Узел крепления кожуха зубчатой передачи локомотива

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и может быть использована в тяговом приводе локомотивов с опорно-осевым подвешиванием тягового электродвигателя.
Известно изобретение «Тяговый привод локомотива» (авторское свидетельство СССР SU 1766743 А1, МПК В61С 9/48, опуб. 07.10.1992 г.), содержащий электродвигатель и редуктор, кожух которого с одной стороны через подшипник оперт на ось колесной пары, а с другой стороны упруго связан с корпусом электродвигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и технологичности, упругая связь кожуха редуктора и корпуса электродвигателя выполнена вдоль оси колесной пары.
Недостатком данного изобретения является сложность конструкции при этом существенно увеличивается трудоемкость монтажных работ колесно-моторного блока, также можно выделить наличие упругой связи только вдоль оси колесной пары, которая не влияет на протекание динамических процессов при крутильных и вертикальных колебаниях кожуха, а это приводит к тому, что кожух, жестко опертый на ось колесной пары, становится подвержен повышенным динамическим нагрузкам.
Известна конструкция кожуха зубчатой передачи, примененная в колесно-моторном блоке тепловоза ЧМЭЗ [1, с. 16], где при монтаже колесно-моторного блока кожух крепится к двум кронштейнам тягового двигателя с помощью болтов. Кронштейны тягового двигателя располагаются между скобами, приваренными к торцам обеих частей кожуха. Болты крепления кожуха проходят через отверстия в скобках и кронштейнах.
Крепление кожуха к остову тягового двигателя осуществляется с его торцов. Данная конструкция узла крепления кожуха зубчатой передачи позволяет значительно уменьшить напряжения, возникающие в боковинах кожуха, однако требует значительно изменения технологии сборки и разборки колесно-моторного блока особенно при двусторонней тяговой зубчатой передаче.
Р
Известно устройство кожуха зубчатой передачи, применяемое на электровозах серии ВЛ85 [2, с. 96], а также на электровозах серии ВЛ80 [3, с. 40]. Известная конструкция кожуха зубчатой передачи крепится к остову тягового двигателя двумя болтами, которые завинчивают в бобышки кожуха, а к подшипниковому щиту одним болтом, через кронштейн кожуха.
Недостатком типовой конструкции крепления кожуха этих электровозов является возможное ослабление болтов крепления под действием вибрационных нагрузок, что может приводить к существенному перераспределению воспринимаемых нагрузок между точками крепления кожуха и возникновению высоких уровней напряжения в конструкции кожуха, так же имеются сложности в обеспечении соосности оси колесной пары и горловины кожуха зубчатой передачи при сборке колесно-моторного блока.
Известна конструкция кожуха зубчатой передачи (патент РФ №233, МПК В60К 17/88, В60К 17/00, опуб. 16.01.1995 г.), данная конструкция кожуха принята в качестве прототипа. Особенностью известной конструкции кожуха зубчатой передачи является закрепленная на нем бобышка, имеющая в разрезе форму усеченного конуса с отверстием под болт, отличающаяся тем, что бобышка имеет направленные вдоль от кожуха с двух сторон относительно отверстия вертикальные срезы с предназначенными для размещения кожуха на остове двигателя вырезами в области отверстия и полость для установки гайки с возможностью стопорения посредством внутренних стенок бобышек.
К недостаткам прототипа можно отнести то, что крепление кожуха к тяговому двигателю осуществляется болтами к стальной бобышке расположенной на каждой половине кожуха и болтом через кронштейн кожуха зубчатой передачи к подшипниковому щиту тягового двигателя, т.е. в трех точках, причем болты установлены с зазором, что в случае их ослабления приводит к перераспределению нагрузок между точками крепления, а это приводит к появлению высоких уровней напряжения в бобышках и в нижней половине сварной конструкции кожуха, так как на ней расположены две точки крепления, а на болтах крепления высоких срезывающих усилий, что приводит к снижению ресурса кожуха.
Задачей предлагаемой конструкции является повышение ресурса кожуха зубчатой передачи локомотива.
Поставленная задача решается следующим образом: кожух зубчатой передачи и остов (корпус) тягового двигателя соединяются между собой в трех точках: в двух точках через бобышки к кронштейнам остова тягового двигателя и в одной точке через кронштейн кожуха к подшипниковому щиту тягового двигателя с помощью болтового соединения, отличающееся тем, что соединение кронштейна тягового двигателя и бобышки выполнено по принципу «шип-паз», для чего на кронштейне тягового двигателя изготавливают два шипа, а на бобышке два паза, которые расположены под углом друг к другу 90 градусов, а к линии вдоль оси кузова локомотива один паз бобышки и соответствующий ему шип кронштейна тягового двигателя располагаются под углом 45 градусов, каждый шип кронштейна тягового двигателя заводится в соответствующий ему паз на бобышке кожуха зубчатой передачи. Расположение паза бобышки и соответствующего ему шипа кронштейна тягового двигателя под углом 45 градусов к линии вдоль оси кузова локомотива позволяет равномерно распределить воспринимаемую вертикальную нагрузку на каждый шип кронштейна, увеличить момент сопротивления сечения шипа кронштейна при изгибе под действием вертикальной нагрузки, а соответственно и снизить уровень возникающих напряжений в теле шипа. В случае ослабления затяжки болтов крепления кожуха к тяговому двигателю шипы на кронштейнах тягового двигателя воспринимают нагрузку и не допускают существенного перераспределения нагрузок между точками крепления кожуха, тем самым ограничивая уровень возникающих напряжений в конструкции кожуха.
В каждый паз бобышки кожуха заводится соответствующий ему шип на кронштейне тягового двигателя, что позволяет обеспечить соосность соединения, а жесткость соединения в основном обеспечивается параметрами сопряжения кронштейна и бобышки, соединенных по принципу «шип-паз», которое скачкообразно не зависит от момента затяжки болтов.
Сущность поясняется чертежами.
На фиг. 1 представлено соединение кронштейна тягового двигателя и бобышки кожуха зубчатой передачи.
На фиг. 1 обозначено: 1 - болт крепления кожуха зубчатой передачи; 2 - пружинная шайба; 3 - кронштейн тягового двигателя; 4 - регулировочная шайба; 5 - бобышка для крепления кожуха зубчатой передачи.
На фиг. 2 приведен кронштейн тягового двигателя.
На фиг. 2 обозначено: 3 - кронштейн тягового двигателя; 6 - шип на поверхности сопряжения кронштейна тягового двигателя.
На фиг. 3 приведена регулировочная шайба, предназначенная для заполнения пространства между кронштейном двигателя и бобышкой кожуха зубчатой передачи.
На фиг. 3 обозначено: 4 - регулировочная шайба; 7 - упорный выступ регулировочной шайбы.
На фиг. 4 приведена бобышка узла крепления кожуха зубчатой передачи.
На фиг. 4 обозначено: 5 - бобышка узла крепления кожуха зубчатой передачи; 8 - паз на поверхности сопряжения бобышки.
На фиг. 5 приведен кожух зубчатой передачи локомотива.
На фиг. 5 обозначено: 5 - бобышка узла крепления кожуха зубчатой передачи; 8 - паз на поверхности сопряжения бобышки; 9 - верхняя половина кожуха зубчатой передачи; 10 - нижняя половина кожуха зубчатой передачи; 11 - кронштейн крепления кожуха.
Предложенная конструкция работает следующим образом: в пазы бобышки кожуха 5 устанавливаются шипы кронштейна тягового двигателя 3, при необходимости регулирования положения кожуха между кронштейном тягового двигателя 3 и бобышкой кожуха 5 возможна установка регулировочной шайбы 4, болт 1 закручивается в бобышку 5 под головку которого укладывается пружинная шайба 2 (фиг. 1). В случае ослабления затяжки болта 1 (фиг. 1) и наличии между телом болта и отверстием в кронштейне двигателя зазора нагрузку начинают воспринимать шипы 6 кронштейна тягового двигателя 3 (фиг. 2), которые установлены в пазы 8 бобышки 5 (фиг. 4) болт 1 (фиг. 1) закручиваются в бобышки, расположенные на верхней 9 и нижней 10 половинах кожуха (фиг. 5), а к подшипниковому щиту кожух крепится одним болтом, через кронштейн крепления кожуха 11 (фиг. 5).
При необходимости регулирования положения кожуха для заполнения пространства между кронштейном двигателя и бобышкой кожуха зубчатой передачи возможно применение регулировочной шайбы 4, которая имеет упорные выступы 7 (фиг. 3), которые устанавливаются в пазы бобышки кожуха, что сохраняет возможность применения соединения кронштейна тягового двигателя и бобышки по принципу «шип-паз», при этом шипы кронштейна двигателя устанавливаются в пазы, образованные регулировочной шайбой 4 (фиг. 1).
Отличительной особенностью предлагаемого устройства узла крепления кожуха зубчатой передачи локомотива, заключается в том, что кронштейны тягового двигателя, предназначенные для крепления кожуха зубчатой передачи имеют на поверхности сопряжения с бобышкой кожуха шипы, которые устанавливаются в соответствующие пазы бобышек крепления кожуха зубчатой передачи и стягиваются болтами, в случае ослабления затяжки этих болтов воспринимать нагрузку начинают шипы кронштейна тягового двигателя, что не приводит к значительному перераспределению нагрузки между точками крепления кожуха зубчатой передачи к тяговому двигателю и соответственно росту напряжений в конструкции кожуха.
Указанная особенность предлагаемого устройства снизит величину напряжений, возникающих в сварной конструкции кожуха, уменьшит срезывающие усилия, действующие на болты крепления в случае ослабления их затяжки, а также исключит значительное изменение крутильной жесткости узла крепления кожуха зубчатой передачи к тяговому двигателю при ослаблении затяжки болтов крепления, облегчит монтажные работы при отцентрировании кожуха относительно вала якоря двигателя и оси колесной пары.
Пазы, имеющиеся на поверхности сопряжения бобышек с кронштейнами тягового двигателя, представляют собой телескопические направляющие для шипов кронштейнов тягового двигателя, облегчая задачу обеспечения соосности оси колесной пары и горловины кожуха при сборке колесно-моторного блока локомотива.
Технический результат: снижение уровня напряжений возникающих в сварной конструкции половин кожуха и срезывающих усилий, действующих на болты узлов крепления к тяговому двигателю в случае ослабления их затяжки, а также облегчение задачи обеспечения соосности оси колесной пары и горловины кожуха при сборке колесно-моторного блока локомотива.
Источники информации
1. Нотик З.Х. Тепловозы ЧМЭЗ, ЧМЗЭТ, ЧМЭЗЭ: Пособие машинисту. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Транспорт, 1966. - 444 с.
2. Электровоз ВЛ85. Руководство по эксплуатации / Б.А. Тушканов, Н.Г. Пушкарев, Л.А. Позднякова и др. - М.: Транспорт, 1992. - 480 с: ил., табл.
Р
3. Электровоз ВЛ80. Руководство по эксплуатации. / Под ред. Б.А. Тушканова. -М.: Транспорт, 1985. - 541 с.