[1]Полезная модель относится к рельсовым транспортным средствам, а именно, к устройствам для передачи крутящего момента от тягового двигателя к колесной паре.
[2]Известен тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, опирающийся на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники, и зубчатую передачу, причем малое зубчатое колесо размещено на валу тягового электродвигателя, а большое зубчатое колесо - на оси колесной пары (Бирюков И.В., Беляев А.И., Рыбников И.К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог.- М.: Транспорт, 1986. - С. 41-43, рис. 3.1).
[3]Недостаток данного тягового привода, применяемого на тепловозах серий 2ТЭ10, ТЭМ2, 2ТЭ116 отечественных железных дорог, состоит в том, что при работе односторонней зубчатой передачи реактивное усилие, действующее на шестерню со стороны зацепления, создает крайне неравномерную нагрузку на моторно-осевые подшипники со стороны зубчатой передачи и со стороны коллектора, что приводит к неравномерному их износу с последующим ростом угла перекоса корпуса тягового электродвигателя относительно колесной пары (Бирюков И.В., Беляев А.И., Рыбников И.К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог.- М.: Транспорт, 1986. - С. 43).
[4]Известен тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель, подвешенный на раме тележки, осевой редуктор, торсионный вал, проходящий через полый вал ротора тягового электродвигателя и связанный с валом осевого редуктора и валом тягового электродвигателя компенсационными муфтами (Конструкция, расчет и проектирование локомотивов: учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности «Локомотиво-строение». А.А. Камаев, Н.Г. Апанович, В.А. Камаев и др.; под ред. А.А. Камаева. - М.: Машиностроение, 1981. - С. 133-134, рис. 91).
[5]Недостатком данного тягового привода, применяемого на тепловозе 2ТЭ121, электровозах ЭП1 и ЭП10 отечественных железных дорог и ДСЗ железных дорог Украины, является ограничение возможности снизить массу тягового электродвигателя путем повышения частоты вращения ротора, вследствие необходимости повышать внутренний диаметр подшипников ротора для размещения внутри вала электродвигателя торсионного вала. Так, наружный диаметр вала асинхронного тягового электродвигателя СТА-1200 мощностью 1200 кВт с приводом с опорно-рамным тяговым электродвигателем и осевым редуктором составляет 188 мм, что почти на 40 мм больше диаметра вала тяговых электродвигателей электровозов с опорно-осевым подвешиванием, а масса составляет 2400 кг, что на 20% выше массы асинхронных тяговых электродвигателей той же мощности для привода с опорно-осевым подвешиванием тяговых асинхронных электродвигателей (около 2000 кг).
[6]Известен тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель и осевой редуктор, связанные вместе разъемным соединением, и опирающиеся на ось колесной пары с помощью подшипников, причем тяговый электродвигатель со стороны, противоположной осевому редуктору, опирается на ось колесной пары через один подшипник, разъемное соединение с корпусом осевого редуктора выполнено неподвижным, осевой редуктор опирается на ось колесной пары с помощью одного подшипника, вал ротора тягового электродвигателя одним концом опирается на статор тягового электродвигателя через подшипник, а противоположным концом - на подшипники вала осевого редуктора, с которым вал ротора тягового электродвигателя соединен посредством мембранной муфты (Электровоз грузовой постоянного тока 2ЭС10 с асинхронными тяговыми электродвигателями. Руководство по эксплуатации. Часть 4. Описание и работа. Механическое оборудование и системы вентиляции. 2ЭС 10.00.000.000 РЭЗ. - ООО «Уральские локомотивы». - С. 28-32, рис. 3.5).
[7]Недостатками указанного тягового привода, примененного для электровоза 2ЭС10 отечественных железных дорог, являются весьма жесткие требования к технологической точности изготовления сопрягаемых поверхностей корпуса тягового электродвигателя, подшипникового щита со стороны редуктора и корпуса редуктора. Кроме того, изгиб оси колесной пары при воздействии на нее статических и динамических нагрузок со стороны букс ведет к перекосу большого зубчатого колеса осевого редуктора относительно малого, неравномерному распределению контактных нагрузок по длине зубьев и снижению долговечности работы осевого редуктора. Отсутствие упругих звеньев между осью колесной пары и валом ротора тягового электродвигателя приводит к возникновению динамических моментов в тяговом приводе, что увеличивает склонность локомотива к боксованию и повышает износ бандажей колесной пары. Установлено, что применение упругих зубчатых колес уменьшало склонность к боксованию и снижало интенсивность износа бандажей на 15%. (Бирюков И.В., Беляев А.И., Рыбников И.К. Тяговые передачи электроподвижного состава железных дорог.- М.: Транспорт, 1986. - С. 59). Перечисленные недостатки ведут к увеличению затрат при эксплуатации и ремонте тягового привода.
[8]В качестве прототипа предлагаемой полезной модели выбран тяговый привод локомотива, содержащий тяговый электродвигатель и осевой редуктор, связанные вместе разъемным соединением и опирающиеся на ось колесной пары с помощью подшипников, подшипники, с помощью которых тяговый электродвигатель опирается на ось колесной пары, расположены на противоположных концах корпуса тягового электродвигателя, разъемное соединение осевого редуктора с тяговым электродвигателем содержит неподвижно связанный с корпусом тягового электродвигателя палец, входящий в отверстие сферического шарнира, и ползун, перемещающийся в пазу кронштейна осевого редуктора, а вал тягового электродвигателя и вал осевого редуктора связаны упругокомпенсационной муфтой (Патент РФ №164797, МПК В61С 9/48, публ. 2016).
[9]Недостаток прототипа заключается в том, что паз кронштейна и сопрягаемый с ним ползун не защищены от загрязнений, влаги и иных внешних воздействий, что приводит к коррозии трущихся поверхностей кронштейна и ползуна и росту расходов в эксплуатации на восстановление кронштейна и ползуна.
[10]Техническая проблема состоит в снижении расходов на эксплуатацию локомотива при ремонте и обслуживании привода.
[11]Техническая проблема достигается тем, что в тяговом приводе локомотива, содержащем тяговый электродвигатель и осевой редуктор, связанные разъемным соединением и опирающиеся на ось колесной пары с помощью подшипников, расположенных на противоположных концах корпуса тягового электродвигателя, причем разъемное соединение осевого редуктора с тяговым электродвигателем содержит неподвижно связанный с корпусом тягового электродвигателя палец, входящий в отверстие сферического шарнира, а вал тягового электродвигателя и вал осевого редуктора связаны упругокомпенсационной муфтой, дополнительно содержится поводок, на противоположных концах которого установлены сферические шарниры, причем один сферический шарнир связан с пальцем, а второй - с кронштейном на корпусе осевого редуктора, а на сферических шарнирах установлены эластичные диафрагмы.
[12]Технический результат заключается в том, что, благодаря связи осевого редуктора с корпусом тягового электродвигателя посредством поводка с двумя шарнирами, тяговый привод не содержит паза кронштейна и ползуна, трущиеся поверхности сферических шарниров защищены эластичными диафрагмами от попадания пыли и влаги, что предотвращает их износ и снижает расходы на эксплуатацию локомотива.
[13]Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид тягового привода локомотива; на фиг. 2 - вид тягового привода со стороны осевого редуктора; на фиг. 3 - шарнир в разрезе.
[14]Тяговый привод локомотива (фиг. 1) содержит тяговый электродвигатель 1 и осевой редуктор 2, опирающиеся на ось 3 колесной пары 4 с помощью подшипников 5 и 6, подшипники 5, с помощью которых тяговый электродвигатель 1 опирается на ось 3 колесной пары 4, расположены на противоположных концах корпуса тягового электродвигателя 1, разъемное соединение осевого редуктора 2 с тяговым электродвигателем 1 содержит неподвижно связанный с корпусом тягового электродвигателя 1 палец 7, входящий в отверстие сферического шарнира 8, вал 9 тягового электродвигателя 1 и вал 10 осевого редуктора 2 связаны упругокомпенсационной муфтой 11. Сферический шарнир 8 установлен на конце поводка 12.
[15]На противоположном конце поводка 12 (фиг. 2) установлен еще один сферический шарнир 13, связанный с кронштейном 14 на корпусе осевого редуктора 2, а на сферических шарнирах 8 и 13 установлены эластичные диафрагмы 15 (фиг. 3).
[16]Предлагаемый тяговый привод локомотива работает следующим образом.
[17]Вращающий момент от вала 9 тягового электродвигателя 1 передается валу 10 осевого редуктора 2 через упругокомпенсационную муфту 11. При этом усилие реакции при реализации тягового усилия передается от осевого редуктора 2 на тяговый электродвигатель 1 через разъемное соединение в виде пальца 7, размещенного на тяговом электродвигателе 1 и входящего в отверстие сферического шарнира 8, поводок 12, сферический шарнир 13 и кронштейн 14 на корпусе осевого редуктора 2, что предотвращает поворот осевого редуктора 2 вокруг оси 3 колесной пары 4 относительно тягового электродвигателя 1 и поперечное смещение вала 10 осевого редуктора 2 относительно вала 9 тягового электродвигателя 1, предотвращая тем самым при вращении валов циклическую деформацию упругих элементов упругокомпенсирующей муфты 11 и обеспечивая надежность работы муфты 11. При проезде неровностей пути, возникающие в валопроводах привода динамические моменты амортизируются упругокомпенсационной муфтой 11. Вследствие подвижности соединения тягового электродвигателя 1 и осевого редуктора 2 в радиальном направлении относительно оси 3 колесной пары 4 обеспечивается амортизация динамических моментов при проезде неровностей пути, вследствие применения для соединения вала 10 осевого редуктора 2 и вала 9 тягового электродвигателя 1 одиночной упругокомпенсирующей муфты 11.
[18]Эластичные диафрагмы 15 защищают трущиеся поверхности шарниров 8 и 13 от попадания пыли и влаги.
