси 2 колесной пары и вала 6 тягового электродвигателя 1 за счет самоустановки больших зубчатых колес 7.The proposed traction drive operates as follows. The torque from the shaft 6 of the traction motor 1 is transmitted by small gears 5 to the large gears 7 and from them to the axle 2 of the wheelset. The symmetrical arrangement of small gears 5 between the bearings of the shaft 6 in the form of bearings 8, allows you to make small gears 5 chevron. Since lateral forces are absent in the chevron gear transmission, this allows the large gears 7 to be made in the form of elastic self-aligning gears, which makes it possible to evenly distribute the load between both branches of the transmission, mitigate shock in the transmission when passing butt irregularities, and also compensate for distortions caused by bending axis 2 of the wheelset and shaft 6 of the traction motor 1 due to the self-installation of large gears 7.

Технико-экономический эффект заявленной полезной модели заключается в том, что расположение подшипников вала тягового электродвигателя на крайних частях вала при размещении их на кронштейнах подшипниковых щитов и двусторонней зубчатой передаче позволяет выполнить зубчатые колеса с шевронными зубьями и использовать упругие самоустанавливающиеся зубчатые колеса, что ведет к снижению износа зубчатых колес и позволяет снизить расходы в эксплуатации тягового привода.The technical and economic effect of the claimed utility model lies in the fact that the location of the bearings of the shaft of the traction motor on the extreme parts of the shaft when placed on the brackets of the bearing shields and the double-sided gear transmission allows you to make gears with chevron teeth and use elastic self-aligning gears, which leads to a decrease gear wear and reduces the cost of operation of the traction drive.

Claims (1)

Тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, опирающийся на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники, тягу подвески, два малых зубчатых колеса, размещенных на противоположных концах вала тягового электродвигателя, и два больших зубчатых колеса, размещенных на оси колесной пары, отличающийся тем, что подшипники вала тягового электродвигателя размещены на крайних участках вала тягового электродвигателя на кронштейнах подшипниковых щитов, каждое из малых зубчатых колес размещено на валу тягового электродвигателя между ближайшим к нему подшипником вала тягового электродвигателя и ротором тягового электродвигателя, малые зубчатые колеса и большие зубчатые колеса выполнены с шевронными зубьями, а большие зубчатые колеса выполнены в виде упругих самоустанавливающихся зубчатых колес.A locomotive traction drive comprising a traction motor supported on a wheel pair axis through motor-axial bearings, a suspension traction, two small gear wheels located at opposite ends of the traction motor shaft, and two large gear wheels located on a wheel pair axis, characterized in that the bearings of the shaft of the traction motor are located on the extreme sections of the shaft of the traction motor on the brackets of the bearing shields, each of the small gears is placed on the shaft of the traction motor between the closest of Tell him traction motor shaft bearing and rotor of the traction motor, small gears and large gears are made with herringbone teeth, and large gears are designed as elastic self-aligning gears.

Images