RU190846U1

RU190846U1 - TRAINING LOCOMOTIVE DRIVE

Info

Publication number: RU190846U1
Application number: RU2019101371U
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Воробьев; Олег Васильевич Измеров; Андрей Сергеевич Космодамианский; Михаил Юрьевич Капустин; Николай Николаевич Стрекалов; Александр Васильевич Самотканов; Дмитрий Николаевич Шевченко; Вадим Олегович Корчагин
Original assignee: Андрей Сергеевич Космодамианский
Priority date: 2019-01-18
Filing date: 2019-01-18
Publication date: 2019-07-15

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 редуктор и тяговый электродвигатель с малым зубчатым колесом на валу, расположенным между подшипниковыми опорами электродвигателя.Отличительной особенностью предлагаемого тягового привода является то, что малое зубчатое колесо расположено на середине вала тягового электродвигателя, большое зубчатое колесо расположено на середине оси колесной пары, шапки обоих моторно-осевых подшипников объединены с корпусом редуктора, ротор и статор тягового электродвигателя выполнены в виде дисков, размещенных по обе стороны зубчатых колес.Предложенный тяговый привод локомотива позволяет снизить расходы на ремонт локомотива за счет увеличения срока службы зубчатых колес вследствие устранения их перекоса при изгибе оси колесной пары под воздействием осевой нагрузки, а также снизить расходы на изготовление локомотива за счет упрощения обработки деталей корпуса редуктора и тягового электродвигателя вследствие расположения плоскости разъема редуктора и тягового электродвигателя параллельно валу тягового электродвигателя.The utility model relates to rail vehicles, namely, devices for transmitting torque from the traction engine to the wheelset. Traction drive of a locomotive comprising a gearbox and a traction motor with a small gear wheel on a shaft located between the bearing supports of the electric motor. is that the small gear is located in the middle of the shaft of the traction motor, the large gear is located in the middle of the axis of the wheel The pairs, caps of both motor-axial bearings are combined with the gearbox housing, the rotor and the stator of the traction motor are made in the form of discs placed on both sides of the gears. distortion during bending of the axle of a pair of wheels under the influence of axial load, and also reduce the cost of manufacturing a locomotive by simplifying the processing of parts of the gear housing and traction electric rodvigatelya due to the plane of the connector and the gear drive motor parallel to the shaft of the traction motor.

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, namely, devices for transmitting torque from the traction engine to the wheel pair.

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.).Known traction drive locomotive containing traction motor, based on the axis of the wheelset through the motor-axial bearings, and gear, and a small gear wheel is placed on the shaft of the traction motor, and a large gear wheel on the axis of the wheelset (see Biryukov I.V ., Belyaev AI, Rybnikov IK 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 in locomotives of the 2TE10, TEM2, 2TE116 series of domestic railways is that when a one-sided gear is operated, the reactive force acting on the gear from the gearing side creates an extremely uneven load on the motor-axial bearings from the gear transmissions and from the side of the collector, which leads to uneven wear and tear with subsequent increase in the skew angle of the body of the traction motor relative to the wheel set (see Biryukov IV, Belyaev AI, 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).Known traction drive locomotive, containing a traction motor suspended on a bogie frame, axial gearbox, torsion shaft, passing through the hollow shaft of the rotor traction motor and connected to the shaft of the axial gearbox and shaft of the traction motor compensation sleeves (see Design, calculation and design of locomotives: Tutorial for university students enrolled in the specialty "Locomotive Engineering". AA Kamaev, NG Apanovich, VA Kamaev, and others; Edited by AA Kamaev. - Moscow: Mashinostroenie, 1981, C 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 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, applied on the diesel locomotive 2TE121, electric locomotives EP1 and EP10 of the Ukrainian railways and DS3 railways of Ukraine, limits the ability to reduce the mass of the traction motor by increasing the rotor speed, due to the need to increase the internal diameter of the rotor bearings to accommodate the torsion shaft motor . Thus, the outer diameter of the shaft of an asynchronous traction electric motor STA-1200 with a power of 1200 kW and a drive with a supporting frame traction electric motor and an axial gearbox is 188 mm, which is almost 40 mm larger than the diameter of the shaft of a traction electric motor with axle suspension, and the weight is 2400 kg, which is 20% higher than the mass of asynchronous traction electric motors of the same power for the drive with the axial suspension of the traction asynchronous electric motors (about 2000 kg).

Известен 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. Устройство электровоза 2ЭС10 (Методическое пособие для локомотивных бригад и ремонтного персонала). РЖД, Екатеринбургский учебный центр №1, машинисты инструктора: Касимов P.P. Мальгин А.А. Подоплелов А.А. С. 64-65, рис. 65).Known traction drive locomotive containing traction motor and axial gearbox connected together detachable connection, and based on the axis of the wheelset with bearings, and the traction motor opposite the axial gearbox, relies on the axis of the wheelset through one bearing, detachable connection with the body axial gearbox is stationary, axial gearbox rests on the axle of the wheel set using one bearing, rotor shaft of the traction motor rests on the stat at one end p traction electric motor through the bearing, and the opposite end to the bearings of the axial gear shaft, to which the rotor shaft of the traction electric motor is connected via a membrane coupling (see Electric Locomotive 2ES10 Device (Manual for locomotive crews and repair personnel). RZD, Yekaterinburg Training Center No. 1 , instructor machinists: Kasimov PP Malgin A.A. Podoplelov A.A. S. 64-65 (Fig. 65).

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. Перечисленные недостатки ведут к увеличению затрат при эксплуатации и ремонте тягового привода.The disadvantages of this traction drive, used for the locomotive 2ES10 domestic railways, are very stringent requirements for the technological accuracy of manufacturing the mating surfaces of the casing of the traction motor, bearing shield from the gearbox and gearbox housing. In addition, the bending of the axle of the wheelset when exposed to static and dynamic loads from the axlebox leads to a large gear wheel skewing the axial gearbox with respect to the relatively small, uneven distribution of contact loads along the length of the teeth and reducing the durability of the axle gearbox. These shortcomings lead to increased costs during operation and repair of the traction drive.

В качестве прототипа предлагаемой полезной модели выбран тяговый привод локомотива, содержащий редуктор и тяговый электродвигатель с малым зубчатым колесом на валу, расположенным между подшипниковыми опорами электродвигателя (см. Патент на полезную модель №169062, Российская Федерация, МПК В61С 9/46. Тяговый привод локомотива / Антипин Д.Я., Воробьев В.И., Измеров О.В., Бондаренко Д.А., Аксенов Р.С., Новиков В.Г., Митраков А.С., Тысева Н.Ю., Опубликовано: 02.03.2017 Бюл. №7).As a prototype of the proposed utility model, a traction drive of a locomotive is selected, containing a gearbox and a traction motor with a small gear wheel on a shaft located between the motor bearings (see Patent for utility model No. 169062, Russian Federation, IPC B61C 9/46. Traction drive of a locomotive / Antipin D.Ya., Vorobiev V.I., Izmerov OV, Bondarenko D.A., Aksenov RS, Novikov V.G., Mitrakov A.S., Tyseva N.Yu., Published : 03/02/2017 Bull. No. 7).

Недостатки указанного привода те же, что и у указанного выше, поскольку расположение большого зубчатого колеса на краю оси колесной пары ведет к ее перекосу относительно малой шестерни при изгибе оси колесной пары под действием осевой нагрузки.The disadvantages of this drive are the same as those mentioned above, since the location of the large gear wheel on the edge of the wheelset axle leads to its distortion of the small gear when the axis of the wheelset bends under the action of axial load.

Известны дисковые тяговые электродвигатели, ротор и статор которых выполнены в виде дисков (см. Курбасов А.С. Повышение работоспособности тяговых электродвигателей [Текст] / А.С. Курбасов. - Москва: Транспорт, 1977, С. 210…214, рис. 136.)Known disc traction motors, the rotor and stator of which are made in the form of discs (see Kurbasov AS Improving the performance of traction motors [Text] / AS Kurbasov. - Moscow: Transport, 1977, p. 210… 214, fig. 136.)

Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в снижении затрат при эксплуатации и ремонте локомотива посредством увеличения пробега между ремонтом тягового привода за счет исключения перекоса зубчатых колес редуктора и амортизации динамических нагрузок.The task to be solved by the utility model is to reduce the costs of operating and repairing the locomotive by increasing the distance between the repair of the traction drive by eliminating the tilt gear of the gearbox and the damping of dynamic loads.

Это достигается тем, что в тяговом приводе локомотива, содержащем редуктор и тяговый электродвигатель с малым зубчатым колесом на валу, расположенным между подшипниковыми опорами электродвигателя, малое зубчатое колесо расположено на середине вала тягового электродвигателя, большое зубчатое колесо расположено на середине оси колесной пары, шапки обоих моторно-осевых подшипников объединены с корпусом редуктора, ротор и статор тягового электродвигателя выполнены в виде дисков, размещенных по обе стороны зубчатых колес.This is achieved by the fact that in a traction drive of a locomotive containing a gearbox and a traction motor with a small gear wheel on a shaft located between the bearing supports of the electric motor, the small gear wheel is located in the middle of the shaft of the traction motor, the large gear wheel is located in the middle of the axis of the wheel pair, the caps of both motor-axial bearings are combined with the gearbox housing, the rotor and the stator of the traction motor are made in the form of discs placed on both sides of the gears.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1. изображен общий вид тягового привода локомотива, на фиг. 2 - вид на тяговый привод локомотива со стороны осевого редуктора.The essence of the proposed utility model is illustrated in the drawing, where in FIG. 1. shows a general view of a traction drive of a locomotive; FIG. 2 - view of the traction drive of the locomotive from the side of the axial gearbox.

Предлагаемый тяговый привод локомотива содержит редуктор 1 и тяговый электродвигатель 2 с малым зубчатым колесом 3 на валу 4, расположенным между подшипниковыми опорами 5 электродвигателя 1.The proposed traction drive locomotive contains a gearbox 1 and a traction motor 2 with a small gear wheel 3 on the shaft 4, located between the bearing supports 5 of the electric motor 1.

При этом малое зубчатое колесо 3 расположено на середине вала 4 тягового электродвигателя 2, большое зубчатое колесо 6 расположено на середине оси колесной пары 7, шапки обоих моторно-осевых подшипников 8 объединены с корпусом редуктора 1, ротор 9 и статор 10 тягового электродвигателя 2 выполнены в виде дисков, размещенных по обе стороны зубчатых колес 3 и 6.This small gear wheel 3 is located in the middle of the shaft 4 of the traction motor 2, the large gear wheel 6 is located in the middle of the axis of the wheel pair 7, the caps of both motor-axial bearings 8 are combined with the gear housing 1, the rotor 9 and the stator 10 of the traction motor 2 are made the form of disks placed on both sides of the gears 3 and 6.

Предлагаемый тяговый привод локомотива работает следующим образом. Вращающий момент от вала 4 тягового электродвигателя 2 передается оси колесной пары 7 через малое зубчатое колесо 3 и большое зубчатое колесо 6. Поскольку большое зубчатое колесо 6 расположено на середине оси колесной пары 7, изгиб оси колесной пары 7 под воздействием осевой нагрузки не приводит к перекосу большого зубчатого колеса 6 относительно малого зубчатого колеса 3, что исключает неравномерность распределения нагрузки по длине зуба. Поскольку шапки обоих моторно-осевых подшипников 8 объединены с корпусом редуктора 1, это позволяет выполнить разъем корпуса редуктора 1 и тягового электродвигателя 2 в виде плоскости, параллельной валу 4 тягового электродвигателя 2, как показано на фиг. 2, что упрощает обработку деталей и их сборку.The proposed traction drive locomotive works as follows. The torque from the shaft 4 of the traction motor 2 is transmitted to the axis of the wheel pair 7 through the small gear wheel 3 and the large gear wheel 6. Since the large gear wheel 6 is located in the middle of the axis of the wheel pair 7, the bending of the axis of the wheel pair 7 under the influence of axial load does not tilt large gear 6 relatively small gear 3, which eliminates the uneven distribution of the load along the length of the tooth. Since the caps of both motor-axial bearings 8 are integrated with the gearbox housing 1, this allows the housing of the gearbox 1 and the traction motor 2 to be separated in a plane parallel to the shaft 4 of the traction motor 2, as shown in FIG. 2, which simplifies the processing of parts and their assembly.

Технико-экономический эффект заявленной полезной модели заключается в том, что выполнение ротора и статора тягового электродвигателя в виде дисков, расположение малого зубчатого колеса на середине вала тягового электродвигателя, а большого зубчатого колеса на середине оси колесной пары предотвращает перекос зубчатых колес и повышает их долговечность, что снижает расходы на ремонт локомотива, а объединение шапок обоих моторно-осевых подшипников с корпусом редуктора позволяет выполнить разъем корпуса редуктора в виде плоскости, параллельной валу тягового электродвигателя, что, упрощая обработку деталей и их сборку, снижает расходы на изготовление локомотива.Technical and economic effect of the claimed utility model is that the execution of the rotor and stator of the traction motor in the form of discs, the location of the small gear wheel in the middle of the shaft of the traction motor, and the large gear wheel in the middle of the axle of the wheel set prevents the gear wheels from tilting and increases their durability, which reduces the cost of repairing the locomotive, and the combination of the caps of both motor-axial bearings with the gearbox housing allows you to perform the connector of the gearbox housing in the form of a plane, parallel tionary shaft of the traction motor, that by simplifying the processing of parts and their assembly, reduces the cost of production of the locomotive.

Claims

Тяговый привод локомотива, содержащий редуктор и тяговый электродвигатель с малым зубчатым колесом на валу, расположенным между подшипниковыми опорами электродвигателя, отличающийся тем, что малое зубчатое колесо расположено на середине вала тягового электродвигателя, большое зубчатое колесо расположено на середине оси колесной пары, шапки обоих моторно-осевых подшипников объединены с корпусом редуктора, ротор и статор тягового электродвигателя выполнены в виде дисков, размещенных по обе стороны зубчатых колес.A traction drive of a locomotive containing a gearbox and a traction motor with a small gear wheel on a shaft located between the bearing supports of the electric motor, characterized in that the small gear wheel is located in the middle of the shaft of the traction motor, the large gear wheel is located in the middle of the axis of the wheel pair; axial bearings combined with the gearbox housing, the rotor and the stator of the traction motor are made in the form of discs placed on both sides of the gears.