Упругое самоустанавливающееся зубчатое колесо тяговой передачи локомотива

 

Использование: железнодорожный транспорт, устройства тяговой передачи локомотива . Сущность изобретения: во время трогания и разгона на упругое зубчатое колесо действуют максимальные крутящие моменты . При этом упругие элементы имеют наибольшую деформацию, AI 0. С увеличением скорости движения в определенный момент времени величина деформации упругих элементов становится меньше величины Дт . Часть элементов, расположенных в овальных пазах зубчатого венца, отключается , а взаимодействуют лишь элементы, расположенные в круглых пазах зубчатого венца. При определенном изменении скорости в тяговом режиме и при действии интенсивных динамических нагрузок расположенные в овальных пазах упругие элементы мягко включаются в работу. 1 з.п, ф-лы, 7 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 61 С 9/38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.—

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4809545/11 (22) 02.04.90 (46) 15.05.92. Бюл. № 18 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Ю.В.Емельянов, В.А,Калько, А.И,Беляев и П.M,Øåâ÷åíêo

- (53) 621.333.2(088.8) (56) Кузьмич В.Д. и др. Тепловозы. Основы теории и конструкции. М.: Транспорт, 1982, с. 261.

Бирюков И,B., Беляев А.И., Рыбников

Е,К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог. M.: Транспорт, 1986, с. 54-59.

Емельянов Ю.В., Родова Л.И., Шаров

В,Д, Перспективный тяговый привод тепловозов. — Железнодорожный транспорт, 1988, ¹ 12. с, 40-42. (54) УПРУГОЕ САМОУСТАНАВЛИВАЮЩЕЕСЯ ЗУБЧАТОЕ КОЛЕСО ТЯГОВОЙ ПЕРЕДАЧИ ЛОКОМОТИВА

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и касается конструкции тяговых зубчатых передач локомотивов, Для привода колесных пар тепловозов используется одноступенчатая понижающая прямозубая передача. Зубчатое колесо этой передачи расположено на оси колесной пары, а шестерня — на валу тягового электродвигателя. Применяются цельнометаллические или упругие самоустанавливающиеся зубчатые колеса (УСЗК).

В эксплуатации обнаружены конструктивные недостатки серийных УСЗК, снижающие эффект введения упругой связи

„„Я2„„1733300 Al (57) Использование: железнодорожный транспорт, устройства тяговой передачи локомотива, Сущность изобретения: во время трогания и разгона на упругое зубчатое колесо действуют максимальные крутящие моменты. При этом упругие элементы имеют наибольшую деформацию, Ь1 = О, С увеличением скорости движения в определенный момент времени величина деформации упругих элементов становится меньше величины Й . Часть элементов, расположенных в овальных пазах зубчатого венца, отключается, а.взаимодействуют лишь элементы, расположенные в круглых пазах зубчатого венца. При определенном изменении скорости в тяговом режиме и при действии интенсивных динамических нагрузок расположенные в овальных пазах упругие элементы "мягко" включаются в работу. 1 з.п, ф-лы, 7 ил. между колесной парой и электродвигателем.

Наиболее близким к предлагаемому является усовершенствованное УСЗК(УУСЗК), в котором использованы упругие элементы (УЭ) с более массивными резиновыми амортизаторами по сравнению с серийными

УСЗК без наружной металлической арматуры, что позволяет повысить срок службы УЭ до заводского ремонта тепловоза, устранить износ отверстий во фланцах и в зубчатом венце. Выполнение фланцев без приклепанных к ним ограничительных колец (удерживающих в осевом направлении

1733300

УЭ в УСЗК) и отказ от роликов в узле опоры зубчатого венца на ступицу понижают сложность конструкции УСЗК и обеспечивают повышение его надежности и технологичности, Однако анализ конструкции УУСЗК и опыт их эксплуатационных испытаний показали, что УУСЗК также не лишен недостатков и может быть модернизирован.

Исследования показали, что характеристика жесткости УСЗК должна быть существенно нелинейной. При трогании и разгоне локомотива (до 20 км/ч) в приводе колесных пар действуют максимальные тяговые нагрузки и сравнительно небольшие динамические добавки, При таком режиме работы тангенциальная жесткость УСЗК должна оыть более высокой. Это уменьшает деформацию амортизаторов УЭ, обеспечивая их необходимый ресурс, и практически не ухудшает динамические качества УСЗК. При дальнейшем повышении скорости движения вращающий момент электродвигателя уменьшается, а динамические силы в тяговом приводе становятся более интенсивными, поэтому тангенциальная жесткость

УСЗК должна быть по возможности минимальной, В конструкциях УСЗК этс обеспечивается благодаря использованию УЭ двух типов: более гибких с тремя резиновыми блоками — "тройных" УЭ 1; более жестких с двумя резиновыми блоками — "двойных" УЭ

2 (фиг. 1).

"Тройные" УЭ установлены в отверстиях фланцев 3 и зубчатого венца 4 без зазора и поэтому воспринимают нагрузки и участвуют в формировании характеристики жесткости УСЗК при всех режимах работы локомотива (фиг. 2, область I, II).

"Двойные" УЭ выполнены так, что между их металлическими валиками 5 и зубчатым венцом имеется определенный зазор

А>. Благодаря величине зазора h< "двойные" УЭ включаются в работу только после того, как суммарная величина деформации блоков "тройных" УЭ станет равной А>. Т,е. при трогании и разгоне тепловоза нагрузки воспринимают УЭ обоих типов, обеспечивая II область характеристики жесткости

УСЗК. На более высоких скоростях движения усилия передаются только "тройными"

УЭ, обеспечивая более эластич:-ую часть (область I) характеристики жесткости УСЗК.

Переход из одной области характеристики жесткости УСЗК в другую связан с ударным взаимодействием металлических валиков "двойных" УЭ с зубчатым венцом.

Вследствие ударов валиков УЭ о зубчатый венец и скольжения зубчатого венца отно5

45 сительно валиков УЭ, возникающих при самоустановке венца УСЗК относительно шестерни, контактирующие поверхности валиков "двойных" УЭ и зубчатого венца изнашиваются, а чертежная величина зазора Л1 увеличивается, Увеличение зазора

Ь приводит к увеличению нагруженности и снижению ресурса "тройных" УЭ, изменяет первоначальную — оптимальную характеристику жесткости УСЗК, что отрицательно сказывается на динамических качествах и надежности тяговой передачи. Восстановление исходных размеров диаметров отверстий под "двойными" УЭ в УУСЗК на ремонтных заводах является трудоемкой операцией и связано со значительными дополнительными затратами материальных и трудовых ресурсов. Кроме того, применение

УЭ двух типов вызывает усложнение конструкции УСЗК, увеличивает затраты на производство и ремонт УУСЗК.

Эксплуатация УУСЗК (известный) показала также, что в узле опоры скольжения зубчатого венца на ступицу наблюдается черезмерно интенсивное увеличение зазора.

Это возникает по причине износа ступицы, сопровождающегося заеданием металла, вызванного отсутствием достаточного количества смазки в контакте контртел. Под действием центробежных сил смазка вытесняется из узла трения зубчатый венецступица, а пополнению ее препятствует замкнутость окружающего пространства (фиг, 1) и отсутствие специальных смазочных устройств. Повышение зазора между ступицей и зубчатым венцом вызывает появление в системе тяговой зубчатой передачи дополнительных инерционных динамических сил, негативным образом отражающихся на надежности УСЗК и привода в целом, Периодическое восстановление изношенной поверхности ступицы является трудоемкой и дорогостоящей технологической операцией.

Цель изобретения — повышение надежности УСЗК тяговой передачи локомотивов.

Поставленная цель достигается посредством применения в УСЗК только однотипных — "тройных" УЭ, выполнением части отверстий под УЭ в зубчатом венце в тангенциальном направлении в виде овального паза, ширина которого равна диаметру амортизатора УЭ вЂ” da, а длина — da + 26) введением в УСЗК специального устройства для смазки узла поры зубчатого венца на ступицу, На фиг. 3-7 показана конструкция предлагаемого УСЗК, общий вид и фрагменты.

1733300

УСЗК содержит зубчатый венец 1, два фланца 2, в пазах которых установлены

"тройные" упругие элементы 3. Фланцы 2 с помощью болтов 4 соединены со ступицей, напрессованной на ось колесной пары (ось не показана). Зубчатый венец 1 опирается на кольцевой выступ ступицы 5 через сменное проставочное кольцо 6, выполненное из антифрикционного материала (бронза, латунь). Для обеспечения самоустановки зубчатого венца относительно шестерни поверхность кольцевого выступа ступицы 5, контактирующая с проставочным кольцом, имеет бочкообразную форму.

Во фланцах все пазы имеют круглую форму, и блоки УЭ установлены в низ без зазора (с некоторым натягом). В зубчатом венце часть отв=рстий под УЭ выполнена круглыми и имеет тот же диаметр, что и соответствующие отверстия фланцев. 0стальная часть отиерстий в зубча.ом венце имеет форму овального паза (фиг. 3). Эти отверстия вьнл1! ены так, что при отсутствии действия вращаю.цего момента ча

УСЗК УЭ, уста сзленные в них, занимают центральное положение (тя. между УЭ и зубчатым венцом слева и справа имеется зазор Д ).

С целью упрощения конструкции и технологии изготовления зубча ого иенца 1

УСЗК овальные пазы, в которых располагается часть упругих элементов 3, могут быть заменены на круглые отверстия, диаметр которых do больше диаметра амортизаторов упругих элементов da на величину 2Д, T,е. ыо = da+ 2Д (фиг. 4).

На фиг, 4 представлен вариант конструкции зубчатого венца 1 УСЗК, у которого все отверстия под упругие элементы имеют круглую форму, но отличаются величиной диаметра (пунктирными .".иниями условно изображены овальные паз, (фиг 3) и упругие элементы), Проставочное «зльцэ 6, выполненное в виде ленты, имеет ряд отверстия Ь и установлено между фланцами 2 без зазора (фиг.

5 и 6), Фланцы 2, кольцо 6 с отверстиями а, b и зубчатый венец образуют специальное устройство для подачи масла в узел трения зубчатый венец — проставочнсе кольцо, т.е. в опору скольжения зубчатого венца 1 на ступицу 5.

УСЗК работает следующим образом.

Во время трогания и разгона локомотива на УСЗК действуют максимальные вращающие моменты. При этом УЭ 3 имеют наибольшую деформацию Д = О, и реализуется II область характеристики жесткости

УСЗК (фиг. 2), При дальнейшем повышении овальных пазах (или отверстиях диаметром

d<> зубчатого венца 1, отключается, а харак10 теристика жесткости YC3K(l область) созда40

55

35 скорости движения в соответствии с тя говой характеристикой локомотива вращающий момент, действующий на УСЗК, уменьшается, и в определенный момент времени величина деформации амортизаторов УЭ становится меньше чертежной величины

Д, При этом часть УЭ, расположенных в ется оставшейся частью УЭ, расположенных в круглых пазах зубчатого венца. При определенном изменении скорости в тяговом режиме, а также при действии интенсивных динамических нагрузок в тяговой передаче

УЭ, расположенные в овальных пазах (или отверстиях диаметром da) зубчатого венца

1, "мягко" (безударно) включаются в работу (это обеспечивается благодаря тому, что реализован контакт резины с металлом).

При этом устраняется износ зубчатого венца в районе отверстий под УЭ и повышается стабильность (по величине Д, фиг. 2) характеристики жесткости УСЗК.

Между зубчатым венцом 1 и кольцом 6, опирающимся на кольцевой выступ ступицы

5, имеется некоторый зазор д(фиг. 7), необходимый для обеспечения подвижности зубчатого венца в пространстве. Со стороны шестерни тяговой передачи зубчатый венец прижат к ступице, а д = О. С противоположной стороны этот зазор имеет наибольшую величину. При вращении УСЗК вместе с осью колесной пары указанный зазор как бы обегает по периметру кольцо 6. T.е. зубчатый венец периодически прижимается к кольцу 6 и удаляется от него на расстояние д. При удалении венца 1 от кольца 6 в пространстве между ними возникает некоторое разрежение, достаточное для засасывания редукторного масла через отверстия а и Ь и подачи его в область трения рассматриваемой опоры скольжения, Таким образом, введение проставочного элемента в опору скольжения зубчатого венца на ступицу, выполненного из антифрикционного материала, и использование специального устройства для подачи масла в опору скольжения решает вопрос стабилизации зазора д, повышает динамические качества и показатели надежности УСЗК и тягового привода в целом.

Фс рмула изобретения

1.".пругое самоустанавливающееся зубчато :. колесо тяговой передачи локомотива, со держащее ступицу с кольцевым выступом, соединенным с фланцами, 1733300

20

30 охватывающими с противоположных сторон кольцевой выступ зубчатого венца, резинометаллические упругие элементы, расположенные в соосных отверстиях кол ьцевого выступа зубчатого венца и фланцев, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, часть реэинометаллических упругих элементов размещена в отверстиях кольцевого выступа зубчатого венца с тангенциальным зазором.

2. Зубчатое колесо по и, 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения смазки, между указанными выступами располо5 жено антифрикционное кольцо со сквозными отверстиями, а во фланцах в зоне контакта антифрикционного кольца с кольцевым выступом ступицы также выполнены сквозные отверстия, 10

1733300

1733300

1733300

40

50

Составитель Ю,Емельянов

Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко

Редок.ор М,Петрова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1631 Тираж Подписное

3."!ИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Упругое самоустанавливающееся зубчатое колесо тяговой передачи локомотива Упругое самоустанавливающееся зубчатое колесо тяговой передачи локомотива Упругое самоустанавливающееся зубчатое колесо тяговой передачи локомотива Упругое самоустанавливающееся зубчатое колесо тяговой передачи локомотива Упругое самоустанавливающееся зубчатое колесо тяговой передачи локомотива Упругое самоустанавливающееся зубчатое колесо тяговой передачи локомотива Упругое самоустанавливающееся зубчатое колесо тяговой передачи локомотива 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам передачи энергии от силовой установки к колесным парам локомотива

Изобретение относится к устройствам привода транспортных средств, преимущественно электрического подвижного состава железных дорог

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности, к тележкам локомотива

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в локомотивах с электрической передачей

Изобретение относится к области рельсового транспорта

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для тягового привода локомотивов с электродвигателями, в том числе асинхронными в условиях повышенных скоростей движения. Тяговый привод локомотива с карданным валом с двумя шарнирными плоскостями содержит две шарнирные муфты для передачи крутящего момента посредством полого вала-шестерни, соединенные между собой валом, расположенным внутри вала-шестерни. Первая шарнирная плоскость образована шарнирной муфтой с бочкообразным зубчатым венцом и наружным зубчатым венцом с возможностью компенсации углового и осевого смещения. Бочкообразный зубчатый венец с наружным зубчатым венцом первой шарнирной плоскости расположен внутри полого вала-шестерни. Вторая шарнирная плоскость образована второй шарнирной муфтой с бочкообразным зубчатым венцом, связанным с наружным зубчатым венцом муфты, установленной на валу тягового электродвигателя с возможностью компенсации углового смещения, с упругими упорно-уплотнительными элементами, ограничивающими осевое смещение вала и шарнирных муфт. Технический результат заключается в упрощении конструкции карданного соединения, упрощении технологии сборки и повышении надежности работы. 1 ил.

Тележка приводная рельсового транспортного средства, преимущественно трамвая с низким полом, содержит раму с продольными упорами, колесные приводы с редукторами и тяговыми электродвигателями, вынесенными за пределы колес, дисковые тормоза, пружины подвески вагона, гидрогасители, рельсовые тормоза. Колеса установлены в раме независимо. Элементы дискового тормоза расположены на редукторе. Колесные приводы имеют рессоры, посредством которых они упруго соединяются с рамой тележки. Рама тележки обладает возможностью перекашиваться в вертикальной плоскости за счет изгиба двух крайних упругих поперечных балок относительно оси центральной жесткой поперечной балки. Достигаются снижение неподрессоренной массы тележки, улучшение условий контакта колес с рельсами, снижение динамической нагрузки на элементы тележки и рельсовый путь, снижение внешнего шума, снижение износа колес и рельсов и повышение надежности ресурса ходовой части. 3 ил.

Приводное устройство содержит колесный блок (103), задающий осевое направление и радиальное направление, первое устройство (111) передачи крутящего момента и второе устройство (112) передачи крутящего момента. Первое устройство передачи крутящего момента торсионно жестко присоединено к колесному блоку, а второе устройство передачи крутящего момента торсионно жестко присоединено к первому устройству передачи крутящего момента с использованием соединительного устройства (114), так что получается устройство коаксиальное осевому направлению. Колесный блок содержит концевой участок (103.1) колесного блока, выступающий вдоль оси колес в отверстие (112.1) во втором устройстве передачи крутящего момента. Защитный блок (115) расположен между концевым участком колесного блока и вторым устройством передачи крутящего момента, при этом защитный блок сконфигурирован так, чтобы защищать концевой участок колесного блока от повреждения вторым устройством передачи крутящего момента в случае неисправности соединительного устройства. Снижается объем ремонтных работ при неисправности соединительного устройства. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Упругое самоустанавливающееся зубчатое колесо тяговой передачи локомотива

Наверх