Узел подвешивания тягового электродвигателя локомотива
LOCOMOTIVE TRACTION MOTOR SUSPENSION UNIT

Изобретение относится к устройствам механической части подвижного состава железных дороги, предназначено для локомотивов, и касается конструкции связи тягового электродвигателя локомотива с рамой его тележки.
Цель изобретения - повышение надежности узла подвешивания тягового электродвигателя, снижение динамической нагруженности его остова и узлов крепления моторно-осевых подшипников и повышение безопасности движения локомотива.
Известен узел подвешивания тягового электродвигателя содержит подшипниковые опоры для опирания на ось колесной пары и поводок, связанный концами с корпусом двигателя и рамой тележки сферическим и цилиндрическим сайлент-блоками. Сферический сайлент-блок смонтирован на оси с возможностью осевого перемещения, причем пространство между ним и осью заполнено смазочной жидкостью с ферромагнитными наночастицами, а в расточке сферического сайлент-блока помешены постоянные магниты (патент RU 2 549 427, МПК В61С 9/50 (2006.01).
Недостатком такого подвешивания является наличие зазоров между боковыми поверхностями закрепленного на раме тележки кронштейна и торцевыми поверхностями сайлент-блоков оси верхнего конца поводка, что неизбежно приведет к попаданию на нее абразивных частиц в виде песка или пыли вследствие завихренности пространства под рамой тележки при движении электровоза и износу оси верхнего шарнира поводка и контактируемой с ней втулки. Кроме того, также возможно и высыхание смазки и соответственно - увеличение коэффициента трения, также приводящего к износу втулки и снижению надежности работы узла подвешивания
Известно также маятниковое подвешивание тяговых электродвигателей электровозов 2ЭС6 «Синара» (патент на полезную модель RU 180 215 U1) и 2ЭС10 «Гранит» («Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС10 с асинхронными тяговыми электродвигателями» Руководство по эксплуатации, 2ЭС 10.00.000.000 РЭЗ Часть 4, с. 41-43). Данные подвешивания относятся к типу маятниковых опорно-осевых подвешиваний. Тяговый электродвигатель одним концом опирается через моторно-осевые подшипники качения на ось колесной пары, а другим - на раму тележки через специальную маятниковую подвеску, выполненную в виде поводка, концы которого снабжены резиновыми амортизаторами.
Нижним концом поводок тягового электродвигателя электровоза 2ЭС6 шарнирно крепится к кронштейну тягового электродвигателя, а верхним, также шарнирно, - к приваренному к средней балке рамы тележки кронштейну. В качестве дополнительной страховки при обрыве поводков служат специальные приливы на остове тягового электродвигателя и средней балке рамы тележки. При отсоединении поводка остов тягового электродвигателя своими приливами ложится на приливы рамы тележки.
Маятниковое подвешивание тягового электродвигателя электровоза 2ЭС10 отличается от подвешивания тягового электродвигателя электровоза 2ЭС6 тем, что кронштейн, к которому крепится верхний конец поводка, закреплен сверху на раме тележки электровоза.
Недостатком обоих типов маятниковых опорно-осевых подвешиваний тяговых электродвигателей электровозов 2ЭС6 и 2ЭС10 является массовое образование трещин в корпусах моторно-осевых подшипников. Это происходит из-за несовершенства конструкции маятниковой подвески ТЭД. При поперечных знакопеременных горизонтальных колебаниях рамы тележки относительно колесной пары и во время прохода локомотивом кривых малого радиуса и стрелочных переводов нагружается поводок, что создает момент пары сил, действующий на узлы крепления подшипников, снижающий запас усталостной прочности материала конструкции. Трещины возникают во всех четырех углах сварного соединения и развиваются не только по сварным швам, но и переходят в основной металл фланцев, лап и полутрубы. Масса тягового двигателя локомотива распределяется между опорными подшипниками и подвеской двигателя, в связи с этим поводок и корпуса опорных подшипников качения воспринимают как статическую, так и динамическую (при прохождении локомотивом стыков рельсового пути и при горизонтальных колебаниях узлов механической части электровозов) нагрузку.
Данная ситуация приводит к росту смен колесно-моторных блоков по причине образования трещин в корпусах моторно-осевых подшипников с истощением переходного запаса оборудования в сервисных локомотивных депо, что увеличивает эксплуатационные расходы и негативно влияет па содержание эксплуатируемого парка.
Известен случай обрыва маятника подвески тягового двигателя электровоза 2ЭС6 на ст. Любинская Зап. - Сиб. ж. д. 27 01 2015 г., приведший к крушению грузового поезда (сход с рельсов локомотива и двадцати одного вагона с повреждением путевой структуры и контактной сети).
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности маятникового опорно-осевого подвешивания тягового электродвигателя и безопасности движения локомотива.
Технический результат достигается тем, что в маятниковом опорно-осевом подвешивании тягового электродвигателя локомотива, включающем кронштейны, расположенные на раме тележки локомотива и тяговом электродвигателе, маятниковый поводок, нижний конец которого шарнирно установлен на кронштейне, закрепленном на остове тягового электродвигателя, а верхний конец шарнирно связан с рамой тележки не непосредственно, а через люлечную промежуточную подвеску, установленную на подкрепленном косынками верхнем кронштейне рамы тележки.
Такая люлечная подвеска, представляющая собой две вертикальные серьги с подвешенной к их нижним концам горизонтальной балочкой, предотвращает отклонение верхнего узла крепления поводка подвески от вертикали при горизонтальных колебаниях рамы тележки относительно колесной пары, что, в результате, снижает динамическую нагруженноеть поводка, корпуса остова тягового двигателя и узлов крепления его моторно-осевых подшипников при горизонтальных колебаниях рамы тележки и кузова.
На фиг. 1 изображен узел подвешивания тягового электродвигателя 1, который кроме опорно-осевых подшипников, не показанных на рисунке, включает в себя кронштейны 2, расположенные на подкрепленных косынками 3 двух параллельных консольных балочках 4, закрепленных на раме тележки 5, люлечную подвеску, выполненную в виде двух вертикально висящих серег 6, верхние концы которых шарнирно связаны с упомянутыми кронштейнами 2, а нижние, также шарнирно, - с концами установленной между ними горизонтальной балочки 7, средняя часть которой служит опорой для верхнего конца поводка 8, нижний конец которого шарнирно установлен на кронштейне 9. закрепленном на тяговом двигателе 1.
В качестве дополнительной страховки при обрыве поводка или серег на раме тележки 5 закреплен специальный кронштейн 10, на который посредством кронштейна 9, закрепленного на остове, может опираться тяговый двигатель 1.
Для предотвращения выкручивания оси в шарнирах и все крепежные болты, закрученные определенным моментом, фиксируются стопорными шайбами и проволокой. Все шарнирные блоки оснащены высокоресурсными игольчатыми подшипниками закрытого исполнения и втулками из эластомерного материала (сайлент-блоками), позволяющими снижать вертикальную динамическую нагрузку на поводок, возникающую при отклонениях люльки от положения ее статического равновесия.
На фиг. 2 представлен фронтальный вид люлечной подвески, состоящей из двух шарнирно подвешенных на верхних кронштейнах 2 рамы тележки 5 вертикальных серег 6 и горизонтальной балочки 7, средняя часть которой служит опорой верхнего конца поводка 8, не показанный нижний конец которого предназначен для поддержки остова тягового двигателя.
Такая люлечная подвеска при горизонтальных колебаниях рамы локомотива относительно колесной пары с установленным на нем тяговым двигателем, (максимальные амплитуды таких колебаний наблюдаются при движении локомотива на стрелочных переводах и в кривых участках рельсового пути) предотвращает отклонение верхнего узла крепления поводка подвески от вертикали и не создает момент сил, нагружающий остов двигателя и узлы его опирания на ось колесной пары, что, в результате, снижает динамическую нагруженность поводка, остова тягового двигателя и узлов крепления его моторно-осевых подшипников.