КОЛЕСНО-МОТОРНЫЙ БЛОК ЭЛЕКТРОПОДВИЖНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С АСИНХРОННЫМ ТЯГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ
WHEEL-MOTOR UNIT OF ELECTRIC VEHICLE WITH ASYNCHRONOUS TRACTION MOTOR

Область техники
Изобретение относится к конструкциям колесно-моторных блоков моторных тележек электроподвижных транспортных средств (моторных вагонов электропоездов, мотовозов с электрическим приводом, электромотрис и др.), предназначенных для передачи тяговой мощности (крутящего момента) от электродвигателя и весовой нагрузки электроподвижного транспортного средства на колесную пару тележки.
Уровень техники
6
Известны конструкции моторных тележек с колесно-моторными блоками по патентам (51) МПК В61С 9/48 (2006.01), (51) МПК В61С 9/00 (2006.01), (51) МПК В61С 9/44. Конструкции колесно-моторных блоков по указанным патентам содержат тяговые электродвигатели и тяговые редукторы с зубчатыми парами, отличающимися тем, что тяговый двигатель опирается либо на ось колесной пары тележки, либо имеет рамно-осевое опирание (т.е. часть двигателя опирается на раму тележки, а вторая часть двигателя опирается непосредственно на ось). Такие колесно-моторные блоки обычно используются в конструкциях мощных электровозов.
(19)
(11)
(13)
Также известны конструкции моторных тележек с колесно-моторными блоками по патентам (19) RU (11) 2140865 (13) С1 (51) 6 D61C 9/50, RU  2359852  С2 (51) МПК B61C 9/50 (2006/01), F16D 3/68 (2006/01), содержащие тяговые электродвигатели и тяговые редукторы с зубчатыми парами, отличающимися тем, что тяговый двигатель жестко опирается на раму тележки и соединен с тяговым редуктором посредством резинокордной либо зубчатой муфты. Тяговый редуктор имеет рамно-осевое опирание - передняя часть корпуса редуктора с ведущим валом и ведущей шестерней через резинометаллические шарниры соединена с рамой тележки, ведомое колесо жестко связано с осью колесной пары, а вторая часть корпуса редуктора опирается на ось колесной пары тележки через опорные подшипники.
В качестве прототипа к заявленному техническому решению выбран колесно-моторный блок по патенту (19) RU (11) 2140865 (13) С1 (51) 6 D61C 9/50. Блок содержит редуктор и двигатель. Двигатель неподвижно закреплен на раме тележки. Обычно электродвигатель колесно-моторного блока жестко закрепляют на раме тележки при его коллекторном исполнении из-за его довольно большого веса.
Редуктор выполнен с большим и малым зубчатыми колесами. Большое зубчатое колесо жестко соединено с осью колесной пары. Корпус редуктора опирается на ось колесной пары через подшипники и передней частью упруго закреплен на раме тележки. Ведущий вал тягового электродвигателя муфтой (резинокордной или зубчатой) соединен с ведущим валом тягового редуктора. В конструкции этого тягового колесно-моторного блока неблагоприятным фактором является то, что во время движения тележки по рельсовому пути из-за перемещений колесной пары по вертикали и по горизонтали, а также ее угловые повороты приводят к смещению валов двигателя и редуктора относительно друг друга как по вертикали, так и по горизонтали, а также к взаимным угловым смещениям, что создает значительные динамические нагрузки на зубчатую пару и подшипники редуктора, а также на подшипники тягового электродвигателя. Для компенсации возникающих взаимных смещений валов двигателя и редуктора при передаче вращающего момента от двигателя к редуктору применяют муфты (резинокордные или зубчатые). Муфта является наиболее нагруженным элементом конструкции, который часто выходит из строя. Кроме того, зубчатая муфта является довольно дорогим элементом конструкции, а резинокордная муфта недолговечна.
Учитывая, что асинхронные тяговые электродвигатели имеют вес в 2…3 раза ниже веса коллекторных электродвигателей, для снижения динамических нагрузок на валы и подшипники тягового электродвигателя и тягового редуктора, снижения динамических нагрузок на зубчатую передачу тягового редуктора, увеличения срока службы указанных элементов конструкции колесно-моторного блока предлагается следующий колесно-моторный блок, который иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-6.
На фиг. 1 - моторная тележка с двумя колесно-моторными блоками (1). В колесно-моторный блок входят тяговый электродвигатель (3), тяговый редуктор (4), колесная пара (5). Показано сечение А-А по узлу подвески тягового электродвигателя к кронштейну (7) и раме (2) тележки, а также сечение Б-Б по узлу подвески тягового редуктора (4) к раме (2) тележки.
На фиг. 2 - (сечение А-А фиг. 1) узел подвески тягового электродвигателя (3) на реактивных тягах (6) к кронштейну (7) на раме (2) тележки.
На фиг. 3 - реактивная тяга (6) подвески тягового электродвигателя (3) к кронштейну (7).
На фиг. 4 - (сечение Б-Б фиг. 1) узел рамно-осевой подвески тягового редуктора (4) к раме (2) тележки.
На фиг. 5 - (вид В фиг. 1) узел соединения корпуса тягового электродвигателя (3) с корпусом тягового редуктора (4) со стороны ведущего вала.
На фиг. 6 - (сечение Г-Г фиг. 1) узел соединения ведущего вала тягового электродвигателя (3) с ведущим валом тягового редуктора (4).
Описание чертежей
На фиг. 1 изображена моторная тележка электроподвижного транспортного средства с установленными на раме (2) тележки предлагаемыми колесно-моторными блоками (1) (показаны в рамке) для передачи весовой нагрузки электроподвижного транспортного средства и тяговой мощности (крутящего момента) от тягового электродвигателя (3) на тяговый редуктор (4) и колесную пару (5) тележки.
На фиг. 2 изображено сечение А-А (фиг. 1), показывающее узел подвески тягового электродвигателя (3) к раме (2) тележки. Тяговый электродвигатель (3) с помощью реактивных тяг (6) подвешен к кронштейну (7) поперечной балки рамы (2) тележки. С помощью реактивных тяг (6) регулируется положение тягового электродвигателя (3).
На фиг. 3 изображена реактивная тяга (6), состоящая из двух резинометаллических шарниров (8), установленных в тягу (9) с помощью резьбового соединения. На одном резинометаллическом шарнире выполнена правая резьба, на втором - левая, соответственно в тяге (8) на противоположных концах выполнены правая и левая резьбы.
На фиг. 4 изображено сечение Б-Б (фиг. 1), показывающее рамно-осевую подвеску тягового редуктора (4). С помощью реактивной тяги (10), по конструкции идентичной реактивной тяге (6), корпус тягового редуктора (4) со стороны ведущего вала закреплен на поперечной балке рамы (2), а через подшипники (11) корпус тягового редуктора (4) со стороны ведомого колеса опирается на ось колесной пары (5).
На фиг. 5 изображен вид В (фиг. 1), показывающий узел соединения корпуса тягового электродвигателя (3) с корпусом тягового редуктора (4) со стороны ведущего вала с помощью патрубка (12). Патрубок (12) одним фланцем соединен с крышкой тягового электродвигателя (3), а вторым фланцем соединен с крышкой ведущего вала корпуса тягового редуктора (4). С целью осуществления в эксплуатации доступа к соединяемым валам тягового двигателя (3) и тягового редуктора (4) патрубок (12) конструктивно выполнен с окном, закрытым крышкой (13).
На фиг. 6 изображено сечение Г-Г (фиг. 5), показывающее узел соединения ведущего вала тягового электродвигателя (3) с ведущим валом тягового редуктора (4). Центровка двух валов осуществляется с помощью двух конусов - конус (14) устанавливается на вал тягового электродвигателя (4), а конус (15) -  ведущий вал тягового редуктора (4). На наружных поверхностях обоих конусов нарезана резьба, соответственно правая и левая. Оба конуса резьбой вставлены во втулку (16), которая имеет внутреннюю резьбу с одного конца правую, а с другого левую.
Сущность изобретения
Колесно-моторный блок (1) содержит тяговый электродвигатель (3), с помощью реактивных тяг (6) подвешенный к кронштейну (7) на поперечной балке рамы (2) тележки. Тяговый электродвигатель (3) фланцами патрубка (12) жестко соединен с крышкой ведущего вала корпуса (с корпусом) тягового редуктора (4). Ведущий вал электродвигателя (3) двумя конусами (14) и (15) жестко соединен с ведущим валом тягового редуктора (4). На наружной поверхности каждого из конусов (14) и (15) выполнена резьба, на одном правая, на втором левая. Конусы резьбой вставлены во втулку (16), которая имеет внутреннюю резьбу с одного конца правую, а с другого левую. Корпус тягового редуктора (4) со стороны ведущего вала реактивной тягой (10) закреплен на раме (2) тележки, а со стороны ведомого колеса через подшипники (11) опирается на ось колесной пары (5).
Ведущий вал тягового электродвигателя (3) соединен с ведущим валом тягового редуктора (4) двумя конусами (14) и (15), установленными соосно во втулке (16), имеющими возможность при вращении втулки (16) перемещаться вдоль оси соединяемых валов в противоположные стороны.
Заявленное техническое решение обеспечивает жесткое соединение ведущего вала тягового редуктора (4) с валом тягового электродвигателя (3), полное исключение расцентровки ведущего вала тягового редуктора (4) с валом тягового электродвигателя (3) при движении тележки по рельсовому пути, снижение динамических воздействий на зубчатые колеса и подшипники тягового двигателя (3) и тягового редуктора (4).
Осуществление изобретения
Колесно-моторный блок (1) содержит тяговый электродвигатель (3), с помощью реактивных тяг (6) подвешенный к кронштейну (7), жестко закрепленному на раме (2) тележки. С целью исключения расцентровки ведущего вала тягового редуктора (4) и вала тягового электродвигателя (3) корпус тягового электродвигателя (3) фланцами патрубка (12) жестко соединен с корпусом тягового редуктора (4). С целью передачи крутящего момента от ведущего вала электродвигателя (3) ведущему валу тягового редуктора (4) и соблюдения соосности валов они соединены двумя конусами (14) и (15). С целью обеспечения жесткого соединения ведущего вала электродвигателя (3) с ведущим валом тягового редуктора (4), а также возможности разъединить валы при демонтаже колесно-моторного блока (1) на наружной поверхности каждого из конусов (14) и (15) выполнена резьба, на одном правая, на втором левая. Конусы резьбой вставлены во втулку (16), которая имеет внутреннюю резьбу с одного конца правую, а с другого левую, и имеют возможность перемещаться вдоль осей ведущего вала тягового редуктора (4) и вала тягового электродвигателя (3) в противоположные стороны при вращении втулки (16).
Корпус тягового редуктора (4) со стороны ведущего вала реактивной тягой (10) закреплен на раме (2) тележки, а со стороны ведомого колеса через подшипники (11) опирается на ось колесной пары (5).
Источники информации:
1. Патент (51) МПК В61С 9/48 (2006.01).
2. Патент (51) МПК В61С 9/00 (2006.01).
6
3. Патент (51) МПК В61С 9/44.
4. Патент (19) RU (11) 2140865 (13) С1 (51) 6 D61C 9/50.
(19)
(11)
(13)
5. Патент RU 2359852 С2 (51) МПК B61C 9/50 (2006/01), F16D 3/68 (2006/01).