ТЯГОВЫЙ ПРИВОД ЛОКОМОТИВА

Полезная модель относится к рельсовым транспортным средствам, а именно к устройствам для передачи крутящего момента от тягового двигателя к колесной паре.
Известен тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, опирающийся на ось колесной пары через осевые подшипники, и зубчатую передачу, причем малое зубчатое колесо размещено на валу тягового электродвигателя, а большое зубчатое колесо - на оси колесной пары (см. Бирюков И.В., Беляев А.И., Рыбников И.К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог.- М.: Транспорт, 1986, С. 41-43, рис. 3.1.).
Недостатком известного тягового привода, применяемого на тепловозах серий 2ТЭ10, ТЭМ2, 2ТЭ116 отечественных железных дорог, состоит в том, что при работе односторонней зубчатой передачи реактивное усилие, действующее на шестерню со стороны зацепления, создает крайне неравномерную нагрузку на осевые подшипники со стороны зубчатой передачи и со стороны коллектора, что приводит к неравномерному их износу с последующим ростом угла перекоса корпуса тягового электродвигателя относительно колесной пары (см. Бирюков И.В., Беляев А.И., Рыбников И.К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог.- М.: Транспорт, 1986, С. 43.). Кроме того, консольное расположение малого зубчатого колеса на валу тягового электродвигателя приводит к изгибу вала и ограничивает возможность увеличить мощность привода путем повышения частоты оборотов тягового электродвигателя, из-за невозможности уменьшить диаметр малого зубчатого колеса.
Известен тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, осевые подшипники, полый вал и зубчатую передачу, причем малое зубчатое колесо размещено на валу тягового электродвигателя, большое зубчатое колесо и осевые подшипники - на полом валу, а полый вал опирается на колеса локомотива через упругие элементы (см. Повышение надежности экипажной части тепловозов: монография. А.И. Беляев, Б.Б. Бунин, С.М. Голубятников и др. Под ред. Л.К. Добрынина. М., Транспорт, 1984, С. 164, рис. 78.).
Данный привод имеет тот же недостаток, что и у описанного выше, поскольку консольное расположение малого зубчатого колеса на валу тягового электродвигателя приводит к изгибу вала.
Известен тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, подвешенный на раме тележки, осевой редуктор, торсионный вал, проходящий через полый вал ротора тягового электродвигателя и связанный с валом осевого редуктора и валом тягового электродвигателя компенсационными муфтами (см. Конструкция, расчет и проектирование локомотивов: Учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности «Локомотиво-строение». А.А. Камаев, Н.Г. Апанович, В.А. Камаев и др.; Под ред. А.А. Камаева. - М.: Машиностроение, 1981, с. 133-134, рис. 91).
Недостатком данного тягового привода, примененном на тепловозе 2ТЭ121, электровозах ЭП1 и ЭП10 отечественных железных дорог и ДС3 железных дорог Украины, является ограничение возможности снизить массу тягового электродвигателя путем повышения частоты вращения ротора, вследствие необходимости повышать внутренний диаметр подшипников ротора для размещения внутри вала электродвигателя торсионного вала. Так, наружный диаметр вала асинхронного тягового электродвигателя СТА-1200 мощностью 1200 кВт с приводом такого типа составляет 188 мм, что почти на 40 мм больше диаметра вала тяговых электродвигателей электровозов с опорно-осевым приводом, при а масса составляет 2400 кг, что на 20% выше массы асинхронных тяговых электродвигателей той же мощности для опорно-осевого привода (около 2000 кг).
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели выбран тяговый привод локомотива, содержащий подвешенный на раме тележки локомотива с помощью подвески тяговый электродвигатель в виде статора и ротора, осевой редуктор, связанный со статором разъемным соединением, подшипник ротора, подшипников вала осевого редуктора и трех осевых подшипников, два из которых связаны с осевым редуктором, а третий - со статором, при этом вал ротора тягового электродвигателя одним концом опирается на статор тягового электродвигателя через подшипник ротора, а противоположным концом - через подшипники вала осевого редуктора, с которым вал ротора тягового электродвигателя соединен посредством мембранной муфты (см. Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС10 с асинхронными тяговыми электродвигателями. Руководство по эксплуатации, часть 4. Описание и работа. Механическое оборудование и системы вентиляции. 2ЭС 10.00.000.000 РЭ3. ООО «Уральские локомотивы», лист 28-32, рис. 3.5.).
Недостатками указанного тягового привода является то, что:
1. Осевые подшипники в этом приводе опираются непосредственно на ось колесной пары, которая изгибается при воздействии на нее статических и динамических нагрузок со стороны букс, что, в свою очередь, ведет к перекосу большого зубчатого колеса осевого редуктора относительно малого, неравномерному распределению контактных нагрузок по длине зубьев и снижению долговечности работы осевого редуктора.
2. Отсутствие упругих звеньев между осью колесной пары и валом ротора тягового электродвигателя приводит к возникновению динамических моментов в тяговом приводе, что увеличивает склонность локомотива к боксованию и повышает износа бандажей колесной пары (установлено (см. Бирюков И.В., Беляев А.И., Рыбников И.К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог.- М.: Транспорт, 1986, С. 59), что применение упругих зубчатых колес уменьшало склонность к боксованию и снижало интенсивность износа бандажей на 15%) Перечисленные недостатки ведут к увеличению затрат при эксплуатации и ремонте тягового привода.
Целью полезной модели является снижение затрат при эксплуатации и ремонте тягового привода локомотива.
Данная цель достигается в тяговом приводе локомотива, содержащем подвешенный на раме тележки локомотива с помощью подвески тяговый электродвигатель в виде статора и ротора, осевой редуктор, связанный со статором разъемным соединением, подшипник ротора, подшипников вала осевого редуктора и трех осевых подшипников, два из которых связаны с осевым редуктором, а третий - со статором, вал ротора тягового электродвигателя одним концом опирается на статор тягового электродвигателя через подшипник ротора, а противоположным концом - через подшипники вала осевого редуктора, с которыми вал ротора тягового электродвигателя соединен посредством мембранной муфты.
Отличительной особенностью полезной модели является то, что осевые подшипники осевого редуктора и статора опираются на полый вал, большое зубчатое колесо осевого редуктора установлено на полый вал, соединенный через упругие элементы с колесной парой.
На фиг. изображен общий вид тягового привода локомотива.
Тяговый привод локомотива содержит подвешенный на раме тележки локомотива с помощью подвески 1 тяговый электродвигатель в виде статора 2 и ротора 3, осевой редуктор 4, связанный со статором 2 разъемным соединением 5, подшипник ротора 6, подшипников вала осевого редуктора 7 и трех осевых подшипников 8, два из которых связаны с осевым редуктором 4, а третий - со статором 2, при этом вал 9 ротора 3 тягового электродвигателя одним концом опирается на статор 2 тягового электродвигателя через подшипник ротора 6, а противоположным концом - через подшипники 7 вала осевого редуктора 10, с которыми вал 9 ротора 3 тягового электродвигателя соединен посредством мембранной муфты 11.
При этом осевые подшипники 8 опираются на полый вал 12, большое зубчатое колесо осевого редуктора 13 установлено на полый вал 12, соединенный через упругие элементы 14 с колесной парой 15.
Предлагаемый тяговый привод работает следующим образом. Вращающий момент от вала 9 ротора 3 тягового электродвигателя передается валу 10 осевого редуктора 4 через мембранную муфту 11, от большого зубчатого колеса осевого редуктора 13 через полый вал 12 и упругие элементы 14 на колесную пару 15, создавая усилие тяги.
При этом усилие реакции при реализации тягового усилия передается от осевого редуктора 4 и статора 2 на подвеску 1, которая предотвращает поворот осевого редуктора 4 и статора 2 вокруг оси колесной пары 15 при реализации тягового усилия. Поскольку полый вал 12 опирается на колесную пару 15 через упругие элементы 14, то изгиб оси колесной пары 15 компенсируется упругими элементами 14, не приводит к изгибу полого вала 12 и не вызывает перекоса зубчатых колес осевого редуктора 4. При проезде неровностей пути возникающие в валопроводах привода динамические моменты амортизируются упругими элементами 14.
Технико-экономический эффект заявленной полезной модели заключается в том, что опирание тягового электродвигателя и осевого редуктора на полый вал, соединенный через упругие элементы с колесной парой, предотвращает перекос зубчатых колес осевого редуктора друг относительно друга и обеспечивает амортизацию динамических моментов, возникающих в приводе при проезде неровностей, что ведет к снижению затрат при эксплуатации и ремонте тягового привода локомотива.