УЗЕЛ ПОДВЕШИВАНИЯ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Предлагаемая полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к узлам подвешивания тягового электродвигателя к раме тележки локомотива, и может быть использована на перспективных маневровых тепловозах с жесткой тяговой передачей.
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 (См. Медель В.Б. Подвижной состав электрических железных дорог. Т.1. Конструкция и динамика. - М., Гострансжелдориздат, 1957, 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 (См. Шацилло А.А. Тяговый привод электроподвижного состава, Трансжелдориздат, М., 1961, 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 (см. Бирюков И.В., Беляев И.В., Рыбников Е.К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог. - М.; Транспорт, 1986. - 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, содержащий тягу, в головках которой установлены резинометаллические блоки, один из которых развернут относительно другого на 90°, валики и резьбовые соединения, (см. Бирюков И.В., Беляев И.В., Рыбников Е.К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог.- М.; Транспорт, 1986. - С. 51-52, рис. 3.2).
Недостатком данного узла подвешивания, примененного на тепловозе «Кестрел» железных дорог Британии, является то, что он не может применяться на перспективных маневровых тепловозах с жесткой тяговой передачей, в связи с высокой продольной жесткостью узла подвешивания, что ведет к возникновению высоких нагрузок в самом узле подвешивания и тяговой передаче при ударах, возникающих во время прохождения неровностей пути. Применение упругого зубчатого колеса, как это было сделано на тепловозе «Кестрел», ведет к увеличению стоимости ремонта в связи с тем, что состояние упругих элементов зубчатого колеса нельзя определить путем внешнего осмотра, поскольку упругие элементы закрыты кожухом тяговой передачи. Для маневрового тепловоза в эксплуатации трудно определить зависимость повреждений упругих элементов зубчатого колеса от пробега тепловоза или времени эксплуатации, из-за того, что маневровый тепловоз, в отличие от магистрального, не работает с составами постоянного веса. В результате для исключения внеплановых ремонтов, тепловоз приходится отправлять в ремонт чаще, чем это может быть продиктовано реальным состоянием упругих элементов, что увеличивает стоимость эксплуатации.
Известен узел подвешивания тягового электродвигателя, содержащий смонтированные на кронштейне рамы тележки предварительно сжатые упругие элементы, установленную между ними траверсу, средняя или концевые части которой расположены соответственно между выступами остова двигателя или в поперечных проемах кронштейна, соединяемого с рамой тележки, причем верхние поверхности выступов остова двигателя или проемов кронштейна рамы тележки выполнены перпендикулярно вертикальной продольной плоскости и наклонно относительно горизонтальной плоскости, а в пространстве между ними и верхними горизонтальными поверхностями средней или концевых частей траверсы размещены прижимы клиновидной формы, прикрепленные к выступу остова двигателя или к кронштейну рамы тележки разъемными соединениями (См. Узел крепления к раме тележки железнодорожного транспортного средства тягового электродвигателя. А.В. Петров, B.А. Безбожный, В.А. Березницкий, В.П. Колесников, А.Т. Литвинов, C.П. Филонов, А.И. Гибалов, С.И. Голубятников, В.А. Пузанов, Л.К. Добрынин, В.А. Лысак и П.И. Шевченко. А.С. СССР №925718, опубл. 07.05.82, бюл. №17).
В указанном узле подвешивания упругие элементы доступны для осмотра на смотровой канаве депо без демонтажа каких-либо узлов и деталей, что позволяет производить их замену на основе реального состояния. Недостаток указанного узла подвешивания состоит в том, что в случае крепления прижимов клиновидной формы к выступу остова двигателя упругие элементы, которые в этом случае расположены по обе стороны от прижимов, при колебаниях боковой качки испытывают значительные деформации сжатия от перекоса траверсы, что ведет к снижению их долговечности.
В качестве прототипа предлагаемой полезной модели выбран узел подвешивания тягового электродвигателя, содержащий два кронштейна, к которым при помощи валиков и серег подвешиваются тяги, на которых установлены шайбы, пружины и ножевые шайбы, узел подвешивания содержитнаправляющую с отверстием, гайки и стаканы (См. Шацилло А.А. Тяговый привод электроподвижного состава, Трансжелдориздат, М., 1961, С. 81-82, рис. 76).
В указанной конструкции колебания боковой качки не вызывают значительных деформаций сжатия упругих элементов, поскольку направляющая с отверстием поворачивается вокруг своей оси, наличие упругих элементов позволяет применить узел для перспективных маневровых тепловозов с жесткой тяговой передачей, а состояние упругих элементов можно оценить путем осмотра на смотровой канаве. Недостаток прототипа заключается в наличии большого числа изнашиваемых элементов, что приводит к недостаточной надежности работы узла в связи с тем, что темпы износа зависят от многих случайных факторов в эксплуатации, и, вследствие этого, к увеличению расходов на ремонт и обслуживание при эксплуатации локомотива.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, состоит в снижении затрат при эксплуатации и ремонте тепловоза с жесткой зубчатой передачей посредством повышения надежности деталей узла подвешивания за счет исключения их износа.
Это достигается тем, что в узле подвешивания тягового электродвигателя, содержащем два кронштейна, к которым при помощи валиков и серег подвешиваются тяги, на которых установлены шайбы и упругие элементы, узел подвешивания содержит направляющую с отверстием и гайки, серьги выполнены в виде сферических резинометаллических шарниров, кронштейны расположены на корпусе тягового электродвигателя, упругие элементы выполнены в виде цилиндрических резиновых элементов с отверстиями, разделенных на несколько частей привулканизированной к резине арматурой в виде металлических шайб, а в отверстии направляющей находится двуслойный сферический резинометаллический шарнир, соединенный через цапфу с рамой тележки.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1. изображен узел подвешивания тягового электродвигателя к раме тележки локомотива, на фиг. 2 - вид направляющей узла подвешивания, на фиг. 3 - вид упругого элемента; на фиг. 4 - вид двуслойного сферического резинометаллического шарнира; на фиг. 5 - серьга в разрезе.
Предлагаемый узел подвешивания тягового электродвигателя содержит два кронштейна 1, к которым при помощи валиков 2 и серег 3 подвешиваются тяги 4, на которых установлены шайбы 5 и упругие элементы 6, узел подвешивания содержит направляющую 7 с отверстием и гайки 8.
Серьги 3 выполнены в виде сферических резинометаллических шарниров, кронштейны 1 расположены на корпусе тягового электродвигателя 9, упругие элементы 6 выполнены в виде цилиндрических резиновых элементов с отверстиями, разделенных на несколько частей привулканизированной к резине арматурой 10 в виде металлических шайб, а в отверстии направляющей 7 находится двуслойный сферический резинометаллический шарнир 11, соединенный через цапфу 12 с рамой тележки 13.
Предлагаемый узел подвешивания тягового электродвигателя работает следующим образом. При поперечном перемещении корпуса тягового электродвигателя 9 относительно рамы тележки 13 при прохождении кривых участков пути и поперечных колебаний виляния и относа тележки в прямых участках пути, упругие элементы 6 деформируются, тяги 4 поворачивают серьги 3 в виде сферических резинометаллических шарниров относительно валиков 2, обеспечивая свободное перемещение корпуса тягового электродвигателя 9 относительно рамы тележки 13. При угловом повороте корпуса тягового электродвигателя 9 вследствие боковой качки экипажа направляющая 7 поворачивается с помощью двуслойного сферического резинометаллического шарнира 11 относительно цапфы 12 и рамы тележки 13, обеспечивая свободное перемещение корпуса тягового электродвигателя 9 рамы тележки 13. При вертикальном перемещении корпуса тягового электродвигателя 9 при прохождении неровностей пути корпус тягового электродвигателя 9 поворачивается вокруг осей валиков сферических резинометаллических шарниров серег 3. Упругие элементы 6 обеспечивают амортизацию ударов при прохождении неровностей пути, при этом арматура 10, ограничивая перемещение резины в сторону свободных поверхностей упругих элементов 10, обеспечивает требуемую нагрузочную способность упругих элементов 10 при заданном ходе амортизации.
Благодаря выполнению резинометаллического шарнира двуслойным появляется возможность при той же несущей способности сократить его длину и разместить направляющую 7 и цапфу 12 между корпусом тягового электродвигателя 9 и рамой тележки 13.
Технико-экономический эффект заявленной полезной модели заключается в том, что благодаря отсутствию пар трения при работе узла подвешивания тягового электродвигателя увеличивается надежность его работы и снижаются расходы на ремонт и обслуживание тепловоза в эксплуатации.