2.6. Типы подвесок тяговых электродвигателей

Опорно-осевое подвешивание тяговых электродвигателей тепловозов

Траверсное подвешивание двигателей показано на рис. 2.12. Уп­ругими элементами траверсного подвешивания являются пружины 4, размещенные между балочками: верхней 5 и нижней 3 с приварен­ными к ним накладками из износостойкой или закаленной стали. Для обеспечения устойчивости траверсы имеют два стержня 11 и направ­ляющие упоры. Для пропуска монтажных болтов, создающих пред­варительный натяг, на концах балочек сделано отверстие 9. Траверсу в сборе, сжатую под прессом и стянутую болтами, устанавливают сбо­ку в пространстве между двумя кронштейнами 1 и 7 тягового элект­родвигателя и четырьмя кронштейнами рамы тележки 70 с прилива­ми так, чтобы отверстия в кронштейнах и балочках совпадали. Затем снизу ставят стержни 19 и поддерживающие пластины 20. При изло­ме пружины или обрыве носика тягового электродвигателя он будет опираться предохранительными приливами на кронштейнах 6,8 рамы тележки. К недостаткам конструкции относится износ направляющих стержней 11 в местах соприкосновения с втулками, накладок верх­ней нижней балочек и кронштейнов, износ трущихся поверхностей кронштейнов 1 и 7.

На ось колесной пары тяговый двигатель опирается в двух местах через моторно-осевые подшипники, размещенные в приливах остова электродвигателя.

Зубчатые передачи двухсторонние: прямозубые с упругой связью (рис. 2.13, б) и жесткие косозубые (рис. 2.13, в). Зубчатое колесо со­стоит из центра 17, венца 13, листовых пружин с прокладками 18, боковых шайб и заклепок 14. Венец изготовлен из поковки углероди­стой стали 37ХНЗА. Центр отливается из стали 25Л-П. Пружины из-

62

А-А

Рис. 2.12. Траверсное опорно-осевое подвешивание тяговых электродвига­телей:

1,7— кронштейны; 2 — направляющий упор; 3, 5 — опорные балки; 4 — пружина; 6,8 — предохранительные кронштейны; 9,15 — отверстия; 10 — крон­штейн рамы тележки; 11 — направляющий стержень; 12 — зубчатое колесо; 13 — венец зубчатого колеса; 14 — заклепка; 16 — шайба; 17 — центр зубчатого колеса; 18 — прокладка; 19 — стержень; 20 — пластина

готавливаются из хромованадиевой стали 50ХФА, а затем подверга­ются термической обработке. Прокладки пакетов изготавливают штамповкой или протягиванием из стали СтЗ, цементируют и зака­ливают.

Моторно-осевые подшипники (МОП). Подшипники тягового электродвигателя ЭД 118 А (рис. 2.13) имеют разъемные вкладыши 1 и 4, изготовленные из бронзы ОЦС 4-4-17. Положение вкладышей в корпусе ТЭД фиксировано шпонкой 2.

Верхние вкладыши 1 вложены в корпус двигателя, нижние 4 с вырезом 180 х 60 мм для подвода смазки прижаты корпусами под­шипников 12, которые имеют камеры для размещения смазывающе­го польстерного устройства, четырьмя болтами 75 каждый, момент затяжки болтов 1250—1420 Нм. Вкладыши МОП левой и правой сто­роны ТЭД взаимозаменяемы.

Чтобы избежать повышенных краевых по вкладышам давлений от прогиба оси колесной пары, расточка внутренней поверхности вкла-

63

дышей выполняется по гиперболе. Разность диаметров гиперболичес­кой расточки на краях рабочей поверхности вкладышей и в средней части составляет 1 мм. Строительный диаметральный зазор в МОП по вершине гиперболы составляет 0,5—0,89 мм. В процессе эксплуата­ции допускается увеличение этого зазора до 1,8 мм, после чего должна производиться замена вкладышей. Моторно-опорные подшипники смазываются польстерным устройством, укрепленным на дне корпуса подшипника 12. Элементом, подающим смазку к узлу трения, являет­ся польстерный пакет 13. Он собран из двух войлочных пластин 8 х 157 х 190 мм (ГОСТ 288—72) и 12 хлопчатобумажных фитилей, шириной 80 мм и длиной 200 мм, уложенных между ними в два ряда.

1 2

14

Рис. 2.13. Моторно-осевой подшипник электродвигателя ЭД-118А: 1 — верхний вкладыш; 2 — шпонка; 3 — подвижная коробка; 4 — нижний вкладыш; 5 — корпус польстерного устройства; 6,7— оси; 8 — рычаг; 9 — пружина винтовая; 10 — пружинный фиксатор; 11 — крышка; 12 — корпус подшипника; 13 — польстерный пакет; 14 — сливная пробка; 15 — болт

64

В качестве заменителя возможно польстерный пакет собирать из трех пластин каркасного войлока размером 13x157x190 мм. Каждая плас­тина должна состоять из четырех спрессованных слоев тонкошерстно­го войлока, между которыми проложены шерстяная ткань, состоящая из 50 % шерсти и 50 % штапельно-вискозного полотна. Польстерный пакет 13 закреплен в подвижной коробке 3 с выступанием рабочего торца пакета на 16 ± 1 мм относительно кромки коробки. Коробка для обеспечения ее перемещения без перекосов и заеданий в направляю­щих корпуса 5 подпружинена четырьмя пластинчатыми пружинами по две снизу и сверху. Каждая пластинчатая пружина одним концом при­креплена к коробке и имеет возможность свободно перемещаться в пазе корпуса коробки при ее деформации. Коробка с польстерным пакетом в направляющих корпуса 5 постоянно поджимается усилием 40—60 Н винтовыми пружинами 9 посредством рычага 8 через окно во вклады­ше 4 к шейке оси колесной пары. Рычаг 8 и пружины 9 закреплены осями 7 и 6 на корпусе 5. Для удержания рычага в поднятом положе­нии при проведении работ, связанных с выемкой польстерного пакета, на ось /установлен пружинный фиксатор 10, свободный конец кото­рого выполнен такой длины и конфигурации, что при не опущенном в рабочее положение рычаге 8 он не дает возможности установить крыш­ку 11 на корпус подшипника 12.

Масляная ванна корпуса подшипника в нижней части имеет от­стойник для конденсата с предохранительной планкой от опускания в него конца фитиля и сливной пробкой 14, а сверху она закрыта че­рез паронитовую прокладку крышкой 11. Заполняется масляная ван­на через отверстие в боковой стенке корпуса подшипника осевым мас­лом Л, 3 и С в зависимости от времени года и местности эксплуата­ции тепловоза. Чтобы не допустить переполнения маслом корпуса подшипника и перетекания его в кожух тягового редуктора, кромка заправочного отверстия определяет максимальный уровень смазки, соответствующий 6 л. Минимальный допустимый уровень смазки контролируется риской на маслоуказателе, закрывающем заправоч­ное отверстие польстерной камеры осевого подшипника. Для даль­нейшего совершенствования системы смазывания и повышения ра­ботоспособности МОП особенно при эксплуатации локомотивов в районах с низкой окружающей температурой тепловозы оборудова­ны тяговыми электродвигателями ЭД-118Б, отличающимися от

65

ЭД-118А вкладышами, имеющими заливку баббитом и расточку не 215 мм, а 210 мм, смазкой МОП, колесной парой с осью, оборудован­ной приводом циркуляционного масляного насоса и уплотнительным устройством повышенной герметичности. В целом КМБ с ЭД-118Б и ЭД-118А взаимозаменяемы на тележках тепловоза.

Система смазывания МОП электродвигателя ЭД-118Б. Систе­ма (рис. 2.14) представляет собой замкнутый круг циркуляции масла через вкладыши МОП при помощи реверсивного масляного насоса 11.

Б-Б

14

Рис. 2.14. Система смазывания МОП электродвигателя ЭД-118Б: 1 — тяговый электродвигатель; 2 — заправочное отверстие; 3 — осевой под­шипник; 4 — контрольная пробка; 5 — тяговый редуктор; б — сливные проб­ки с польстерных камер; 7 — крышка; 8— канал подачи смазки в польстер-ные камеры; 9 — шестерня; 10 — зубчатое колесо; 11 — насос; 12, 20 — бол­ты; 13 — маслосборник; 14 — прокладки; 75 — польстерные камеры; 16 — польстерное смазывающее устройство; 17— вкладыш с окном для подачи смазки; 18 — канал отвода смазки из МОП; 19 — корпус польстера

66

Круг циркуляции масла образован установкой на тяговом электро­двигателе 7 единого осевого подшипника 3, который включает в себя две польстерные камеры 75 (по одной для каждого МОП) и в нижней средней части маслосборник 13 вместимостью 35 л, соединенные через МОП системой каналов. В маслосборник на крышке установ­лен шестеренный насос 77, который приводится в действие от оси колесной пары через шестерню 9, выполненную разъемной для мон­тажа и демонтажа на ось без расформирования колесной пары, и зуб­чатое колесо 10, установленное на валу насоса. Зацепление зубчатой передачи привода насоса регулируется прокладками 14 крышки 7 и устанавливается с увеличенным боковым зазором до 1,0 мм на ком­пенсацию износа вкладышей МОП в процессе эксплуатации.

Шестеренный насос (рис. 2.15). Имеет корпус 4, изготовленный из отливки чугуна СЧ-20, в который вставлены шестерни Зи2с чис­лом зубьев 14 каждая, модулем, равным 2 мм, и шириной венца 14 мм, являющихся рабочими органами подачи масла в систему смазки МОП. Шестерни насоса изготовлены из стали 40Х и термообработаны до твердости HRC 36. К корпусу насоса через штифты 9 и болты 12 при­креплена клапанная коробка 7, также изготовленная из отливки чугу­на СЧ-20, в которой размещены обратные шариковые клапаны 77 на всасывание и нагнетание для каждого направления вращения насоса. Всасывание масла насосом из маслосборника осевого подшипника производится через сетку 10. На хвостовик вала-шестерни 3 уста­новлено приводное зубчатое колесо 16, которое находится в зацепле­нии с шестерней, установленной на оси колесной пары. Приводное зубчатое колесо снизу ограждено кожухом 7 7для уменьшения барбо-тажных (вспенивания) потерь, повышения стойкости масла и подачи насоса.

Насос шестеренный, реверсивный с приводом от оси колесной пары через зубчатую передачу с соотношением зубьев 48/34. Объем­ный КПД насоса 0,85, подача 0,133 м³/ч при 745 об/мин и температу­ре осевого масла 15—30 °С.

В польстерные камеры вместимостью 5 л каждая установлены польстерные смазывающие устройства 16, полностью унифицирован­ные с двигателем ЭД-118А. Камеры левой и правой стороны сообща­ются между собой каналом 8 на уровне нижних кромок окон вклады­шей 7 7. При движении тепловоза масло, нагнетаемое насосом по си-

67

С|

А -А

Рис. 2.15. Схема опорно-рамного подвешивания тяговых электродвигателей

тепловозов:

я — с полым валом и шарнирно-поводковой муфтой; б—с карданным валом и рычажно-шарнирной муфтой; 1,10,14— точки крепления ТЭД; 2 — пальцы колесных центров; 3 — шарнирно-поводковая муфта, 4 — пальцы; 5 — отвер­стия в колесных центрах; б — цапфы; 7,17— большое зубчатое колесо; 8 — тяговый редуктор; 9 — полый вал; 11 — моторные подшипники ТЭД; 12,22 — приводные фланцы; 13 — тяговый электродвигатель; 75 — ступица; 16, 25 — поводки; 18 — редуктор; 19—подшипники; 20—полая опора; 21 — карданный вал; 23 — пальцы приводного фланца; 24 — пальцы колесных центров

стеме каналов в осевом подшипнике, поступает в польстерные каме­ры, откуда самотеком через окна во вкладышах проникает в зазор между шейкой оси колесной пары и вкладышем и по каналам 18 сли­вается в маслосборник, замыкая круг циркуляции. В момент трога-ния и движения до скорости примерно 25 км/ч, когда насос не обес-

печивает подачу достаточного количества масла, смазка МОП в ос­новном осуществляется польстерным смазывающим устройством, как на тяговых электродвигателях ЭД-118 А.

Для уменьшения потерь масла из круга циркуляции и исключения возможности попадания в него смазки тяговой зубчатой передачи, а также влаги и пыли из атмосферы вкладыши выполнены за одно целое с комбинированным контактно-лабиринтным уплотнением. Кроме того, в отличие от ЭД-118А вкладыши выполнены биметаллическими с баб­битовой заливкой на бронзовой основе для лучшей приработки и во избежание задиров шеек осей колесных пар. Расточка внутренней по­верхности вкладышей также производится по гиперболе, но под шей­ки осей диаметром 210 мм, чтобы сохранить жесткость биметалличес­ких вкладышей на уровне бронзовых вкладышей ЭД-118А.

Систему смазывания КМБ заправляют осевым маслом марки Л, 3 или С в зависимости от времени года (примерно 35 л в один КМБ). В северных районах при температуре менее -35 °С заливается мас­лом марки С. Масло заливается в польстерные камеры по нижнюю кромку окна вкладыша, а в маслосборник — по кромку заправочного отверстия 2. В процессе эксплуатации работа насоса проверяется че­рез контрольную пробку 4, установленную на польстерной камере.

Опорно-рамное подвешивание тягового электродвигателя

Опорно-рамное подвешивание тягового электродвигателя применя­ют в основном на пассажирских тепловозах. На тепловозах ТЭП60 и ТЭП70 тяговый электродвигатель закрепляется на раме тележки в трех точках (рис. 2.15). Вращающий момент от двигателя на колесную пару передается через тяговый редуктор, большое зубчатое колесо, которое вращает полый вал. На концах полого вала, закреплены приводные фланцы с цапфами. Пальцы, вставленные в отверстия в колесных цен­трах, выступают на наружных сторонах колесных пар. Пальцы при­водного фланца соединяются с пальцами колесных центров с помо­щью шарнирно-поводковых муфт с траверсами и резинометалличес-кими шарнирами. Полый вал охватывает ось колесной пары с зазором, позволяющим валу перемещаться относительно оси. Центровка вала обеспечивается моторными подшипниками электродвигателя.

69

На тепловозах ТЭП60 и ТЭП70 последних выпусков вращающий момент передается через редуктор, большая шестерня которого вра­щается в подшипниках на полой опоре. Ступица большой шестерни соединена с помощью поводков с фланцем полого карданного вала. На противоположном конце вала укреплен приводной фланец. Паль­цы приводного фланца соединяются поводками с пальцами колесных центров. Поводки образуют шарнирно-рычажную муфту с резиноме-таллическими шарнирами, соединяющую карданный вал с колесной парой.

Тяговый редуктор тепловоза 2ТЭ10М и 2ТЭ116

Вращающий момент от тягового электродвигателя к колесной паре при индивидуальном приводе передается при помощи одноступен­чатого тягового редуктора (рис. 2.16), состоящего из цилиндричес­кой зубчатой пары: ведущей шестерни на валу тягового двигателя и ведомого зубчатого колеса на оси колесной пары. В тепловозострое­нии зубчатая передача из-за ограниченных габаритов пространства для размещения тягового электродвигателя выполняется, как прави­ло, односторонней, несимметричной относительно продольной оси тепловоза и поэтому состоит из прямозубых колес.

При односторонней передаче неизбежны некоторые смещения осей шестерен и перекосы зубьев в зацеплении, которые приводят к их неравномерному износу. Для устранения вредного влияния переко­сов у зубьев ведущей шестерни одна из сторон выполняется с не­большим скосом (на 0,20—0,24 мм). Таким образом, зубья оказыва­ются заранее скошенными на угол 5—6 градусов в сторону, противо­положную перекосу.

На тепловозах 2ТЭ10М, 2ТЭ116 применяются колесные пары с уп­ругими зубчатыми колесами (рис. 2.17). Зубчатое колесо имеет зубча­тый венец 9, который через упругие элементы 14 и 20 посредством та­релок 3, втулок 4, болтов 1 и гаек 13 соединен со ступицей 10 и жестко центрирован через ролики 2 по ее сферической поверхности. Собран­ное зубчатое колесо устанавливается на ось колесной пары с натягом 0,16—0,22 мм.

На зубчатом колесе установлены упругие комплекты двух типов: с тремя (I) и с двумя (II) резиновыми амортизаторами. Тройной комп­лект I состоит из пальца 5 и насаженных на него резиновых аморти-

70

А-А

Рис. 2.16. Тяговый редуктор:

1 — кожух передачи; 2 — зубчатое колесо ведомое; 3 — ось колесной пары; 4 — сапун; 5 — тяговый двигатель; б — шестерня ведущая; 7 — уплотнение между верхней и нижней половинами кожуха; 8 — крепление кожуха к элек­тродвигателю; 9 — горловина заправочная; 10— ступица; 11 — втулка; 12 — гайка; 13 — тарелка; 14, 20 — упругие элементы; 75 — зубчатый венец; 16, 19 — стопорные кольца; 17—болт; 18 — кольцо отражательное

заторов 7 и 10, предварительно вставленных в металлические втул­ки 4. Втулки имеют ограничительные бурты, которые препятствуют одностороннему свободному осевому перемещению по ним венца. По­этому на каждой стороне зубчатого венца устанавливают по четыре упругих элемента I. Упругие элементы в тарелках и венце закрепля­ются стопорными кольцами 8. Двойной комплект II состоит из про­фильного пальца 75 и напрессованных на его концы резиновых амор­тизаторов, предварительно вставленных в металлические втулки. Для предотвращения сползания втулки имеют ограничительный бурт и

71

А-А

Рис. 2.17. Упругое зубчатое колесо:

1 — болт; 2 — ролик; 3— тарелка; 4 — втулка; 5 — палец; 6, 11 — кольца; 7— амортизатор; 8 — пружинное стопорное кольцо; 9 — зубчатый венец; 10 — средний амортизатор; 12 — втулка; 13 — гайка; 14 — диск ступицы;

15 — палец; I и II — амортизаторы

проточки для установки стопорных пружинных колец. Посадка вту­лок скользящая.

Передача вращающего момента осуществляется как бы в два этапа: сначала при малом вращающем моменте в работу вступают упругие элементы I с меньшей жесткостью (125—135)-10 Н/м (125—135 кгс/мм), а затем с увеличением вращающего момента (при трогании) венец по­ворачивается, и при угле поворота 1 вступают в работу восемь двой­ных комплектов с более жесткими элементами (47—50)-10^ Н/м (470— 500 кгс/мм). Таким образом, благодаря различной упругости амортизаторов I и II зубчатое колесо имеет требуемую нелинейную ха­рактеристику тангенциальной жесткости.

72