Компенсационная муфта тягового привода железнодорожного экипажа

Предлагаемая полезная модель относится к железнодорожному транспорту, а именно, к муфтам для передачи крутящего момента от тягового двигателя к колесной паре.
Известна компенсационная муфта, содержащая короткий карданный вал (см. Бирюков И.В., Беляев А.И., Рыбников Е.К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог. М., Транспорт, 1986 - С.67, рис.4.1).
Недостатком указанной муфты, примененной на электропоездах серии ЭР1, является ее низкая надежность вследствие больших динамических нагрузок из-за инерционных и гироскопических моментов (см. Бирюков И.В., Беляев А.И., Рыбников Е.К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог. М., Транспорт, 1986 - С. 66, 68).
Известна компенсационная муфта, содержащая ведущий и ведомый фланец, разрезные кольца и неразрезную торообразную резинокордную оболочку, связанные болтами (см. Бирюков И.В., Беляев А.И., Рыбников Е.К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог. М., Транспорт, 1986 - С. 68, рис. 4.2.).
Недостатком указанной муфты, применяемой на электропоездах отечественных железных дорог, является выполнение оболочки из резины и корда, что обусловлено необходимостью деформации оболочки во всех направлениях для компенсации смещений соединяемых валов друг относительно друга. При вращении муфты участки резинокордной оболочки испытывают переменную деформацию, что приводит к разогреву резинокордной оболочки вследствие внутреннего трения в резине и трения нитей корда друг о друга, износу нитей корда и развитию усталостных трещин в слое резины, вызывающие необходимость ремонта с целью замены резинокордной оболочки.
Известна компенсационная муфта, содержащая полумуфты, нажимные элементы и подковообразные хомуты, связанные болтами, при этом хомуты изготавливаются из резины, армированной нитями корда (см. Поляков B.C., Барбаш И.Д. Муфты. Конструкция и расчет. Изд. 4-е переработ. и доп. Л., «Машиностроение», 1973, С. 121-122, рис. 87).
Недостаток муфты состоит в том, что деформация хомутов во всех направлениях для компенсации смещений соединяемых валов друг относительно друга, приводит к разогреву резинокордовых подковообразных хомутов вследствие внутреннего трения в резине и трения нитей корда друг о друга, износу нитей корда и развитию усталостных трещин в слое резины, вызывающие необходимость ремонта с целью замены резинокордовых подковообразных хомутов.
В качестве прототипа предлагаемой полезной модели выбрана компенсационная муфта тягового привода железнодорожного экипажа, содержащая полумуфты, нажимные элементы и хомуты, связанные болтами, при этом число подковообразных стальных хомутов равно четырем, расположенных в виде двух взаимно перпендикулярных пар, в каждой из которых хомуты одной стороной соединены с полумуфтами, а другой - с промежуточной рамкой (см. Патент на полезную модель №166897, Российская Федерация, МПК F16D 3/|79. Компенсационная муфта тягового привода железнодорожного экипажа. [Текст] / Воробьев В.И., Новиков В.Г., Космодамианский А.С., Козловский В.Н., Борисов А.А., Бондаренко Д.А., Измеров О.В. Опубл. 10.12. 2016. Бюл. №34).
Недостатком прототипа является то, что нажимные элементы расположены на расстоянии от оси вращения, близкой к максимальной, что, в случае неточности крепления нажимных элементов, приводит к несбалансированности муфты, возникновению центробежных сил, действующих на подшипники валов тягового привода, к сокращению срока службы подшипников и к росту расходов на ремонт подвижного состава.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в снижении затрат на ремонт подвижного состава путем снижения центробежных сил, действующих на подшипники валов тягового привода.
Указанная цель достигается тем, что в компенсационной муфте тягового привода железнодорожного экипажа, содержащей полумуфты, нажимные элементы и хомуты, связанные болтами, при этом подковообразные стальные хомуты расположены в виде двух взаимно перпендикулярных пар, в каждой из которых хомуты одной стороной соединены с полумуфтами, а другой - с промежуточной рамкой, компенсационная муфта содержит восемь подковообразных хомутов, при этом каждая из сторон промежуточной рамки соединена с двумя хомутами, один из которых обращен выпуклой стороной к продольной оси муфты, а другой - в противоположную сторону.
На фиг. 1 изображен общий вид компенсационной муфты тягового привода железнодорожного экипажа; на фиг. 2 - разрез фиг. 1 по А-А.
Компенсационная муфта (фиг. 1, 2) полумуфты 1 и 2, нажимные элементы 3 и хомуты 4, связанные болтами 5, при этом подковообразные стальные хомуты 4 расположены в виде двух взаимно перпендикулярных пар, в каждой из которых хомуты 4 одной стороной соединены с полумуфтами 1 и 2, а другой - с промежуточной рамкой 6.
При этом компенсационная муфта содержит восемь подковообразных хомутов 4, каждая из сторон промежуточной рамки 6 соединена с двумя хомутами 4, один из которых обращен выпуклой стороной к продольной оси муфты, а другой - в противоположную сторону
Предлагаемая муфта работает следующим образом. Передача крутящего момента осуществляется за счет того, что хомуты 4, выполненные в виде подковообразных стальных пластин, препятствуют сдвигу краев полумуфт 1 и 2 относительно промежуточной рамки 6 в тангенциальном направлении, т.к. в этом случае материал стальной пластины работает на сдвиг. Компенсация радиальных и угловых несоосностей соединяемых валов производится за счет деформации пластин хомутов 4 в радиальном и осевом направлении, поскольку в этом случае материал пластин работает на изгиб, и деформации пластин не требуют больших усилий. Поскольку крутящий момент передается вдвое большим числом хомутов, чем у прототипа, размеры полумуфт и промежуточной рамки при одном и том же передаваемом моменте могут быть уменьшены по сравнению с прототипом, что приводит к уменьшению динамических усилий, действующих на валы привода при наличии дисбаланса муфты.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в том, что снижение динамических усилий, действующих на валы привода при наличии дисбаланса муфты, ведет к увеличению срока службы подшипников валов привода и позволяет снизить затраты на ремонт подвижного состава.