КОМПЕНСАЦИОННАЯ МУФТА ТЯГОВОГО ПРИВОДА ЛОКОМОТИВА
LOCOMOTIVE TRACTION DRIVE EXPANSION CLUTCH

Компенсационная муфта тягового привода локомотива относится к железнодорожному транспорту, а именно к муфтам для передачи крутящего момента от тягового двигателя к колесной паре.
Известны компенсационные муфты тягового привода локомотива, совокупность признаков которых сходна с совокупностью существенных признаков предлагаемого изобретения.
Известна компенсационная муфта тягового привода, предназначенная для передачи крутящего момента от полого вала, охватывающего ось колесной пары, к колесной паре, выполненная в виде плавающей промежуточной рамки, имеющей четыре кронштейна с проушинами, и четырех шатунов, расположенных по окружности в одну сторону и соединяющих ее попарно с полым валом и осью колесной пары [1].
Недостатком указанной компенсационной муфты является то, что у этой муфты угловые перемещения в шарнирах при радиальном смещении полого вала относительно колесной пары велики и достигают таких размеров, что применить в них резиновые упругие элементы практически невозможно.
Известна компенсационная муфта тягового привода локомотива, имеющего опорно-рамное подвешивание тягового двигателя с передачей крутящего момента на ось колесной пары посредством охватывающего ее полого вала, содержащая промежуточную рамку с центральным отверстием и расположенными по ее периферии четырьмя кронштейнами с проушинами, а также направленные по окружности в одну сторону шатуны, посредством упругих шарниров соединенные одними концами с кронштейнами-проушинами, а другими - поочередно с полым валом и колесной парой [2].
Недостатком муфты является высокая нагруженность упругих элементов в шарнирах из-за значительных углов поворота в шарнирах при относительных перемещениях полого вала и колесной пары и их расцентровки.
В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбрана компенсационная муфта тягового привода локомотива [3]. Она содержит промежуточную рамку с центральным отверстием, имеющую два кронштейна с проушинами, а также направленные по окружности в одну сторону шатуны, посредством неравномерно расположенных по окружности упругих шарниров соединенные одними концами с полым валом, а другими - поочередно с полым валом и колесной парой, при этом крайние из любых трех смежных шарниров установлены несимметрично относительно диаметральной плоскости, проходящей через ось среднего шарнира, причем центры шарниров колесной пары, промежуточной рамки и полого вала расположены на разных окружностях, имеющих наибольшие по габаритным ограничениям диаметры.
Недостатки этой компенсационной муфты тягового привода локомотива - при повышенных осевых перемещениях колесной пары, что характерно для многоосных тележек локомотивов со сбалансированными в горизонтальной плоскости буксовыми узлами (например, тележек отечественного электровоза ЭП200), в известном приводе возникает высокая нагруженность упругих элементов в шарнирах вследствие перекоса последних, что снижает срок службы шарниров.
Задача изобретения - повышение эксплуатационной надежности и долговечности компенсационных муфт тележек локомотивов, путем снижения относительных перемещений деталей в шарнирах, а также напряжений в кинематических элементах.
Указанная задача достигается тем, что компенсационная муфта тягового привода локомотива, содержащая промежуточную рамку с центральным отверстием, имеющую два кронштейна с проушинами, шатуны, направленные по окружности в одну сторону, соединенные с помощью универсального упругого шарнира одними концами с полым валом, а другими - с пальцами полого вала, неравномерно расположенными по окружности, при этом крайние из любых трех смежных универсальных упругих шарниров установлены несимметрично относительно диаметральной плоскости, проходящей через ось среднего шарнира, причем центры шарниров промежуточной рамки и полого вала расположены на разных окружностях, имеющих наибольшие по габаритным ограничениям диаметры, отличающаяся тем, что рамка соединена с выступами колесной пары, расположенными вдоль оси шатунов через плоские упругие элементы, выполненные из высокоэластичного материала.
За счет увеличения расстояния между центрами одного шатуна, достигнутое тем, что рамка соединена с выступами колесной пары, расположенными вдоль оси шатунов через плоские упругие элементы, повышается эксплуатационная надежность и долговечность универсальных упругих шарниров тележек локомотивов, имеющих значительные поперечные разбеги, а также снижаются поперечные усилия, действующие на подшипниковые опоры полого вала.
На фиг.1. - общий вид муфты, фиг.2 - разрез А-А, на фиг.3 - разрез Б-Б, на фиг.4 - разрез В-В.
Компенсационная муфта включает в себя промежуточную рамку 1 (фиг.1) с центральным отверстием, имеющую два кронштейна с проушинами, в которых шатуны 2, направленные в одну сторону, соединены с помощью универсальных упругих шарниров (сайлентблоков) 3 одними концами с промежуточной рамкой 1, а другими - с пальцами полого вала 4, (фиг.1, 2, 3) посредством неравномерно расположенных по окружности универсальных упругих шарниров 3, при этом крайние из любых трех смежных универсальных упругих шарниров 3 установлены несимметрично относительно диаметральной плоскости, проходящей через ось среднего шарнира 3, причем центры универсальных упругих шарниров 3 промежуточной рамки и полого вала 4 расположены на разных окружностях, имеющих наибольшие по габаритным ограничениям диаметры, отличающаяся тем, что с целью повышения эксплуатационной надежности и долговечности универсальных упругих шарниров 3 тележек локомотивов, рамка связана с выступами 6 колесной пары (не обозначена) посредством плоских упругих элементов 5, выполненных из высокоэластичного материала (фиг.4).
Радиальные перемещения полого вала 4 относительно колесной пары перпендикулярно оси, проходящей через выступы 6 колесной пары, обеспечиваются за счет поворота шатунов 2 вокруг осей универсальных упругих шарниров и поворота полого вала 4 за счет деформации упругих элементов относительно выступов 6 колесной пары, а радиальные перемещения полого вала 4 относительно колесной пары вдоль оси, проходящей через выступы 6 колесной пары - за счет деформации сдвига плоских упругих элементов 5. Передача крутящего момента осуществляется за счет усилий, возникающих при радиальной деформации универсальных упругих шарниров 3 и деформации сжатия плоских упругих элементов 5. При осевых перемещениях колесной пары преимущественной деформацией универсальных упругих шарниров 3 будет скручивание в плоскости, проходящей через ось универсальных упругих шарниров 3, сопровождающееся перекосом упругих втулок универсальных упругих шарниров 3 и неравномерным их сжатием, достигающим максимума на конце упругой втулки. Максимальные деформации сжатия на концах втулок при этом находятся в прямой зависимости от расстояния между центрами универсальных упругих шарниров 3 одного шатуна 2.
Увеличение расстояния между центрами одного шатуна 2 достигается за счет того, что рамка соединена с выступами 6 колесной пары, расположенными вдоль оси шатунов 2 через плоские упругие элементы 5, выполненными из высокоэластичного материала, например резины, что приводит к уменьшению эксплуатационной нагруженности универсальных упругих шарниров 3 при повышенных осевых перемещениях колесной пары.
Источники информации
1. Патент Германии №58270, кл. 20 в 10/01, 1890.
2. Авторское свидетельство СССР №184924, кл. B61C 9/46, 1965.
3. Авторское свидетельство СССР №622707.