Колесно-моторный блок

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и касается колесно-моторного блока локомотивов.
Известен колесно-моторный блок, состоящий из колесной пары с буксами, на оси которой с помощью моторно-осевых подшипников навешен тяговый электродвигатель. Другая его боковая сторона связана с помощью пружинной подвески с рамой тележки тепловоза. Существенным недостатком такой схемы навески тепловоза является сложность конструкции из-за наличия двух моторно-осевых подшипников, а следовательно, и их двух опорных шеек, выполненных на оси колесной пары. Работа таких подшипников происходит не согласованно, т.е. один из подшипников изнашивается больше, чем другой, что в итоге связано с перекосом тягового электродвигателя в продольной его плоскости относительно продольной оси симметрии колесной пары. В итоге межцентровое расстояние зубчатой передачи нарушается, что приводит к выходу из строя последней. Для восстановления работоспособности указанных конструкционных элементов локомотивы значительное время простаивают в ремонте, (кн. «Конструкция, расчет и проектирование локомотивов. Учебник для студентов, обучающихся по специальности локомотивостроение / А.А. Камаев и др. Под ред. А.А. Камаева - М.: Машиностроение, 1981, с. 120-122, рис. 79 и рис. 80».
Известен также колесно-моторный блок локомотива, описанный на стр. 186-177 книги «Железнодорожный транспорт» гл. ред. Н.С. Конарев - М.: Большая русская энциклопедия, 1994 г. ». Конструкция такого колесно-моторного блока аналогична вышеописанной, и поэтому их недостатки подобны.
Из уровня техники известен колесно-моторный блок с опорно-осевым подвешиванием тягового электродвигателя, состоящий из колесной пары, тягового электродвигателя с установленной на вал шестерней, кожуха зубчатой передачи, закрывающего зацепление шестерни и зубчатого колеса, расположенного на колесной паре. Электродвигатель опирается на ось колесной пары через роликовый радиальный сферический и роликовый радиальный подшипники качения. Подшипники располагаются в корпусе, представляющем собой жесткую полутрубу, на концах которой имеются фланцы с посадочными местами под подшипники качения. Унифицированы места крепления корпуса подшипников и ответные места крепления тяговых электродвигателей для возможности установки коллекторных или асинхронных двигателей различной мощности (патент РФ №146099, опубл. 27.09.2014 бюл. №27). Данное техническое решение принято за прототип.
К недостаткам известного технического решения, принятого за прототип, можно отнести то, что радиальные и осевые нагрузки приходятся, в основном, на роликовый радиальный сферический моторно-осевой подшипник, размещенный со стороны зубчатого колеса, что неизбежно снижает ресурс колесно-моторного блока в целом. В то же время второй моторно-осевой подшипник, роликовый радиальный, остается малонагруженным. Также недостатком является сложность процессов монтажа и демонтажа корпуса моторно-осевых подшипников, что увеличивает затраты при изготовлении колесно-моторных блоков и при проведении их ремонтов в эксплуатации. Поскольку подшипники находятся в одном корпусе, то установку корпуса моторно-осевых подшипников на колесную пару можно произвести только с одной стороны, с противоположной от зубчатого колеса колесной пары, что затрудняет процесс сборки. Чтобы демонтировать любой из подшипников с целью ремонта, необходимо снимать корпус с двумя подшипниками, а чтобы заменить только роликовый радиальный сферический подшипник (со стороны зубчатого колеса), необходимо разобрать практически всю колесную пару и спрессовать колесный центр с противоположной стороны от сферического подшипника, что существенно увеличивает трудоемкость технологического процесса.
Техническим результатом является повышение ресурса работы колесно-моторного блока при одновременном упрощении процессов монтажа и демонтажа моторно-осевых подшипников в процессе изготовления колесно-моторного блока, а также при ремонте во время эксплуатации локомотива.
Технический результат достигается тем, что колесно-моторный блок с опорно-осевым подвешиванием тягового электродвигателя, состоящий из колесной пары, тягового электродвигателя с установленной на вал шестерней, кожуха зубчатой передачи, закрывающего зацепление шестерни и зубчатого колеса, расположенного на колесной паре, причем тяговый электродвигатель опирается на ось колесной пары через роликовый радиальный сферический подшипник качения, располагающийся в корпусе, представляющем собой жесткую полутрубу, на конце которой имеется фланец с унифицированным посадочным местом под подшипник качения, при этом корпус тягового электродвигателя содержит унифицированное ответное место крепления корпуса моторно-осевого подшипника качения.
Новым является то, что колесно-моторный блок дополнительно содержит роликовый радиальный сферический подшипник качения, установленный с противоположной стороны от зубчатого колеса в отдельном корпусе в виде жесткой полутрубы, на конце которой имеется фланец с унифицированным посадочным местом под подшипник качения, при этом корпус тягового электродвигателя содержит унифицированное ответное место крепления корпуса подшипника качения, при этом между корпусами подшипников качения установлен защитный кожух оси колесной пары, а между колесом и установленным рядом с ним подшипником качения смонтировано упорное кольцо.
Использование в колесно-моторном блоке дополнительного роликового радиального сферического моторно-осевого подшипника качения обеспечивает решение задачи уменьшения осевых и радиальных нагрузок роликового радиального сферического подшипника качения, установленного со стороны зубчатого колеса, за счет того, что тяговый электродвигатель опирается на ось колесной пары через два роликовых радиальных сферических подшипника качения, располагающихся каждый в своем корпусе, в результате чего происходит перенос осевых усилий на противоположный, менее нагруженный, роликовый радиальный сферический подшипник, тем самым увеличивая ресурс обоих подшипников.
Размещение моторно-осевых подшипников качения в раздельных корпусах позволяет производить монтаж и демонтаж каждого подшипника по отдельности, что существенно облегчает сборку - разборку колесной пары и снижает затраты на ее изготовление и ремонт при эксплуатации.
Защитный кожух, установленный между двумя корпусами моторно-осевых подшипников качения, служит для предохранения оси колесной пары от попадания на нее пыли и грязи, увеличивая тем самым ресурс колесной пары и колесно-моторного блока в целом.
Упорное кольцо, установленное между зубчатым колесом и расположенным рядом с ним подшипником качения, воспринимает как радиальные, так и осевые нагрузки. Одновременно упорное кольцо выполняет функции лабиринтного уплотнения.
Таким образом, перечисленные отличительные признаки в совокупности позволяют достичь заявленного технического результата.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 схематично представлен колесно-моторный блок.
Колесно-моторный блок содержит тяговый электродвигатель 1, унифицированный кожух 2 зубчатой передачи и колесную пару 3 с буксами, в состав которой входят ось 4, на которую установлены два колеса 5, 5.1, зубчатое колесо 6 и два роликовых радиальных сферических моторно-осевых подшипника 7, 7.1. Подшипники 7, 7.1 качения расположены в соответствующих корпусах 8, 8.1, представляющих из себя жесткие полутрубы. На торцах корпусов 8, 8.1 расположены фланцы с унифицированными посадочными местами для моторно-осевых подшипников 7, 7.1 качения. Корпуса подшипников 7, 7.1 по сопрягаемым поверхностям крепятся болтами к корпусу тягового электродвигателя 1. Между двумя корпусами подшипников 7, 7.1 установлен защитный кожух 9, предохраняющий ось колесной пары от попадания на нее пыли и грязи. Зубчатое колесо 6 колесной пары 3 и шестерня, установленная на валу тягового электродвигателя 1, расположены внутри унифицированного кожуха 2 зубчатой передачи. Между подшипником 7.1 и колесом 5.1 установлено упорное кольцо 10, так как подшипник 7.1 воспринимает как радиальные, так и осевые нагрузки. Одновременно упорное кольцо 10 выполняет функции лабиринтного уплотнения.
Сборку колесно-моторного блока производят в следующем порядке.
Предварительно устанавливают радиальные сферические моторно-осевые подшипники 7 и 7.1 в корпуса подшипников 8 и 8.1. Затем на ось 4 колесной пары запрессовывают подшипник 7.1 совместно с корпусом 8.1, после чего устанавливают упорное кольцо 10 и запрессовывают колесо 5.1 на ось 4 колесной пары. После этого на ось 4 колесной пары запрессовывают подшипник 7 совместно с корпусом 8. Затем на ось 4 колесной пары запрессовывают зубчатое колесо 6 и колесо 5. После этого устанавливают тяговый электродвигатель 1, присоединив его к корпусам 8 и 8.1 подшипников 7, 7.1 качения болтами, затем устанавливают защитный кожух 9 и унифицированный кожух 2 зубчатой передачи.
Заявленная полезная модель «Колесно-моторный блок» прошла стендовые испытания в качестве опытного образца, о чем составлен соответствующий акт. Полезная модель изготовлена в промышленных условиях и предназначена для использования в промышленных условиях, что позволяет считать заявленную полезную модель соответствующей критерию патентоспособности «промышленная применимость».