RU2297935C2 - Locomotive wheelset drive - Google Patents

Abstract

FIELD: railway transport.

SUBSTANCE: proposed wheelset drive contains traction electric motor installed on sprung part of running gear, hollow shaft enclosing axle of wheelset and connected by elastic couplings with bushing rotated by traction motor, and with wheelset. Each coupling has even number of trunnions 10 and 13, half of which belongs to each coupling member. Rubber shock absorbers 14 are installed, in compressed state, between trunnions over circumference. Each shock absorber thrust by one side against trunnion of one coupling member, and by other side against trunnion of other coupling member. Rubber shock absorber can be made multiply and reinforced by metal members cured to rubber. Rubber shock absorber can be made hollow, being coupled with trunnions through washers rigidly connected to trunnions by bolts.

EFFECT: simplified design, improved reliability, reduced overall dimensions of wheels drive.

3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению и касается конструкции привода колесной пары железнодорожного тягового подвижного состава.The invention relates to transport engineering and relates to the construction of a drive wheel pair of a railway traction rolling stock.

Известен привод колесной пары локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, полый вал, охватывающий ось колесной пары и жестко связанный с ведомой шестерней тягового редуктора. С помощью шарнирно-поводковых муфт, расположенных с двух сторон, полый вал связан с колесами колесной пары локомотива. Шарнирно-поводковая муфта состоит из траверсы, поводков, пальцев для соединения поводков с траверсой, приводом полого вала и колесным центром, резинометаллических втулок (амортизаторов). Ведущие поводки муфты одним концом присоединены к пальцам полого вала, другим - к пальцам траверсы. Ведомые поводки муфты соединяют траверсу с колесным центром (В.Г.Быков и др. Пассажирский тепловоз ТЭП70. - М: Транспорт, 1976, - с.201-209, рис.99, 100, 103).Known drive wheelset of a locomotive containing a traction motor, a hollow shaft, covering the axis of the wheelset and rigidly connected to the driven gear of the traction reducer. With the help of articulated couplings located on both sides, the hollow shaft is connected to the wheels of the locomotive’s wheelset. The pivot-coupling coupling consists of a traverse, leashes, fingers for connecting the leashes to the traverse, a hollow shaft drive and a wheel center, rubber-metal bushings (shock absorbers). The leading leads of the coupling are attached at one end to the fingers of the hollow shaft, and at the other to the fingers of the yoke. The driven leads of the coupling connect the traverse to the wheel center (V.G. Bykov and others. Passenger locomotive TEP70. - M: Transport, 1976, - pp. 201-209, Fig. 99, 100, 103).

Недостатком такой конструкции является высокое кинематическое несовершенство тягового привода, которое приводит к высоким динамическим нагрузкам и, как следствие, к недостаточной надежности и низкому ресурсу в эксплуатации.The disadvantage of this design is the high kinematic imperfection of the traction drive, which leads to high dynamic loads and, as a result, to insufficient reliability and low resource in operation.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является привод колесной пары локомотива, состоящий из тягового электродвигателя, жестко установленного на подрессоренной части экипажа (на раме тележки), полого вала, охватывающего ось колесной пары и связанного упругими муфтами с одной стороны с колесом, а с другой стороны со ступицей (втулкой), приводящейся во вращение от тягового электродвигателя через шестерню и зубчатое колесо, которое жестко связано с указанной ступицей (втулкой), которая, кроме того, на подшипниках установлена на опоре, жестко закрепленной на корпусе тягового электродвигателя. Каждая из муфт состоит из четырех поводков, в головках которых запрессованы резинометаллические амортизаторы шарнирного типа. Поводки муфты привода полого вала при помощи валиков связаны с цапфами ступицы (втулки) и полого вала, а для муфты привода колеса поводки с резинометаллическими амортизаторами установлены на пальцы, которые запрессованы в бобышки колесного центра и фланца, жестко связанного с полым валом (Под ред. И.В.Бирюкова. Механическая часть тягового подвижного состава. - М: Транспорт, 1992, - с.346, рис.13.45).The closest technical solution taken as a prototype is a locomotive wheel pair drive, consisting of a traction motor rigidly mounted on the sprung part of the crew (on the cart frame), a hollow shaft covering the wheel pair axis and connected by elastic couplings on one side with the wheel, and on the other hand, with a hub (sleeve), driven into rotation from the traction motor through a gear and a gear wheel, which is rigidly connected to the specified hub (sleeve), which, in addition, is mounted on bearings Lena on a support rigidly fixed to the body of the traction motor. Each of the couplings consists of four leads, in the heads of which rubber-metal shock absorbers of the articulated type are pressed. The leads of the hollow shaft drive coupling with the rollers are connected to the trunnions of the hub (sleeve) and the hollow shaft, and for the wheel drive coupling the leads with rubber-metal shock absorbers are mounted on fingers that are pressed into the bosses of the wheel center and the flange rigidly connected to the hollow shaft (Ed. IV Biryukova, The mechanical part of traction rolling stock. - M: Transport, 1992, - p. 346, Fig. 13.45).

Недостатком такой конструкции привода является то, что она достаточно сложна и требует высокой точности при изготовлении элементов привода (валиков, пальцев и др.), а также при расточке отверстий в поводках под запрессовку резинометаллических шарниров, в резинометаллических шарнирах под валики, под валики в цапфах ступицы и полого вала. Элементы привода по условиям монтажа собираются с зазором, величина которого должна быть минимальной, так как она непосредственно влияет на надежность работы привода.The disadvantage of this design of the drive is that it is quite complex and requires high accuracy in the manufacture of drive elements (rollers, fingers, etc.), as well as when boring holes in leads for mounting rubber mounts, in rubber mounts for rollers, under rollers in pins hubs and hollow shaft. According to the installation conditions, the drive elements are assembled with a gap, the value of which should be minimal, since it directly affects the reliability of the drive.

Кроме того, поводки, имеющие значительную массу, при высоких оборотах колесной пары создают дополнительные паразитные нагрузки на элементы привода, связанные с центробежными силами, что снижает надежность и уменьшает срок службы конструкции.In addition, the leashes, which have significant weight, at high speeds of the wheelset create additional spurious loads on the drive elements associated with centrifugal forces, which reduces reliability and reduces the service life of the structure.

Вместе с тем габариты муфт таковы, что для их размещения необходимо муфту привода одного из колес колесной пары выносить за колесный центр, а для размещения муфты привода полого вала другой колесный центр изготавливать изогнутым, что существенно сказывается на прочности и надежности как самого привода, так и колесной пары.At the same time, the dimensions of the couplings are such that for their placement it is necessary to move the drive coupling of one of the wheels of the wheel pair beyond the wheel center, and to place the coupling of the hollow shaft drive, make the other wheel center curved, which significantly affects the strength and reliability of both the drive and wheelset.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности и уменьшение габаритов привода колесной пары.The technical result of the invention is to simplify the design, increase reliability and reduce the size of the drive wheelset.

Технический результат достигается тем, что в приводе колесной пары локомотива, содержащем тяговый электродвигатель, установленный на подрессоренной части экипажа, полый вал, охватывающий ось колесной пары и соединенный упругими муфтами со втулкой, которая имеет возможность вращаться от тягового двигателя, и с колесной парой, каждая из муфт имеет четное число, но не менее шести, цапф, половина из которых принадлежит одной полумуфте, а вторая половина принадлежит другой полумуфте, при этом между цапфами по окружности установлены в сжатом состоянии резиновые амортизаторы, каждый из которых одной стороной упирается в цапфу одной полумуфты, а другой стороной упирается в цапфу другой полумуфты.The technical result is achieved by the fact that in the drive of a locomotive’s wheel pair containing a traction motor mounted on the sprung part of the crew, a hollow shaft enclosing the wheel pair’s axis and connected by elastic couplings with a sleeve that can rotate from the traction motor and with a wheel pair, each of the couplings has an even number, but not less than six, of the pins, half of which belongs to one half-coupling, and the second half belongs to the other half-coupling, while between the pins on the circumference are installed in a compressed Under condition, rubber shock absorbers, each of which rests on one side of the axle of one half-coupling, and the other side rests on the axle of the other half-coupling.

Резиновый амортизатор может быть выполнен многослойным и армирован металлической арматурой, привулканизированной к резине.The rubber shock absorber can be multilayer and reinforced with metal reinforcement, vulcanized to rubber.

Кроме того, резиновый амортизатор может быть выполнен полым и связан с цапфами через шайбы, жестко закрепленные к цапфам болтами.In addition, the rubber shock absorber can be hollow and connected to the pins through washers, rigidly bolted to the pins.

На фиг.1 представлен привод колесной пары локомотива, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - предлагаемый привод колесной пары тепловоза ТЭП70; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.3; на фиг.5 - резиновый амортизатор; на фиг.6 - резиновый амортизатор в сжатом для монтажа и демонтажа состоянии.Figure 1 presents the drive wheelset of the locomotive, a General view; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - the proposed drive wheelset locomotive TEP70; figure 4 is a section bb in figure 3; figure 5 - rubber shock absorber; figure 6 - rubber shock absorber in a compressed state for mounting and dismounting.

Привод колесной пары локомотива состоит из тягового электродвигателя 1, установленного на подрессоренной части экипажа (раме тележки) 2, на валу которого посажена ведущая шестерня 3, приводящая во вращение зубчатое колесо 4, которое жестко связано со втулкой 5, установленной на подшипниках 6 и 7 в корпусе тягового редуктора 8. С торца втулка 5 жестко связана с фланцем 9 с цапфами 10. Полый вал 11, охватывающий ось колесной пары 12, имеет одинаковое с фланцем 9 количество цапф 13, которые подобны цапфам 10. Цапфы 10 и 13 расположены по окружности и чередуются друг за другом. Между цапфами 10 и 13 расположены резиновые амортизаторы 14. Таким образом муфта имеет две полумуфты с цапфами 10 и 13 соответственно. Число цапф муфты - четное, но не менее шести. Аналогичную конструкцию имеет вторая муфта, связывающая с другого конца полый вал 11 с колесом 15 колесной пары 12.The locomotive’s wheel drive consists of a traction motor 1 mounted on the sprung part of the crew (trolley frame) 2, on the shaft of which a drive gear 3 is mounted, which drives the gear 4, which is rigidly connected to the sleeve 5 mounted on bearings 6 and 7 in the housing of the traction reducer 8. From the end, the sleeve 5 is rigidly connected with the flange 9 with the pins 10. The hollow shaft 11, covering the axis of the wheelset 12, has the same number of pins 13 with the flange 9, which are similar to the pins 10. The pins 10 and 13 are located around the circumference and alternate I have for each other. Between the pins 10 and 13 are rubber shock absorbers 14. Thus, the coupling has two coupling halves with pins 10 and 13, respectively. The number of coupling pins is even, but not less than six. The second coupling has a similar design, connecting the hollow shaft 11 from the other end with the wheel 15 of the wheelset 12.

Для удобства ремонта привода колесной пары в эксплуатации выполняется полый резиновый амортизатор 16, который стягивается монтажным болтом 17 через шайбы 18. В таком сжатом состоянии амортизатор монтируется или демонтируется в муфту. После монтажа монтажный болт 17 выворачивается и на его место устанавливаются болты 19, крепящие шайбы 18 к цапфам 10 и 13.For the convenience of repairing the wheelset drive in operation, a hollow rubber shock absorber 16 is carried out, which is pulled together by a mounting bolt 17 through washers 18. In this compressed state, the shock absorber is mounted or dismounted into the coupling. After installation, the mounting bolt 17 is turned out and bolts 19 are installed in its place, fastening the washers 18 to the pins 10 and 13.

Для обеспечения необходимых жесткостных характеристик резиновый амортизатор выполняется в несколько слоев, между которыми армирован металлической арматурой 20, привулканизированной к резине.To ensure the necessary stiffness characteristics, the rubber shock absorber is made in several layers, between which is reinforced with metal reinforcement 20, vulcanized to rubber.

Привод колесной пары локомотива работает следующим образом. При вращении вала тягового электродвигателя 1 крутящий момент через шестерню 3, зубчатое колесо 4 и втулку 5 передается фланцу 9, который через цапфы 10, 13 и резиновые амортизаторы 14 приводит во вращение полый вал 11. Далее вращение через аналогичную муфту, расположенную с другого конца полого вала 11, передается на колесо 15, заставляя вращаться всю колесную пару 12.The drive wheelset locomotive works as follows. When the shaft of the traction motor 1 is rotated, the torque is transmitted through the gear 3, the gear wheel 4 and the sleeve 5 to the flange 9, which drives the hollow shaft 11 through the pins 10, 13 and the rubber shock absorbers 14. Then, it rotates through a similar coupling located on the other end of the hollow the shaft 11 is transmitted to the wheel 15, forcing the entire wheelset 12 to rotate.

Вертикальные перемещения колесной пары 12 относительно тягового двигателя 1 происходят за счет угловой податливости одной полумуфты относительно другой полумуфты, а также как одной, так и второй упругой муфты, что обеспечивается за счет упругой деформации резиновых амортизаторов 14. За счет упругой деформации резиновых амортизаторов 14 происходят также и осевые (вдоль оси колесной пары) перемещения колесной пары 12 относительно тягового двигателя 1.The vertical movement of the wheel pair 12 relative to the traction motor 1 occurs due to the angular flexibility of one coupling half relative to the other coupling half, as well as one and the second elastic coupling, which is ensured by the elastic deformation of the rubber shock absorbers 14. Due to the elastic deformation of the rubber shock absorbers 14 also occur and axial (along the axis of the wheelset) movement of the wheelset 12 relative to the traction motor 1.

При передаче крутящего момента цапфа 10 по окружности давит на резиновый амортизатор 14, заставляя его сжаться и создавая в нем напряжение сжатия. В это время такой же резиновый амортизатор 14 с другой стороны цапфы 10 может «потерять» взаимодействие с цапфой. Для исключения этого явления необходимо резиновые амортизаторы устанавливать в муфту в сжатом состоянии, причем степень сжатия амортизаторов надо выбирать такой, чтобы при всех режимах работы привода и всех возможных перемещениях в резиновых амортизаторах оставались напряжения сжатия.When transmitting torque, the axle 10 circumferentially presses on the rubber shock absorber 14, forcing it to compress and creating a compression stress in it. At this time, the same rubber shock absorber 14 on the other side of the pin 10 may “lose” interaction with the pin. To eliminate this phenomenon, it is necessary to install rubber shock absorbers in the clutch in a compressed state, and the compression ratio of the shock absorbers should be chosen so that, for all drive operating modes and all possible movements in the rubber shock absorbers, compression stresses remain.

Представленный на фиг.3 привод колесной пары тепловоза ТЭП70 наглядно иллюстрирует преимущества предлагаемого привода. Таким образом реализация предлагаемой конструкции снижает габариты привода, что позволяет разместить обе муфты между колесами колесной пары локомотива и при этом диски колес можно изготовить достаточно прямыми, а значит повысить надежность конструкции в эксплуатации. Передача крутящего момента в предложенной конструкции происходит без применения поводков, валиков, пальцев, других элементов привода, что значительно упрощает конструкцию и увеличивает срок службы привода колесной пары локомотива.Presented in figure 3, the drive wheel pair of the diesel locomotive TEP70 clearly illustrates the advantages of the proposed drive. Thus, the implementation of the proposed design reduces the dimensions of the drive, which allows you to place both couplings between the wheels of a locomotive’s wheelset, and at the same time, the wheel disks can be made quite straight, which means to increase the reliability of the structure in operation. The transmission of torque in the proposed design occurs without the use of leads, rollers, fingers, other drive elements, which greatly simplifies the design and increases the service life of the drive wheelset of the locomotive.

Claims (3)

1. Привод колесной пары локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, установленный на подрессоренной части экипажа, полый вал, охватывающий ось колесной пары, соединенный упругими муфтами со втулкой, которая имеет возможность вращаться от тягового двигателя, и с колесной парой, отличающийся тем, что каждая из упругих муфт имеет четное число, но не менее шести, цапф, половина из которых принадлежит одной полумуфте, а вторая половина принадлежит другой полумуфте, при этом между цапфами по окружности установлены в сжатом состоянии резиновые амортизаторы, каждый из которых одной стороной упирается в цапфу одной полумуфты, а другой стороной упирается в цапфу другой полумуфты.1. A locomotive wheel pair drive comprising a traction motor mounted on the sprung part of the crew, a hollow shaft spanning the wheel pair axis, coupled by elastic couplings to a sleeve that can rotate from the traction motor, and to a wheel pair, characterized in that each of elastic couplings has an even number, but not less than six, of the pins, half of which belongs to one half-coupling, and the second half belongs to the other half-coupling, while the rubber shock absorbers, each of which rests on one side of the axle of one half-coupling, and the other side rests on the axle of the other half-coupling. 2. Привод колесной пары по п.1, отличающийся тем, что резиновый амортизатор выполнен многослойным и армирован металлической арматурой, привулканизированной к резине.2. The wheelset drive according to claim 1, characterized in that the rubber shock absorber is multilayer and reinforced with metal reinforcement vulcanized to rubber. 3. Привод колесной пары по п.1 или 2, отличающийся тем, что резиновый амортизатор выполнен полым и связан с цапфами через шайбы, жестко закрепленные к цапфам болтами.3. The drive wheelset according to claim 1 or 2, characterized in that the rubber shock absorber is made hollow and connected to the pins through washers, rigidly bolted to the pins.

Images