содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  ..

3.3

Устройство тележек электроподвижного состава постоянного тока

В настоящее время на моторном электрическом подвижном составе применяется большое разнообразие конструкций тележек. Наиболее

распространены двухосные тележки, которые вытесняют из конструкторской практики трёхосные тележки. На зарубежных электропоездах получила распространение тележка Якоби, на которую опираются два смежных вагона (скоростной электропоезд TGV), а также одноосные тележки на испанских электропоездах TALGO. Подобные конструкции позволяют за счёт снижения количества колёсных пар в поезде, уменьшить шум и износ рельсов, а также исключить вертикальные перемещения смежных вагонов, уменьшить воздействие подвижного состава на путь.

Для снижения воздействия на путь и износа бандажей колёсных пар разрабатываются и испытываются «гибкие» тележки с двумя упруго связанными по углу поворота колёсными парами. Имеются нетрадиционные решения, когда две малобазные тележки (с малыми расстояниями между колёсными парами) объединяют одной промежуточной рамой и получают четырёхосную тележку (электровозы ЭП100, ЭП200, тепловоз ТЭП80).

Однако независимо от числа осей в тележке её конструкция должна иметь ряд узлов, которые обеспечивают создание и передачу на кузов и путь сил веса, тяги и торможения.

Рис. 3.4 Структурная схема моторной тележки э.п.с. и её основных узлов

На рис. 3.4 показана структурная схема моторной тележки
электроподвижного состава, на которой указаны основные узлы и их составные части, присущие любой конструкции тележки. Исключение могут составлять безрамные тележки, однако функции рамы должны быть переданы другим узлам: колёсным парам, корпусу тягового двигателя, раме кузова и т.п. Рассмотрим конструкции типовых узлов моторной тележки электровоза и электропоезда.

В значительной степени габариты тележки, её база (расстояние между осями колёсных пар) определяется габаритами тягового привода, который состоит из тягового двигателя и тяговой передачи.

На рис. 3.5 и 3.6 показаны тележка электровоза ВЛ10 и тележка электропоезда ЭР2Р. Пространство между осями колёсных пар и центральными поперечными балками занимают тяговые двигатели. У электровозной тележки тяговый двигатель одной стороной опирается на ось колёсной пары, а другой на раму тележки с помощью подвески с упругими резиновыми шайбами 12 (рис. 3.7). Стальные диски 11, кронштейн 10 тягового двигателя и гайка закреплены на стержне 13 и создают беззазорный элемент допускающий перемещение тягового двигателя во всех направлениях за счёт деформации резины блоков 12. У тележки электропоезда тяговые двигатели консольно закреплены на центральных поперечных балках и таким образом тяговые двигатели в этой конструкции полностью подрессорены.

Рис. 3.5. Тележка электровоза ВЛ10 1 - концевая пружина рессорного подвешивания; 2 - листовая рессора; 3 - букса; 4 -колесо колёсной пары; 5 - рама тележки; 6 - кронштейн пружин вторичного рессорного подвешивания; 7 - гнездо в поперечной балке для шкворневого устройства; 8 - тяговый двигатель; 9 - редуктор (зубчатая передача)


Вращающий момент от вала тягового двигателя электровозной или моторной тележки электропоезда передаётся с помощью пары зубчатых колёс, которые составляют редуктор, на ось колёсной пары.

Число зубьев шестерни для э.п.с. составляет 19-25. Число зубьев колеса составляет 70-89. Передаточное число для грузовых локомотивов равно 3,8-4,5, пассажирских электровозов - 1,75-2,65, электропоездов -2,35-4,12.

На грузовых электровозах при мощности двигателя примерно 9501 000 кВт используют двухстороннюю зубчатую передачу, с косыми зубьями (рис. 3.8,а) с наклоном их в противоположных направлениях на угол, равный 24°. Малое зубчатое колесо передачи (рис. 3.8,6) растачивают с конусностью 1:10 и насаживают при сборке на вал якоря тягового двигателя при нагреве до 1 60°С. Необходимо отметить, что такое соединение деталей привода широко используется. Так, например в тяговых приводах электропоездов, на вал тягового двигателя насаживают фланцы упругой муфты 7 (рис. 3.6).

Рис. 3.6. Тележка электропоезда ЭР2Р 1 - фрикционный гаситель колебаний рамы тележки; 2 - букса; 3 - колесо колёсной пары; 4 - пружины центрального подвешивания; 5 - тормозная тяга; 6 - рама тележки; 7 - тяговая (упругая муфта); 8 - тяговый редуктор; 9 - тяговый двигатель; 10 - тяговый поводок; 11 - гидравлический гаситель колебаний вторичного подвешивания

Рис. 3.7. Конструкция опорно-осевого подвешивания тяговых двигателей через резиновые шайбы

Рис. 3.8. Зубчатое колесо (а) и шестерня (б) косозубой передачи



Зубчатые передачи закрывают кожухами или корпусами редукторов, которые несут масло, смазывающее передачу при вращении путём разбрызгивания.

Тяговый привод грузовых электровозов с опорно-осевым тяговым двигателем оказывает большое динамическое воздействие на путь из-за значительной величины неподрессоренной массы, которая складывается из суммы половины массы тягового двигателя и массы колёсной пары. Так, например, для электровоза ВЛ10 и ВЛ11 неподрессоренная масса составляет 5450 кг при массе колёсной пары 3200 кг. Из-за этого тяговый привод с неподрессоренными тяговыми двигателями по классификации профессора Бирюкова И.В. [6] называют тяговым приводом класса I и применяют на грузовых электровозах с конструкционной скоростью до 100— 110 км/ч.

Вращающий момент от вала двигателя передаётся через тяговую муфту на вал малого зубчатого колеса редуктора, который одной стороной опирается на ось колёсной пары, а другой - на раму тележки с помощью подвески, имеющей вид стержня 2 (рис. 3.9). В узлах соединений стержня к кронштейнам рамы и редуктора установлены резинометаллические амортизаторы 3. На случай обрыва стержня предусмотрено предохранительное устройство 4, в виде приваренной к раме тележки шпильки.

Муфта обычно имеет конструкцию, допускающую поперечное, продольное (до 10 мм), угловое смещение валов якоря двигателя и малого зубчатого колеса.

В приводах тележек отечественных электропоездов применяют резинокордную муфту (рис. 3.10). Она состоит из ведущего и ведомого фланцев 1 и 8, напрессованных в горячем состоянии на хвостовики валов якоря электродвигателя и шестерни редуктора. Резинокордная оболочка 6 крепится к фланцам разрезным кольцом 5 и полукольцами 7, которые соединены с фланцами 1 и 8 болтами 2, 3 и втулками 4.

На пассажирских электровозах серии ЧС применена карданная муфта, состоящая из двух карданных шарниров Гука и торсионного вала 10 между ними (рис. 3.11). Шарнир Гука состоит из крестовины 1 или 10 и двух пар вилок (поводков), находящихся во взаимно перпендикулярных плоскостях и закреплённых: одна пара - поводок 13 на торсионном валу 12 и поводок на валу шестерни, другая пара поводков состоит из поводка 7 и поводка, выполненного в виде шлицевого барабана 6. Со стороны малого зубчатого колеса (шестерни) поводок 13 расположен взаимно перпендикулярно по отношению к поводку 7, расположенному на торсионном валу. На поводках закреплены корпуса 4 и 9 игольчатых подшипников, во внутрь которых входят цапфы 8 крестовины 10. Корпуса крепятся к поводкам с помощью болтов 5. Цилиндр 6 представляет барабан, на котором имеются канавки, в которые входят зубья (шлицы) расположенные на внутренней поверхности полого вала якоря тягового двигателя (см. рис. 13.12). Игольчатые подшипники к поводкам барабана также крепятся с помощью болтов 5. Шлицевой барабан 6 (цилиндр с несколькими канавками) расположен по образующей цилиндра и обеспечивает поперечные перемещения, по отношению к продольной оси пути, тягового двигателя вместе с рамой тележки относительно тягового редуктора, который расположен жёстко на оси колёсной пары. Эти перемещения возникают за счёт деформации буксового подвешивания при вписывании электровоза в кривую. Такое смещение вала исключает осевое нагружение подшипников качения малого зубчатого колеса редуктора.

На рис. 3.12 показана компоновка рассмотренной тяговой передачи в сборе с осевым тяговым редуктором и колёсной парой.

Рис. 3.12. Компоновка тяговой передачи электровозов ЧС2

В сериях электровозов ЧС7 и ЧС8 этот барабан исключён и подобное перемещение осуществляется за счёт осевых зазоров в подшипниках вала малого зубчатого колеса и в опорных подшипниках корпуса редуктора. Однако практика показывает, что такое упрощение конструкции ведёт к тому, что очень часто происходит ослабление крепёжных болтов крышки подшипника редуктора, за счет воздействия на болты осевых сил.

Поскольку в зубчатой передаче при движении тележки по неровному железнодорожному пути возникают паразитные динамические моменты, то упругие элементы (торсионные валы, резинокордные муфты) в тяговой передаче необходимы.

Торсионный вал 12 (рис. 3.11) кроме элемента карданного механизма выполняет также роль упругого элемента, который закручивается по своей длине и его угловая (торсионная) жёсткость обратно-пропорциональна длине вала.

На современных скоростных электровозах и электропоездах для снижения неподрессоренной массы, взаимодействующей с железнодорожным путём, применяют полностью подрессоренные тяговые привода. Тяговый привод имеет блок редуктор-двигатель 1 и 2 (рис. 3.13, моторная тележка вагона метрополитена «Яуза»), закреплённый на раме тележки, а вращающий момент передаётся с помощью карданной муфты, состоящей из двух шарнирно-поводковых механизмов 4 и полого вала 5. Через полый вал 5 пропущена ось колёсной пары 6, которая проходит также через полую ступицу (основание зубчатого венца) большого зубчатого колеса тягового редуктора 2. Большие зубчатые колёса обычно выполняют из двух частей - ступицы и зубчатого венца. На ступицу и центральную часть зубчатого колеса насаживают зубчатый венец - обод с

зубьями. Такая конструкция привода позволяет снизить величину неподрессоренной массы до массы колёсной пары и защитить тяговый двигатель и редуктор от динамических воздействий при взаимодействии колёсной пары с железнодорожным путём.

Рис. 3.13. Тяговый привод класса III:
1 - рамный двигатель; 2 - рамный редуктор; 3 - крепление редуктора к раме тележки; 4 - шарнирно-поводковые механизмы; 5 - полый вал; 6 - колёсная пара

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  ..