Колесная пара с осевым редуктором

Тепловоз имеет четыре, взаимозаменяемые между собой, колёсные пары с унифицированными осевыми редукторами.

Колесная пара (рис.13) состоит из оси 15, на которой прессовым способом сформированы два сборных колеса диаметром по кругу катания 600…610 мм.

Кроме того, при формировании колесных пар на ось напрессовываются детали осевого редуктора: ведомое коническое колесо 30, два конических подшипника 17, маслоотбойное кольцо, втулки, детали для уплотнения и регулировки зазоров в подшипниках.

Сборные колеса состоят из стального колесного центра и насаженного на него бандажа, изготовленного из специальной бандажной стали, имеющей хорошую сопротивляемость к истиранию. Натяг в соединении ось-колесо по сопрягаемому диаметру 115 мм равен 0,15…0,2 мм. Натяг в соединении стальной центр-бандаж по сопрягаемому диаметру 480 мм должен быть в пределах 0,4…0,75 мм, а нагрев бандажа не более 280-340⁰С. Ведомое коническое колесо 30 насаживается на ось тепловым методом. Натяг соединения ось - коническое колесо (сопрягаемый диаметр 120 мм) равен 0,11-0,19 мм, а температура нагрева конического колеса во избежание отпуска закаленной поверхности зубьев должна быть не более 220-230⁰С.

Разница по кругу катания для каждой колесной пары тележки не должна превышать 0,3мм, а для всех колесных пар, установленных на тепловозе, не более 1 мм. Колесная пара монтируется в осевой редуктор на конических подшипниках 17. Плоскость разъема между крышкой 7 и картером 20 происходит по оси колесной пары. Картер соединен с крышкой болтами и фиксируется относительно ее установочными штифтами. На крышке редуктора приварен кронштейн крепления реактивной тяги 6. Верхний вал 8 установлен в корпусе редуктора на цилиндрических роликовых подшипниках 5 и 10. Шариковый подшипник 4 в корпусе редуктора установлен с зазором и служит для восприятия осевых нагрузок, возникающих при передаче крутящего момента косозубой цилиндрической парой. Зубчатое колесо 9 посажено на вал тепловым методом. Натяг в соединении вал – зубчатое колесо (сопрягаемый диаметр 75 мм) должен быть 0,06–0,12 мм, а температура нагрева не должна превышать 200⁰С. Внутренние обоймы подшипников закреплены между ступицей зубчатого колеса 9 и фланца 13 с одной стороны и между буртиком вала со ступицей фланца 1 с другой стороны. Фланцы 1 и 13 соединены с валом также тепловым методом.

Натяг в соединении вал-фланец 8 при диаметре сопряжения 65 мм равен 0,07–0,13 мм, а температура не превышает 280⁰С. Натяг в соединении вал-фланец 1 и 13 при диаметре сопряжения 75 мм равен 0,1–0,16 мм. Крышки 3 и 11 одновременно служат для крепления наружных обойм подшипников, которые с другой стороны удерживаются стопорными кольцами, вмонтированными в крышку корпуса редуктора. Коническая ведущая вал-шестерня 29 совместно с насаженным тепловым методом зубчатым колесом 26 установлена в корпусе редуктора на сферическом двухрядном роликоподшипнике 19 с одной стороны, а с другой стороны - на роликовом подшипнике 26. Шариковый упорный подшипник 25, установленный в стакане 23 с зазором, служит для восприятия только осевых нагрузок, возникающих от передачи крутящего момента конической пары. Подшипники в сборе, а также их обоймы насаживают на валы после нагрева их в масляной ванне до температуры 80-90⁰С. Натяг в соединении вал - зубчатое колесо 28 должен быть в пределах 0,07-0,13 мм, а температура нагрева колеса должна быть не более 200⁰С во избежание отпуска закаленного поверхностного слоя зубьев.

Рис. 13. Колесная пара с осевым редуктором

1 – фланец; 2 – крышка сальника; 3 – прокладка; 4 – подшипник шариковый;

5 – подшипник роликовый; 6 – кронштейн; 7 – крышка редуктора; 8 – вал верхний; 9 – колесо зубчатое; 10 – подшипник роликовый; 11 – крышка сальника; 12 – сальник; 13 – фланец; 14 – болт; 15 – ось колесной пары; 16 – корпус сальника; 16а – сальник; 17 – подшипник роликовый конический; 18 – замок стопорный; 19 – подшипник роликовый сферический; 20 – картер; 21 – пробка спускная; 22 – горловина заливная; 23 – стакан; 23а – прокладка; 24 – крышка; 25 – подшипник шариковый; 26 – подшипник роликовый; 27 – прокладки регулировочные (стальные); 28 – колесо зубчатое; 29 – вал-шестерня коническая; 30 – колесо коническое; 31 – крышка сальника.

Подшипники 25 и 26 закреплены на валу шайбой и двумя болтами. Стакан 23 служит корпусом опоры, фиксированной в осевом направлении, крышка 24 обеспечивает затяжку подшипников 25 и 26. Зацепление конических шестерен регулируется прокладками 27 и вывинчиванием сальника 16а из корпуса сальника 16, сальник имеет шестнадцать пазов под стопорный замок 18. Боковой зазор в зацеплении должен быть 0,27-0,53 мм.

В крышке редуктора имеется смотровое окно, через которое ведется контроль правильности зацепления конической пары. Пятно контакта в зацеплении, проверяемое по краске, должно быть не менее 60 % по длине и по высоте рабочей части зуба. Регулировка зазора в конических подшипниках 17 колесной пары производятся с учетом произведенной регулировки зацепления. Осевой зазор в подшипниках колесной пары должен быть в пределах 0,1-0,2 мм, что обеспечивается поворотом левого и правого сальника 16а против часовой стрелки на один зуб после полной затяжки и последующей контровкой замком 18.

Для качественной сборки деталей тепловым способом требуется плавный равномерный прогрев охватывающих деталей. Тепловой метод сборки деталей повышает прочность и долговечность соединения, и кинематическую точность зубчатых передач осевого редуктора. Для сборки и разборки деталей, соединенных тепловым методом, применяются индукторы промышленной частоты, которые обеспечивают необходимый и равномерный нагрев охватывающих деталей.

Смазка зубчатых колес и подшипников осевого редуктора производится разбрызгиванием. Для удобства заправки редуктора маслом предусмотрен выведенный к боковине тележки дюритовый шланг, соединенный с заливной горловиной 22. Уровень масла контролируется маслоуказателем, установленным рядом с заливной горловиной. Сливается отработанное масло через спускную пробку 21.

Букса

Буксы предназначены для передачи массы тепловоза на оси колесных пар и передачи на раму тяговых или тормозных усилий. Букса (рис. 14) состоит из стального литого корпуса 1, внутри которого установлены роликовые подшипники 10, и упругого осевого упора.

Букса тепловоза вставляется в челюсть рамы тележки с суммарным зазором 1 – 2 мм, в результате чего обеспечиваются подвижная связь рамы с колесной парой. К корпусу буксы с боков приварены наличники 14, поверхность которых закалена для повышения износоустойчивости. С внутренней стороны (со стороны осевого редуктора) корпус буксы имеет боковые упоры, ограничивающие осевые перемещения в наружную сторону тележки. К боковым упорам так же приварены наличники 15. С концов они скошены, что позволяет буксе вместе с осью наклоняться в вертикальной плоскости, относительно рамы тележки. Упругий осевой упор исключает передачу жестких ударов на экипажную часть тепловоза, обеспечивает плавность хода тепловоза и уменьшает боковое воздействие тепловоза на путь. Упругий разбег колесной пары при упругих осевых упорах должен быть 10 мм. Осевой упор встроен в крышку буксы 2 и состоит из стакана 3 и цилиндрической пружины 8. Для уменьшения трения между торцом оси и стаканом к последнему приклепан бронзовый платик 7. Зазор между ними должен быть в свободном состоянии в пределах 1 – 3 мм на каждую сторону.

Рис. 14. Букса

1 – корпус; 2, 13 – крышки; 3 – стакан; 4 – масленка; 5 – прокладка регулировочная; 6 – кольцо резиновое; 7 – платик; 8 – пружина; 9 – кольцо; 10 – подшипник; 11 – прокладка; 12 – уплотнитель.

Для удержания от вращения в крышке буксы, в стакане установлена шпонка, скользящая в пазу крышки. Под действием оси стакан 3 перемещается, сжимая пружину 8 до упора в крышку. Эта величина перемещения называется упругим поперечным разбегом колесной пары и должна составлять 10 мм. Пружина осевого упора имеет предварительный натяг (сжатая) до 500 кг, что достигается подбором толщины регулировочных прокладок 5. В условиях эксплуатации периодически проверяйте величину свободных разбегов колесных пар и их симметричность.

Снизу на корпусе буксы в виде приливов выполнены две проушины для соединения ее с балансиром рессорного подвешивания. Резиновое кольцо 6, надетое на буксу, предусмотрено для смягчения ударов, возникающих при поломках пружин рессорного подвешивания.

Роликовые буксы работают надежно на протяжении длительного времени при соблюдении установленных требований при сборке их и эксплуатации. Для предотвращения выхода из строя, рекомендуются производить осмотр букс снаружи во время приема-сдачи тепловоза и проведения технических осмотров.

Валы карданные

Крутящий момент от гидромеханической передачи к колесным парам передается карданными валами. Шлицевые и карданные соединения карданных валов обеспечивают осевые и угловые относительные перемещения осевых редукторов при вписывании тепловоза в кривую и при колебании рессорного подвешивания.

Карданная передача — конструкция, передающая крутящий момент между валами, пересекающимися в центре карданной передачи и имеющими возможность взаимного углового перемещения. Широко используется в различных областях человеческой деятельности, когда трудно обеспечить соосность вращающихся элементов.

Название передача получила от имени Джероламо Кардано. Он описал её действие в XVI в. (но, скорее всего, не изобретал).

Карданная передача имеет существенный недостаток — несинхронность вращения валов (если один вал вращается равномерно, то другой — нет), увеличивающуюся при увеличении угла между валами. Это исключает возможность применения карданной передачи во многих устройствах, например, в трансмиссии переднеприводных автомобилей. Отчасти этот недостаток может быть скомпенсирован использованием на одном валу парных шарниров, повернутых на четверть оборота друг относительно друга. Однако там, где требуется синхронность, как правило, используется не карданная передача, а Шарнир равных угловых скоростей (ШРУС) — более совершенная, однако и более сложная конструкция того же назначения.

Рис. 15. Вал карданный

1 – пресс-маслёнка (тавотница); 2 – болт; 3, 12 – фланцы; 4 – крестовина; 5 – подшипник; 6, 11 – вилка; 7 – сальник; 8 – гайка сальника; 9 – хвостовик; 10 – труба; 13 – балансировочная пластина.

Все карданные валы тепловоза одинаковы по конструкции. Конструкция карданных валов показана на рис. 15. Передний конец карданного вала при помощи фланца вилки 3 карданного шарнира посредством болтов 2 соединяется с фланцем выходного вала гидропередачи 3 (см. рис. 18), задний конец карданного вала соединяется с фланцем верхнего вала реверс - редуктора 5 (см. рис. 18), и т.д. Для предохранения шлицевого соединения от попадания грязи (см. рис. 15), а так же для удержания смазки на шлицах установлен войлочный сальник 7, поджимаемый гайкой 8. Смазка к шлицам подается через пресс-масленку 1. Карданный шарнир состоит из двух вилок 6 и 11, крестовины 4 и игольчатых подшипников 5. Смазка к игольчатым подшипникам подводится по отверстиям в крестовине через пресс-масленку 1. В этих отверстиях удерживается достаточное количество смазки для нормальной работы игольчатых подшипников при периодической смазке. В центре крестовины установлен предохранительный клапан, который ввернут в резьбовое отверстие, соединенное с отверстиями крестовины, подводящими смазку. При заполнении карданного вала лишней смазкой и повышения давления внутри его при нагревании во время работы лишняя смазка вытекает наружу через предохранительный клапан, предохраняя от разрушения сальник подшипника.

Карданные валы на заводе проходят динамическую балансировку, поэтому при разборке карданного вала запомните места установки деталей, чтобы при сборке установить их на те же места. Неправильная сборка вала приведет к повышенным вибрациям. Особое внимание уделяйте положению шлицевого соединения. Скользящая втулка должна быть надета на вал так, чтобы стрелки на втулке и шлицевом валу находились одна против другой.

Тяга реактивная

На тележке установлены две реактивные тяги (рис. 16 а, 16 б), каждая из которых удерживает осевой редуктор от вращения при передаче крутящего момента. Одним концом реактивная тяга через шарнирный подшипник 10, установленный в ее серьге, крепится к раме тележки в кронштейны, расположенные в центре шкворневой балки, другой ее конец через резиновые кольца 4 соединен с кронштейном осевого редуктора. Редуктор под тепловозом должен быть установлен таким образом, что бы плоскость разъема редуктора и реактивной тяги находилась в горизонтальной плоскости, при этом резиновые кольца должны быть сжаты так, чтобы между шайбами опорными 3 и кронштейном редуктора был зазор равный 3…6 мм. Для чего кольца резиновые 4 должны быть одинаковой жесткости. Регулировка при установке редуктора в заданное положение производится гайкой 6 и шплинтуется. Правильная установка реактивных тяг улучшает работу карданных валов. Смазка шарнирного подшипника 10 осуществляется через масленку 12 и канал в валике 8. Для удержания смазки в подшипнике и предохранения ее от пыли и влаги по бокам подшипника установлены два резиновых кольца 9. Во время эксплуатации необходимо следить за смазкой шарнирного подшипника.