Тема.подвеска ТЭД. Опорно-осевое подвешивание тяговых электродвигателей

На грузовых и маневровых тепловозах применяется подвешивание (рис.35), при котором двигатель 1 одним концом через моторно-осевые подшипники 9 опирается на ось колесной пары 4, а другим через пружинный комплект (рис. 36) — на раму тележки. Передача тягового момента колесной паре осуществляется зубчатым редуктором, состоящим из зубчатого колеса 2, напрессованного на оси колесной пары, ведущей шестерни 3 на консоли вала двигателя и кожуха редуктора 8, прикрепленного болтами к корпусу двигателя.

Моторно-осевые подшипники (рис.37.) представляют собой разъемные подшипники скольжения, состоящие из двух бронзовых вкладышей 16 и охватывающие по всему периметру шейки оси колесной пары. Верхние вкладыши укладывают с небольшим натягом в расточку (постель) горловины тягового двигателя, а нижние в крышки (шапки) 8 моторно-осевых подшипников и стягивают болтами. Момент затяжки болтов 1270-1450 Нм. От возможного поворота вкладыш удерживается шпонкой 17. Крышка подшипника служит также и масляной ванной, в которую заливают осевое масло марки Л, 3 или С в зависимости от времени года и местности эксплуатации тепловоза. Уровень масла контролируют маслоуказателем с поплавком 4.

Для смазывания шейки оси в ванне укреплено польстерное устройство, состоящее из корпуса 12, польстерного пакета 15, заключенного в коробку и перемещающегося в направляющих корпуса. Польстерный пакет может быть собран из ламповых фитилей или лучше из трех пластин тонкошерстного каркасного войлока размером 13Х X 157x190 мм. Каждая пластина состоит из пяти слоев войлока, между которыми проложена каркасная ткань-пряжа из 50 % шерсти и 50 % штапельно-вискозного полотна.

Фитильный пакет состоит из двух войлочных прокладок и 12 хлопчатобумажных фитилей шириной 160 и длиной 200 мм. Общая толщина пакета 38—39 мм. Выступание фитилей относительно войлока должно быть не более 2 мм, утопление не допускается. Выступание фитиля относительно переднего края коробки (16±1) мм. Коробка с польстерным пакетом прижимается к шейке оси через окно в нижнем вкладыше с помощью рычага 10 и двух витых пружин 9, размещенных на стержне 1 и оси 2. Усилие поджатия коробки с фитилем к оси 40—60 Н.

Рис.35. Колссно-моторный блок с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей:

1-тяговый двигатель; 2 — упругое зубчатое колесо: 3 — шестерня; 4 — колесная пара; а — букса; в поводок буксы; 7 — пружииы; 8 —кожух редуктора: 9 — моторно-осевые подшипники.

 

Для обеспечения перемещения коробки без заедания она в направляющих корпусах подпружинена четырьмя пластинчатыми пружинами — по две снизу и две сверху. Пластинчатые пружины задним концом прикреплены к кожуху, а передние скользят в пазах коробки польстера. Рычаг 10 и пружины 9 закреплены на корпусе осью 2 и стержнем 1. Для удержания рычага 10 в поднятом положении во время вынимания польстерного пакета на стержень 1 установлен пружинный фиксатор 3, свободный конец которого не дает возможности установить крышку 6 масляной ванны подшипника, если польстер не установлен на место и рычаг 10 не опущен в рабочее положение.

 

Рис. 36. Пружинная подвеска двигателя: Рис. 37. Рис.38.

1- кронштейн рамы тележки; 2, 5 — нижняя и верхняя обоймы; 3 — пружина: 4 - стягивающие болты; 6 — стержень; 7 валик.

 

Рис. 37. Моторно-осевой подшипник с польстерной системой смазки:

1— стержень; 2 - ось;.4 фиксатор: 4 поплавок:.5 - втулка: 6 крышка; 7 — пробка для слива конденсата; 5 - крышка подшипника; 9 -пружина; 10 - рычаг; 11 - пружина пластинчатая; 12 - корпус: 13 - скоба; 14 - коробка; 15— пакет польстерный; 16 — вкладыш; 17- шпонка

Рис.38. Схема опорно-осевой подвески тягового электродвигателя:

1 — пружинный комплект на раме тележки; 2 — зубчатое колесо якоря ТЭД; 3 — вал якоря ТЭД; 4 — резинометаллические втулки зубчатого колеса; 5 — ступица зубчатого колеса; 6 — колесо колесной пары; 7 — зубчатый венец; 8 — кожух тягового редуктора; 9 — моторно-осевые подшипники; 10— ось колесной пары; 11 — ТЭД

 

Моторно-осевые подшипники двигателей ЭД-118А имеют увеличенную по сравнению с подшипниками двигателя ЭД-107А длину вкладышей, равную 290мм при длине рабочей части 262мм. Расточка вкладышей выполнена в виде гиперболы. Разность диаметров по краям рабочей части расточки и в середине подшипника составляет 1 мм. Вкладыш изготовлен из оловянистой бронзы ОЦС-4-4-17. Проводились опыты применения на грузовых тепловозах вкладышей с заливкой баббитом Б83. Результаты оказались удовлетворительными.

У двигателей ЭД-107А подшипники смазываются польстерным устройством. Его конструкция несколько отличается от конструкции польстера двигателя ЭД-118А (меньшего объема смазочная камера, ширина смазочного окна в подшипнике 120мм против 160мм, соответственно ширина польстера 115мм, направление польстера осуществляется роликами). Расточка подшипников цилиндрическая с шириной рабочей поверхности 140мм, по концам вкладышей расточка выполнена большего диаметра для так называемых холодильников масла. В эксплуатации эти подшипники имеют низкую надежность, обусловленную главным образом плохой работой польстерного устройства.

Значительное число тепловозов 2ТЭ116 оборудовано принудительной системой подачи смазки к моторно-осевым подшипникам Рис26. Масло подается масляным насосом 7, установленным в единой крышке 3 моторно-осевых подшипников и приводимым в действие от зубчатого венца 8 оси колесной пары. Масло шестеренным насосом из нижней камеры крышки подводится к польстерному устройству 1 в верхних камерах 2, представляющему собой фитильную подушку из шерстяной пряжи, заключенную в коробку и поджатую винтовой пружиной, или пакет хлопчатобумажных фитилей, вы полненный по типу польстера тягового двигателя ЭД-118А. Такая система смазки наиболее надежна. Насос обеспечивает обильную подачу масла по достижении скорости движения тепловоза 30км/ч.

Пружинная подвеска двигателя состоит из двух балочек (обойм) 2, 5 (см. рис.36), между которыми установлены четыре витых пружины 3. Перед установкой на место пружинный комплекс стягивают болтами 4, пропущенными в отверстия на концах обойм. Комплект установлен между опорными кронштейнами 1 рамы тележки. Для фиксации его в раме тележки через сквозные отверстия в кронштейнах рамы и обоймах пропущены стержни 6, опирающиеся на валики 7, установленные в нижних кронштейнах рамы тележки. От выпадания валики предохранены штифтами. Кронштейны двигателя, охватывающие пружинную подвеску сверху и снизу, имеют сменные приварные пластины из стали 60Г. Пластины из такой же стали приварены к верхней и нижней балочкам.

Опорно-осевое подвешивание ТЭД (рис.38.) используется на большинстве маневровых и грузовых тепловозов. ТЭД в одной точке закрепляется через пружинный комплект на раме тележки, а в двух других точках опирается на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники. Вращающий момент от вала ТЭД через пару цилиндрических зубчатых колес передается на ось колесной пары. Зубчатые колеса привода закрыты кожухом тягового редуктора. Они подвергаются значительным динамическим нагрузкам. Для снижения ударных нагрузок, большое зубчатое колесо на многих тепловозах делается составным. Зубчатый венец со ступицей соединяется с помощью комплекта резинометаллических втулок. Упругая связь почти в 5 раз уменьшает динамические нагрузки на ТЭД и снижает износ зубьев.

Колесная пара при опорно-осевом подвешивании ТЭД имеет на оси подступичную часть, на которую напрессовывается зубчатое колесо, а шейки служат опорами моторно-осевых подшипников. При циркуляционной системе смазки моторно-осевых подшипников в средней части оси устанавливается разъемная шестерня привода масляного насоса.

 

14тема. Опорно-рамное подвешивание тяговых электродвигателей.

Несмотря на свою сложность этот тип подвешивания обладает значительными преимуществами перед опорно-осевым подвешиванием. Тяговый двигатель, закрепленный в раме тележки, оказывается полностью подрессоренным и поэтому на него в меньшей степени передаются толчки и вибрации от пути. При таком способе подвешивания неподрессоренная масса уменьшается почти в два раза, и значит колесно-моторный блок оказывает меньшее воздействие на путь.

На отечественных тепловозах получили распространение в основном две системы опорно-рамного привода: с двусторонней передачей момента на колесную пару полым валом, центрированным в подшипниках скольжения двигателя, и односторонней с помощью карданного вала, связанного с зубчатым колесом упругими муфтами. Первая система применена на тепловозе ТЭП60 и семи первых тепловозах ТЭП70, вторая на — тепловозах ТЭП70 последних выпусков и ТЭП75.

При первой системе подвешивания тяговый двигатель жестко и через резиновые прокладки закреплен в раме тележки в трех точках: одна спереди и две сзади. Передняя часть двигателя

(со стороны горловины моторных подшипников) закреплена в раме тележки с помощью стального литого кронштейна 2 (рис.39.), присоединенного к двигателю, а задняя — с помощью двух литых лап остова двигателя.

Элементами крепления двигателя к кронштейнам рамы тележки являются опорные проставки 6, коническая заточка которых центрируется в конической расточке кронштейнов двигателя, регулировочные прокладки 7, центрирующая обойма 8 и резиновый амортизатор 9, вкладываемые в чаши опорных кронштейнов рамы. Элементы крепления стягивают болтами 12, под головки которых устанавливают резиновые амортизаторы 10. Резиновые амортизаторы служат для гашения высокочастотных вибраций в узлах крепления, снижают напряжения в болтах, уменьшают способность их к ослаблению (на тепловозах ТЭП60 амортизаторы отсутствуют).

Установка двигателя в раме тележки должна обеспечить соосное с осью колесной пары расположение полого вала привода, центрированного в моторных подшипниках привода двигателя. Соосность проверяется по кольцевым зазорам между цапфами приводных фланцев полого вала и стенками отверстий в колесных центрах, где расположены цапфы с ведущими пальцами эластичного привода. Номинальный размер зазора, измеренный по вертикальному и горизонтальному диаметрам, (40±2) мм.

Передача тягового момента от двигателя к колесной паре осуществляется полым валом, на концах которого закреплены фланцы 21 с цапфами. На диске одного из приводных фланцев закреплен призонными болтами зубчатый венец 4, приводимый во вращение шестерней двигателя. На выступающее из отверстий в колесных центрах два ведущих пальца 22 привода, запрессованных в его цапфы, и два ведомых пальца, укрепленных в колесных центрах, надеты с каждой стороны шарнирно-рычажные эластичные муфты, которыми колесная пара приводится во вращение.

К проушинам промежуточного литого звена (траверсы) эластичной муфты на валиках укреплены четыре поводка. В отверстия поводков запрессованы по два резинометаллических шарнира 23, представляющих собой две металлические втулки, в кольцевое пространство между которыми запрессована с большим радиальным поджатием резиновая втулка. Внутренняя металлическая втулка имеет шпоночный паз со шпонкой, которой она удерживается от поворота на валиках промежуточного звена и пальцев.

Резиновые амортизаторы обеспечивают передачу вращающего момента от полого вала колесной паре, а также позволяют компенсировать взаимные вертикальные перемещения двигателя (вместе с полым валом и рамой тележки) относительно колесной пары при игре рессорного подвешивания. При этом резиновые втулки работают на скручивание (коаксиальный сдвиг). Полый вал вместе с приводными фланцами вращается в подшипниках скольжения — моторных подшипниках, установленных в остове тягового электродвигателя. Моторные подшипники стальные с баббитовой заливкой.

Подшипники (рис.40.а) смазываются с помощью фитилей из грубой чистошерстяной пряжи, вставленных в войлочную обойму 2, которая смонтирована в металлической оправе 3. Пряжа фитиля должна выступать из войлочной обоймы на 5—8 мм. Обойма поджимается пружиной 1. Концы фитилей (40 шт.) диаметром 15—18 мм равномерно распределены по верхним смазочным камерам а, куда во время движения интенсивно подается смазка из нижней камеры б шестеренным насосом 9, приводимым в движение зубчатым венцом 7, укрепленным на средней части полого вала 5. Путь масла, подаваемого насосом из нижней камеры б в верхнюю а, показан стрелками. Уровень масла в обеих камерах замеряют щупом.

При системе с полым карданным валом на тепловозе ТЭП70 последних выпусков двигатель также закреплен в раме тележки в трех точках (рис.41.). Передней частью он подвешен к кронштейнам рамы тележки 1 с помощью подвесок 2, верхние концы которых закреплены гайками к полкам кронштейнов, а нижние связаны валиками с кронштейнами 3 опор 16, имеющими общую с опорами отливку, прифланцованную к двигателям. Кронштейны крайних и среднего двигателей тележки отличаются друг от друга формой и длиной. Задняя часть двигателя имеет специальные, отлитые заодно с корпусом опорные приливы 8, которыми двигатели опираются на валики 9 с клиновыми скосами, укрепленные в цилиндрических расточках кронштейнов 10 рамы тележки. Для создания натяга между валиками и приливами двигателя в клиновом пазу предусмотрен зазор, который после стягивания болтами должен быть не менее 3мм.

 

 

Рис.39.Подвешивание ТЭД на раме тележки. Рис.40.

Рис.40. Смазочные устройства моторных подшипников: смазочные камеры (а); шестеренный привод насоса(б).

 

Положение двигателя в вертикальном направлении регулируется гайками подвески 2, а в продольном направлении- регулировочными пластинами, подкладываемыми под привалочные фланцы кронштейнов 10.

Наружные и внутренние кольца роликовых подшипников 7 зафиксированы от смещения дистанционными кольцами 6 и крышками 1, 2, 9, 10. Крышки подшипников, укрепленные на опоре 12 и в ступице 8, образуют лабиринтные уплотнения, предотвращающие попадание пыли и грязи в полость подшипников, заполненную смазкой. Зубчатый редуктор 4 закрыт кожухом 15 (см. рис. 41), прикрепленным к двигателю четырьмя болтами.

Половинки кожуха по разъему уплотнены резиновым жгутом, а по ступице зубчатого колеса — промасленным войлочным уплотнением. Ступица зубчатого колеса имеет четыре прилива в виде проушин, в которых на валиках укреплены поводки с резинометалли-ческими шарнирами 12 (см. рис. 27). (Поводки по конструкции и размерам одинаковы с поводками привода тепловоза ТЭП60.) Вторые головки поводков соединены с проушинами фланца полого карданного вала 6, на противоположном конце которого укреплен наболтах приводной фланец 4 с четырьмя цапфами.

В отверстия цапф посажены с натягом 0,09—0,12 мм пальцы 3, на которые надеваются головки поводков с резинометаллическими шарнирами. Вторые головки соединены с пальцами 16, укрепленными в приливах колесного центра. От осевого смещения поводки удерживаются ограничительными шайбами и головками болтов, ввернутых в отверстия пальцев с резьбой и зафиксированных стопорными пластинами. Поводки, объединяющие пальцы приводного фланца и колесного центра, образуют шарнирно-рычажную муфту, приводящую в движение колесную пару.

Благодаря карданной системе передачи тягового момента компенсация взаимных вертикальных перемещений двигателя и колесной пары осуществляется за счет угловых колебаний полого вала, что освобождает резинометаллические шарниры от работы на скручивание. Это обстоятельство должно значительно повысить надежность шарниров, так как именно деформация скручивания резиновых втулок (имеющая место при системе с двусторонней передачей момента у тепловозов ТЭП60) приводит к интенсивному износу и повреждению шарниров,

Опорно-рамное подвешивание ТЭД (рис.43) применяется в основном на пассажирских тепловозах. На тепловозе ТЭП70 вращающий момент передается через редуктор, большая шестерня которого вращается в подшипниках на полой опоре. Ступица большой шестерни соединена поводками с фланцем полого карданного вала. На противоположном конце вала укреплен приводной фланец. Пальцы приводного фланца соединяются поводками с пальцами колесных центров. Поводки образуют шарнирно-рычажную муфту с резинометаллическими шарнирами, соединяющую полый вал с колесной парой. При опорно-рамном подвешивании ТЭД опирается на раму тележки, что значительно снижает массу неподрессоренных частей тепловоза и улучшает его динамические характеристики

 

 

Рис.41. Колесно-моториый блок тепловоза ТЭП70: Рис. 42.

1 - полка кронштейна рамы для подвески двигателя; 2 - подвескас гайками; 3 - кронштейн двигателя-4 - зубчатый редуктор; 5 -поводок с резииометаллическими шарнирами; 6 приводной фланец ступицы зубчатого колеса; 7 -приводной фланец полого вала: 8 - опорные приливы двигателя- 9 - опорные приливы двигателя; 9 — опорный валик; 10 — кронштейн рамы тележки: 11 — букса- 12 — колесная пара; 13 - зубчатое кольсо: 14 - шестерня; 15 кожух редуктора: 16 – опора подшипников привода.

 

Рис. 42. Опора подшипников привода: 1, 2, 9, 10 — крышки лабиринтов; 3 — уплотнение: 4 — болт; 5 — зубчатый венец; 6 — дистанционное кольцо; 7 — роликовый подшипник; 8 ступица; 11 — кожух редуктора; 12 -опора

 

..

 

Рис. 43. Схема опорно-рамной подвески тягового электродвигателя:

а — схема опорно-рамного подвешивания тепловоза ТЭП60; б — схема опорно-рамного подвешивания тепловоза ТЭП70; 1, 10, 14 — резиновые амортизаторы в точках крепления ТЭД; 2, 24 — пальцы колесных центров; 3 — траверса; 4 — палец; 5— отверстие в колесном центре; 6 — цапфа; 7— зубчатое колесо полого вала; 8, 18 — тяговые редукторы; 9 — полый вал; 11 — моторный подшипник ТЭД; 12, 22 — приводные фланцы; 13 — ТЭД; 15 — ступица большой шестерни; 16 — поводок фланца полого вала; 17 — большая шестерня; 19 — подшипники; 20 — полая опора; 21 — полый карданный вал; 23 — пальцы вала; 25 — поводки