ОДНОСТУПЕНЧАТЫЙ РЕДУКТОР ТЯГОВОГО ПРИВОДА

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, а именно к рельсовым транспортным средствам, и может использоваться  в устройствах передачи крутящего момента от тягового двигателя колесной паре.
Из техники транспортных средств известно, что в системах передаточных механизмов с парами косозубых цилиндрических зубчатых колес во время работы на цилиндрические зубчатые колеса и валы действуют осевые силы. Для улавливания данных осевых сил обычно применяются радиально-упорные подшипники качения, как, например, конические роликовые подшипники или упорные подшипники, которые создают для осевых сил опору на корпус передаточного механизма.
Примером такого технического решения является тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, опирающийся на раму тележки, редуктор, опирающийся на ось колесной пары и связанный тягой подвески с рамой тележки, шарнирно-поводковый передаточный механизм, сцепленные друг с другом малое зубчатое колесо, расположенное на валу тягового электродвигателя, и большое зубчатое колесо, которое опирается на подшипники на оси, размещенной на корпусе тягового электродвигателя, и которое связано с шарнирно-поводковым передаточным механизмом. При этом подшипниковый узел тягового электродвигателя со стороны малого зубчатого колеса расположен на конце вала тягового электродвигателя и содержит радиальный подшипник качения и упорный подшипник качения, а кронштейн редуктора, связанный с тягой подвески, расположен ниже подшипникового узла (по патенту RU190819, B61C 9/50, B60L 2200/26, опубл. 12.07.2019).
Недостатком данного решения является то, что применяемый упорный подшипник требует трудоемких работ по установке и подстройке, например при монтаже передаточного механизма или при последующих работах по техническому обслуживанию. Неправильно установленные подшипники вызывают повреждения передаточного механизма, так что предпочтительным является применение не требующих трудоемкого обслуживания подшипников с цилиндрическими роликами, которыми не воспринимаются радиальные силы. Однако тогда требуется улавливать возникающие радиальные силы иным образом.
Примером такого технического решения является система передаточного механизма рельсового транспортного средства с одной парой косозубых цилиндрических зубчатых колес, включающей в себя приводную шестерню и ведомое колесо в виде находящихся в зацеплении цилиндрических зубчатых колес, которые установлены в корпусе передаточного механизма через подшипники с цилиндрическими роликами. По меньшей мере на одном из цилиндрических зубчатых колес закреплен по меньшей мере один упорный буртик с соотнесенной контактной областью для улавливания осевых сил. Каждый упорный буртик выполнен по существу в виде упорной шайбы с соотнесенной в окружной области упорной шайбы контактной областью, причем в окружную область упорной шайбы независимо от вращательного движения участками подается смазочный материал. Обеспечивается улавливание возникающих осевых сил и достаточная подача смазываемого материала (по патенту RU2610910, F16H 57/04, B61C 9/48, опубл. 17.02.2017).
Недостатком данного решения является то, что при вращении возникает трение в упорных шайбах, что приводит к их износу, результатом которого является металлическая стружка, которая попадает на зубчатые колеса и подшипники, снижая их ресурс и срок службы. При трении также выделяется тепло, что ведет к перегреву масла и редуктора в целом.
В качестве прототипа к предложенной полезной модели по технической сущности и достигаемому техническому результату выбран тяговый привод локомотива, который содержит тяговый электродвигатель с ротором и статором в виде пакета шихтованных листов, малое зубчатое колесо редуктора, размещенное симметрично на его валу между радиальным и радиально-упорным подшипниками, полую втулку. Пакет листов ротора напрессован на втулку, в которую с конца, противоположного редуктору, запрессован вал, опирающийся на радиально-упорный подшипник, установленный в корпус тягового электродвигателя, соединенного с редуктором, а с конца со стороны редуктора запрессована цапфа обоймы зубчатой муфты, имеющей внутренний зубчатый венец, и выполненная с возможностью центрирования муфты по внутреннему диаметру обоймы, в которую установлена полумуфта, имеющая наружный зубчатый венец и напрессованная на хвостовик вала редуктора (по патенту RU164732, B61C 9/38, B61C 9/48, опубл. 10.09.2016).
Недостатком данного решения является то, что в качестве радиально-упорных подшипников используют сферические двухрядные роликовые подшипники. Данные подшипники могут воспринимать в осевом направлении нагрузку только до 25% от радиальной. Следовательно, для надежной работы редуктора требуется использование подшипников большого габарита.
Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повышении технологичности изготовления, сборки, снижении износа и повышении ресурса работы одноступенчатого редуктора тягового привода.
Указанный технический результат достигается тем, что одноступенчатый редуктор тягового привода состоит из корпуса с размещенными внутри входным валом-шестерней, связанным зубчатой передачей с колесом, установленным на выходном валу, вал-шестерня и выходной вал установлены в подшипниковые опоры, и отличаются тем, что подшипниковые опоры входного вала-шестерни состоят из роликового радиального подшипника и шарикового однорядного радиально-упорного подшипника с разъемным внутренним кольцом.
Кроме того, подшипниковые опоры выходного вала могут состоять из роликового радиального подшипника и роликового однорядного радиального подшипника с однобортовым внутренним и плоским упорным кольцом.
Предлагаемая полезная модель поясняется следующими чертежами, на которых представлен частный случай её реализации:
Фиг. 1 – одноступенчатый редуктор тягового привода, внешний вид;
Фиг. 2 – одноступенчатый редуктор тягового привода, разрез.
Одноступенчатый редуктор тягового привода (фиг. 1) состоит из корпуса 1, входного вала-шестерни 2 и выходного вала 3, связанный зубчатой передачей 4 (фиг. 2) с зубчатым колесом 5, установленным на выходном валу 3. Входной вал-шестерня 2 установлен в подшипниковые опоры, состоящие из роликовых подшипников 6 и шарикового однорядного радиально-упорного подшипника с разъемным внутренним кольцом 7. Выходной вал 3 установлен в подшипниковые опоры, состоящие из роликового радиального подшипника 8 и из роликового однорядного радиального подшипника с однобортовым внутренним и плоским упорным кольцо 9. В выходном вале 3 выполнено сквозное отверстие 10.
Применение.
Редуктор устанавливается на моторной тележке вагона метрополитена и предназначен для передачи крутящего момента от тягового двигателя на ось колесной пары. Редуктор обеспечивает снижение количества оборотов и увеличение крутящего момента, передаваемых от электродвигателя к колесной паре.
Выполнение подшипниковых опор входного вала-шестерни, состоящими из роликового подшипника и шарикового однорядного радиально-упорного подшипника с разъемным внутренним кольцом, а также выполнение подшипниковых опор выходного вала, состоящими из роликового радиального подшипника и роликового однорядного радиального подшипника с однобортовым внутренним и плоским упорным кольцом, позволяет повысить технологичность изготовления и сборки редуктора. Не требуется регулировка взаимного положения подшипников, как это необходимо делать при использовании конических подшипников, что позволяет применять менее строгие допуски на размеры, обеспечивающие взаимное расположение подшипников. Также, следует отметить, что шариковый однорядный радиально-упорный подшипник с разъемным внутренним кольцом может нести до 70% осевой нагрузки, что позволяет подобрать компактный вариант подшипника, что также облегчает выполнение посадочного места для него. Роликового однорядный радиальный подшипник с однобортовым внутренним и плоским упорным кольцом позволяет зафиксировать от осевого перемещения выходной вал с зубчатым колесом, что облегчает сборку и регулировку редуктора. За счет более точной установки подшипников уменьшаются радиальные и торцевые биения, а, следовательно, вибрации и износ подшипников, что ведет к увеличению надежности и срока службы редуктора.
Таким образом, представленные в полезной модели решения обеспечивают достижение технического результата.