Устройство для крепления тяговых электродвигателей локомотива к раме двухосной тележки

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к устройствам для крепления тягового электродвигателя к раме тележки локомотива.
Известно устройство для крепления тягового электродвигателя локомотива к раме тележки, включающий пружинную подвеску, состоящую из двух балочек, между которыми размещены четыре пружины. В отверстия балочек и кронштейнов, укрепленных на раме тележки, пропущены стержни, соединяющие комплект пружин с кронштейнами. Корпус тягового электродвигателя, имеющий два выступа с прикрепленными к ним сменными прокладками, опирается на балочки пружинной подвески (см. Конструкция и динамика тепловозов./ Под ред. В.Н. Иванова. М., Транспорт, 1974, С. 173-174.).
Недостатком указанного устройства для крепления тягового электродвигателя локомотива к раме тележки является повышенный износ прокладок уже через 200 тыс.км. пробега локомотива, что ведет к увеличению динамической нагруженности кронштейна рамы тележки, появлению усталостных трещин, снижению безопасности движения и увеличению трудоемкости при замене сменных прокладок на текущих ремонтах.
Известно устройство для крепления тягового электродвигателя локомотива к раме тележки, содержащее несколько расположенных соосно и предварительно затянутых резиновых или резинометаллических элементов (см. Кожевников С.Н., Есипенко Я.И., Раскин Я.М. Механизмы. Справочное пособие. М., Машиностроение, 1976, С. 739-740.).
Недостатком такого устройства является то, что при передаче крутящего момента от тягового электродвигателя колесам локомотива вследствие давления зубьев шестерен на зубья большого зубчатого колеса тяговый электродвигатель стремится повернуться вокруг оси колесной пары. По этой причине в подвеске возникает усилие, которое воздействует на раму тележки в месте крепления к раме тележки тягового электродвигателя, и которое вызывает перераспределение нагрузок от колесных пар на рельсы (см. Тепловозы / И.П. Бородулин [и др.]; под ред. Н.И. Панова. - М.: Машиностроение, 1976. С. 495-500, рис. 290). При этом менее нагруженная колесная пара при увеличении силы тяги начинает первой проскальзывать по рельсам, что приводит к износу колес и рельсов и ограничивает максимальное тяговое усилие локомотива.
Известно устройство для крепления тягового электродвигателя локомотива к раме тележки, содержащее упругий элемент и соединительные детали, причем упругий элемент выполнен в виде кольцевой бухты, навитой из пружинной проволоки и скрепленной замками, верхний замок закреплен на раме тележки, а нижний - на корпусе тягового электродвигателя (см. Авторское свидетельство СССР 348410. Устройство для крепления тягового электродвигателя локомотива к раме тележки / С.М. Куценко, А.И. Коняев, P.M. Роберман, А.И. Грабовский, И.П. Карпов, В.М. Великодный, В.П. Писарев, В.Г. Маслиев и В.А. Закорецкий - опубл. 23.08.1972, БИ. 25.).
Это устройство для крепления тягового электродвигателя локомотива к раме имеет тот же недостаток, что и описанное выше, поскольку подвеска при реализации силы тяги передает на раму тележки вертикальное усилие, приводящее к перераспределению нагрузок на колесные пары.
Известно устройство для крепления тяговых электродвигателей локомотива к раме двухосной тележки, содержащее два тяговых электродвигателя с кронштейнами, две вертикально расположенные тяги, на каждой из которой размещены резиновые шайбы, стянутые гайками и шарниры на валиках, фиксируемых планками (см. Электровоз ВЛ80Т. Руководство по эксплуатации. Под ред. Б.Р. Бондаренко. М., «Транспорт», 1977. С.6 рис. 2, с. 18 рис. 9).
Устройство имеет тот же недостаток, что и описанное выше, поскольку при развитии силы тяги усилия, возникающие в подвесках и приложенные к раме тележки, приводят к перераспределению нагрузок от колесных пар на рельсы, для компенсации которого приходится применять противоразгрузочное устройство, усложняющее конструкцию локомотива (см. Электровоз ВЛ80Т. Руководство по эксплуатации. Под ред. Б.Р. Бондаренко. М., «Транспорт», 1977. С. 23 рис. 9).
В качестве прототипа предполагаемой полезной модели выбрано устройство для крепления тягового электродвигателя локомотива к раме тележки, содержащее две подвески в виде тяг, вертикальные оси которых расположены в одной плоскости, перпендикулярной к направлению движения локомотива, два шарнира и два набора плоских упругих элементов, отличающееся тем, что устройство содержит траверсу, закрепленную на раме тележки болтами, при этом каждая из тяг связана с траверсой набором плоских упругих элементов, стянутых гайкой, и с одним из тяговых электродвигателей -шарниром, расположенным на нижнем конце подвески, через который проходит валик, имеющий канавку и фиксируемый в осевом направлении стопорной планкой, закрепленной болтами на кронштейне тягового электродвигателя (см. Патент РФ на полезную модель №176570. Устройство для крепления тягового электродвигателя локомотива к раме тележки / Воробьев B.И., Антипин Д.Я., Бондаренко Д.А., Измеров О.В., Маслов М.А., Шорохов C.Г., Копылов С.О. - опубл. 23.01.2018 Б.И. №3.)
В этом устройстве для крепления тягового электродвигателя локомотива к раме тележки, вертикальные усилия, возникающие в режиме тяги, для обоих тяговых электродвигателей направлены встречно, и взаимно компенсируют друг друга, поскольку приложены в одном и том месте тележки. Недостатком данного устройства является то, что его невозможно применить на электровозах с двусторонней тяговой передачей, поскольку обе тяги должны быть расположены посередине тележки.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в об-снижении износа колес и рельсов за счет недопущения скольжения колесной пары по рельсу при снижении нагрузки от колесной пары на рельсы во время реализации тягового усилия и повышения производительности локомотива за счет устранения данной причины скольжения колесной пары по рельсу и повышения тягового усилия в случае применения тягового привода с двусторонней зубчатой передачей, требующего расположения обеих подвесок тяговых двигателей посередине поперечной балки рамы тележки.
Это достигается тем, что устройство для крепления тяговых электродвигателей локомотива к раме двухосной тележки, содержащее две подвески в виде тяг, два шарнира, два набора плоских упругих элементов и траверсу, закрепленную на раме тележки болтами, при этом каждая из тяг связана с траверсой набором плоских упругих элементов, стянутых гайкой, и с одним из тяговых электродвигателей - шарниром, расположенным на нижнем конце подвески, через который проходит валик, имеющий канавку и фиксируемый в осевом направлении стопорной планкой, закрепленной болтами на кронштейне тягового электродвигателя, траверса выполнена корытообразной, тяги расположены наклонно, вертикальные оси тяг расположены в одной вертикальной плоскости, направленной вдоль направления движения локомотива, а продолжения вертикальных тяг проходят через центр тяжести тележки.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображено описываемое устройство.
Предлагаемое устройство для крепления тяговых электродвигателей локомотива к раме двухосной тележки содержит две подвески в виде тяг 1 и 2, два шарнира 3 и 4, два набора плоских упругих элементов 5 и 6 и траверсу 7, закрепленную на раме тележки болтами (на фиг. 1 не указаны), при этом тяги 1 и 2 связаны с траверсой 7 наборами плоских упругих элементов 5 и 6, стянутых гайками 8 и 9, и с тяговыми электродвигателями 10 и 11 - шарнирами 3 и 4, расположенными на нижних концах подвесок, через которые проходят валики 12 и 13, имеющие канавки и фиксируемые в осевом направлении стопорными планками 14 и 15, закрепленной болтами 16 и 17 на кронштейнах 18 и 19 тяговых электродвигателей 10 и 11.
При этом траверса 7 выполнена корытообразной, тяги 1 и 2 расположены наклонно, вертикальные оси тяг 1 и 2 расположены в одной вертикальной плоскости, направленной вдоль направления движения локомотива, а продолжения вертикальных тяг 1 и 2 проходят через центр тяжести тележки 20, обозначенный на фиг 1 буквами «Ц.Т.».
При поперечном и угловом перемещении тяговых электродвигателей 10 и 11 тяги 1 и 2 подвесок наклоняются благодаря подвижности шарниров 12 и 13 и наборов плоских упругих элементов 5 и 6. При реализации силы тяги в наклонно расположенных тягах 1 и 2 возникают усилия, которые передаются на траверсу 7. Поскольку оси тяг 1 и 2 направлены к центру тяжести тележек, то усилия в тягах 1 и 2 не создают момента, поворачивающего тележку вокруг поперечной оси и не создают перераспределения нагрузок по осям, что позволяет наиболее эффективно использовать сцепной вес локомотива при использовании тягового привода с двусторонней тяговой передачей.
Технико-экономический эффект заявленной полезной модели заключается в том, что достигнутое для тягового привода с двусторонней зубчатой передачей отсутствие перераспределения нагрузок по осям колесных пар позволяет повысить производительность локомотива за счет повышения тягового усилия при улучшении использовании сцепного веса и снижает износ колес и рельс за счет устранения скольжения разгруженных колес по рельсам.