УЗЕЛ ПОДВЕШИВАНИЯ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Область техники, к которой относится изобретение.
Узел подвешивания тягового электродвигателя относится к транспортному машиностроению, а именно к устройствам для крепления тягового электродвигателя к раме тележки локомотива при опорно-осевом подвешивании тягового электродвигателя.
Уровень техники.
Известны узлы подвешивания тягового электродвигателя, совокупность признаков которых сходна с совокупностью существенных признаков предлагаемого изобретения.
Известен узел подвешивания тягового электродвигателя к раме тележки локомотива, содержащий моторно-осевые подшипники тягового электродвигателя и подвеску, состоящую из пружин, качающихся подвесок с шарнирами скольжения и траверс ([1], с. 160).
Недостатком указанного узла подвешивания тягового электродвигателя является его сложность и наличие большого числа деталей, изнашиваемых в процессе эксплуатации и требующих восстановления или замены.
Известен узел подвешивания тягового электродвигателя к раме тележки локомотива, содержащий смонтированные на кронштейне раме тележки или остове тягового электродвигателя предварительно сжатые упругие элементы, установленную между ними траверсу, части которой расположены соответственно между выступами остова двигателя или в поперечных проемах кронштейна рамы тележки ([2] с. 80-81, рис. 73).
Этот узел подвешивания, применяемый на отечественных грузовых и маневровых тепловозах 2ТЭ116, 2ТЭ10М, ТЭМ18 и ряде других локомотивов, также имеет свои недостатки. Наличие трущихся и изнашиваемых частей увеличивает стоимость ремонта, при замыкании витков пружин возможны удары, которые могут привести к повреждению тягового электродвигателя или рамы тележки.
Известен узел подвешивания тягового электродвигателя к раме тележки, содержащий подвеску, резиновые и стальные шайбы, втулку, запрессованную в головку подвески, и цилиндрический валик ([3], с. 51-52, рис.3.4).
Данный узел подвешивания применяется на электровозах серий ВЛ80 и ВЛ10 отечественных железных дорог. К его недостаткам относятся износ втулки и валика при поперечном перемещении тягового электродвигателя относительно рамы тележки и трудоемкость монтажа подвески из-за необходимости стягивания гайкой резиновых шайб.
Известен узел подвешивания тягового электродвигателя к раме тележки, содержащий подвеску и запрессованные в нее сферические резинометаллические шарниры с клиновыми валиками, вставленными в пазы рамы тележки и кронштейнов электродвигателей и закрепленными болтами со стопорными шайбами ([4], с. 20-21, рис. 1.13).
Недостаток данного узла подвешивания, применяемого на тепловозе 2ТЭ25А и электровозе 2ЭС6 отечественных железных дорог, состоит в том, что в условиях повышения действующих на шарниры нагрузок вследствие применения асинхронных тяговых электродвигателей, при ограниченных габаритах для размещения шарниров, деформации резинометаллических блоков превышают допустимые. В эксплуатации имелись случаи разрушения резинометаллических шарниров на электровозе ЭС6 в виде выдавливания резинового уплотнения за торец головки поводка ([5], с. 237).
Аналог предлагаемого изобретения, наиболее близкий к нему по совокупности существенных признаков (прототип).
В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбран узел подвешивания тягового электродвигателя, содержащий тягу, в головках которой установлены резинометаллические блоки, один из которых развернут относительно другого на 90 градусов, валики и резьбовые соединения ([3], 51-52, рис. 3.2.).
Недостаток данной подвески тот же, что и описанной выше. Кроме того, сферический резинометаллический блок, подобный показанному в ([6], с. 166-167, рис. 80), затруднительно использовать в качестве верхнего резинометаллического блока из-за его большой ширины. Попытка уменьшить ширину резинометаллического блока при заданном диаметре приводит к снижению радиальной жесткости блока из-за уменьшения фактора формы, представляющего собой соотношение нагруженной поверхности к свободной, увеличению деформации резинового слоя под воздействием продольных нагрузок, действующих на подвеску, и дальнейшему сокращению срока службы подвески.
Известно, что цилиндрические резинометаллические блоки с двуслойной резиновой втулкой имеют радиальную жесткость в несколько раз выше, чем с однослойной ([7], с. 153, 159, рис. 105 г).
Известен резинометаллический шарнир для подвешивания железнодорожных вагонов, выполненный сферическим и содержащий внутреннюю металлическую арматуру, причем наружная и внутренняя втулки и металлическая арматура выполнены из двух частей, с плоскостью разъема, перпендикулярной оси продольного отверстия внутренней втулки шарнира [8].
Недостаток указанного шарнира состоит в значительных осевых габаритах.
Известен цилиндрический резинометаллический шарнир, содержащий слой резины, привулканизированный к пальцу и к наружной тонкостенной втулке, выполненной из двух половин ([9], с. 372, рис. 87).
Сущность изобретения.
Предлагаемый узел подвешивания тягового электродвигателя не имеет недостатков известных узлов подвешивания. Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен узел подвешивания тягового электродвигателя к раме тележки локомотива, на фиг. 2 - сечение по кронштейну тягового электродвигателя, на фиг. 3 - разрез по верхнему резинометаллическому блоку.
Предлагаемый узел подвешивания тягового электродвигателя содержит тягу 1, в головках которой установлены резинометаллические блоки 2 и 3, блок 2 развернут относительно блока 3 на 90°, валики 4 и 5 и резьбовые соединения 6 и 7.
Оба резинометаллических блока 2 и 3 выполнены сферическими двухслойными, наружная втулка 8, резиновая втулка 9 и внутренняя металлическая арматура 10 каждого из резинометаллических блоков (2 и 3) выполнены разъемными из двух половин (фиг. 3), раздвинутых до запрессовки резинометаллического блока в тягу 1 на величину предварительной деформации резины, при этом плоскость разъема перпендикулярна продольной оси тяги 1, а нижний валик 5 выполнен с кольцевым пазом, в который входит планка 11, крепящаяся с помощью резьбового соединения 7 к кронштейну тягового электродвигателя 12.
Предлагаемый узел подвешивания тягового электродвигателя работает следующим образом. При поперечном перемещении кронштейна тягового электродвигателя 12 относительно верхнего резинометаллического блока 2 во время прохождения кривых участков пути резинометаллические блоки 2 и 3 деформируются, обеспечивая свободное перемещение электродвигателя относительно рамы тележки. При угловом повороте кронштейна тягового электродвигателя 12 во время колебаний тягового электродвигателя на вертикальных неровностях пути деформируется упругий резинометаллический блок 3, обеспечивая свободный поворот тягового электродвигателя относительно оси упругого резинометаллического блока 3.
При выкатке колесно-моторного блока откручиваются болты 7, вынимается планка 11, и нижний валик 5 выбивается ударами инструмента по торцу нижнего валика 5 из отверстий кронштейна тягового электродвигателя 12.
При запрессовке резинометаллического блока 2 или 3 в отверстие в тяге 1 половины наружной втулки 8, резиновой втулки 9 и внутренней металлической арматура 10 сближаются, обеспечивая предварительную деформацию резинового слоя в направлении действия силы, передаваемой тягой 1 подвески. Благодаря выполнению резинометаллических блоков 2 и 3 двухслойными их жесткость повышается и уменьшается суммарная деформация резиновых слоев, что предотвращает разрушение шарниров при воздействии продольных нагрузок на тягу 1. Кроме того, появляется возможность уменьшить его продольный габарит верхнего резинометаллического блока 2.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения.
Предлагаемое изобретение обеспечивает получение следующих видов технического результата. Повышение радиальной жесткости резинометаллических блоков благодаря двухслойной конструкции, с разъемом, обеспечивающим предварительную деформацию резины в направлении действия нагрузок на подвеску, позволяет предотвратить разрушение шарниров в эксплуатации и тем самым снизить затраты на эксплуатацию и ремонт локомотива.
Перечень фигур:
Фиг. 1. Узел подвешивания тягового электродвигателя к раме тележки локомотива.
Фиг. 2. Сечение по кронштейну тягового электродвигателя.
Фиг. 3. Сечение по резинометаллическому блоку.
Источники информации
1. Медель В.Б. Подвижной состав электрических железных дорог. Т.1. Конструкция и динамика. - М., Гострансжелдориздат, 1957 - 343 с.
2. Шацилло А.А. Тяговый привод электроподвижного состава, Трансжелдориздат, М., 1961, - 222 с.
3. Бирюков И.В., Беляев И.В., Рыбников Е.К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог.- М.; Транспорт, 1986. -256 с.
4. Зайцев Г.К. Устройство, эксплуатация и ремонт тепловозов серии 2ТЭ25А (2ТЭ25К): учеб. пособие. - М.: ОАО «Российские железные дороги», 2014. - 400 с.
5. Корнев A.M., Липунов Д.В. Модернизация системы подвешивания тягового электродвигателя электровоза постоянного тока 2ЭС6: статья. - Эксплуатационная надежность локомотивного парка и повышение эффективности тяги поездов. Материалы третьей всероссийской научно-технической конференции с международным участием (10 ноября 2016 г.). Омск, 2016 - с. 237-242.
6. 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 - 248 с.
7. Потураев В.Н. Резиновые и резинометаллические детали машин [Текст]. - Москва: Машиностроение, 1966. - 299 с.
8. Jacques Bourgeot. Resilient swivel joint for railway car suspensions, US Patent №5031545, Jul. 16, 1991.
9. Машиностроение. Энциклопедический справочник. Раздел четвертый. Конструирование машин. Том 11. Под ред. Л.К. Мартенса. М., 1948, - 456 с.