Тема. Колесные пары

Колесные пары находятся в непосредственном взаимодействии с рельсовым путем, жестко воспринимают удары от неровности пути в вертикальных и горизонтальных плоскостях. Особенно велико это воздействие при высоких скоростях движения, при проходе рельсовых стыков и кривых.

Конструкция колесных пар тепловозов определяется - способом передачи вращающего момента от тяговых электродвигателей к оси колесной пары. При опорно-осевом подвешивании тяговых электродвигателей 2ТЭ116 детали колесных пар в основном унифицированы. Унифицированная колесная пара состоит из оси и двух колесных центров (литых или штампованных) с надетыми на них бандажами. Бандажи удерживаются на центрах за счет сил трения между соприкасающимися поверхностями; для дополнительного крепления в пазы бандажей заведены бандажные кольца из специального стального проката. Для передачи вращающего момента от тягового двигателя к колесной паре на ось насажено зубчатое колесо.

Колесные пары для тепловозов 2ТЭ116, моторно-осевые подшипники которых оборудованы устройством для принудительной подачи масла. В отличие от унифицированной ось такой колесной пары (рис.13.) в средней части имеет невысокий бурт, на котором укреплен разъемный зубчатый венец 8 привода шестеренного масляного насоса 7. На удлиненных подступичных частях колесного центра н зубчатого колеса в горячем состоянии насажены кольца 6, 12 лабиринтного уплотнения моторно-осевых подшипников 10. На проточку ступицы насажено кольцо 14 для уплотнения кожуха редуктора.

Моторно-осевые подшипники - выполнены со сложной конфигурацией буртов, которые в сочетании с кольцами образуют лабиринтное уплотнение. При движении тепловоза зубчатый венец оси приводит во вращение шестерню масляного насоса, подающего масло из нижней камеры крышки 3 моторно-осевых подшипников к верхним смазочным камерам 2. Масло к шейкам оси подается при помощи фитильной набивки 1 из шерстяной пряжи. Принудительная подача масла к моторно-осевым подшипникам обеспечивает высокую их надежность.

Рис.13. Рис.14.

Рис.13. Колесная пара с приводом для принудительной смазки моторно-осевых подшипников: 1 - фитильная набивка или польстер; 2 - верхняя смазочная камера; 3 - нижняя масляная камера; 4 - бандаж; 5 - колесный центр; 6, 12, 16 - лабиринтные кольца; 7 - шестеренный масляный насос; 8 - зубчатый венец; 9 - ось; 10 - вкладыши моторно-осевого подшипника; 11 - тяговый электродвигатель; 13 - зубчатый венец; 14 - эластичный элемент; 15 - боковой фланец; 17 - ролик; 18 - ступица.

Рис.14. Схема самоустановки упругого зубчатого венца в плоскость вращения шестерни двигателя.

 

Зубчатые колеса тягового редуктора имеют - прямые зубья с модулем зацепления, равным 10мм (модуль зацепления показывает, сколько миллиметров диаметра колеса приходится на один зуб). Поверхностное упрочнение зубьев значительно повышает их износостойкость. Чтобы исключить появление у корня зуба прижогов и шлифовочных трещин, впадину зубьев и переходные поверхности не шлифуют.

Упругое самоустанавливающееся зубчатое колесо. Все грузовые тепловозы оборудуются упругими самоустанавливающимися зубчатыми колесами (УСЗК). Непосредственное взаимодействие колесной пары с рельсовым путем связано с ударами и инерционными усилиями, передающимися тяговому приводу. Применение УСЗК дает возможность более равномерно распределить усилие, действующее на зуб, по всей его длине и снизить динамические нагрузки в приводе.

Венец 13 УСЗК (рис. 14) относительно ступицы центрируется роликами 17. Наличие восьми эластичных элементов 14, дает значительный угол закручивания венца при допустимых значениях относительной деформации резиновых втулок. Упорные упругие элементы 19 ограничивают максимальные деформации тройных эластичных в момент трогания или боксования локомотива.

Зубчатый венец, поворачиваясь за счет деформации резиновых втулок блоков, упирается поверхностями своих отверстий в средние части упорных блоков (после выбора радиального зазора 4мм). Дальнейшая деформация упругих элементов происходит совместно. Необходимость установки упругих элементов двух типов вызвана тем, что в момент трогания и разгона требуется оградить резиновые элементы от больших деформаций. С ростом скорости тепловоза сила тяги уменьшается, но значительно возрастают динамические нагрузки. Поэтому в данном случае зубчатый венец должен иметь малую жесткость в тангенциальном направлении. Благодаря снижению тяговой нагрузки упорные элементы выключаются из работы, а колебания венца под динамическими нагрузками происходят в радиальном зазоре между венцом и упорными элементами.

Зубчатый редуктор. Состоит из шестерни, насаженной в горячем состоянии на конический хвостовик вала якоря двигателя, зубчатого колеса, укрепленного на оси колесной пары, и кожуха редуктора, предохраняющего зубчатую пару от пыли и грязи и служащего резервуаром для масла.

Наиболее эффективным средством снижения концентрации нагрузки на зубьях является применение упругих самоустанавливающихся зубчатых колес. Упругая связь зубчатого венца со ступицей, позволяет венцу занимать такое положение, при котором зубья колеса и шестерни прилегают друг к другу по всей длине. При перекосе осей шестерни и зубчатого колеса его венец поворачивается в поперечном направлении на некоторый угол, обеспечивая относительно равномерный контакт между зубьями. Поворот венца в поперечном направлении возможен за счет упругой деформации резиновых втулок в осевом направлении и зависит от их жесткости. За каждый оборот колесной пары зубчатый венец совершает поперечные отклонения в обе стороны от своей оси, приспосабливаясь к зубьям шестерни. По этой причине зубчатое колесо носит название самоустанавливающегося.

Упругое закручивание венца обеспечивает плавную безотрывную работу зубьев передачи, снижает пульсацию момента, передаваемого от двигателя колесной паре, уменьшает тепловую напряженность коллектора, так как при упругом закручивании венца пусковой ток распределяется между несколькими пластинами, постепенно включающимися в работу. Резиновые элементы упругих колес защищают элементы колесно-моторного блока от высокочастотных вибраций.

Смазка зубчатой передачи, работающей при высоких контактных напряжениях, должна отличаться большой липкостью. Смазка заправляется в сварной кожух редуктора, состоящий из разъемных верхней и нижней полостей. Между половинами кожуха в паз, образованный в верхней половине приваренными изнутри и снаружи накладками, положена по всему периметру уплотняющая резиновая прокладка. Верхняя и нижняя половины кожуха стягиваются болтами. К боковой стене кожуха и к обечайке нижней половины приварены специальные бонки, имеющие отверстия с резьбой, куда завертываются болты, крепящие кожух к тяговому электродвигателю.