Тяговые приводы локомотивов с гидропередачей.

Расположение элементов тягового привода на локомотивах с гидропередачей.

Механизмы, осуществляющие кинематическую и силовую связь между выходным валом гидропередачи и ведущими колесными парами локомотива называются тяговыми приводами.

В мощных тепловозах с гидравлической передачей привод движущих осей, т. е. передача вращающего момента от дизеля к колесам осуществляется с помощью карданного механизма. Опыт эксплуатации силовых передач с карданными валами показывает, что при хорошем конструктивном исполнении они экономичны и надежны в работе. Этот тип привода подразделяется на две группы.

Приводы первой группы, показанные на рисунках, характеризуются тем, что все движущие оси локомотива связаны единой системой карданных валов.

Ко второй группе относятся приводы, рассчитанные на независимое обслуживание каждой тележки.

Правильная компоновка отдельных узлов гидропередачи на тепловозе оказывает решающее влияние на динамику передачи и долговечность службы ее узлов.

В качетсве примера тяговых приводов первой группы можно рассматривать тяговые приводы тепловозов ТГМ4 и ТГМ6 тележки которых показаны на рисунке.

Спарниковые приводы с отбойным валом используют на промыш-ленных и маневровых локомотивах небольшой мощности. Привод этого типа отличается простотой и надежностью в работе, однако его применение ограничено необходимостью рамной конструкции экипажной части и невозмож-ностью использования унифицированных узлов и деталей.

На некоторых зарубежных тепловозах применяется комбинированный тяговый привод колесных пар, карданный механизм применяется для передачи вращающего момента на внутренние оси тележек, а оси каждой тележки между собой соединяются дышлами (спарниками).

Карданные валы.

Карданные валы служат для передачи вращающего момента от выходных фланцев раздаточного вала гидропередачи осевым редукторам (см. выше). В то же время они являются гибкой связью, обеспечивающей в процессе движения тепловоза возможность колебания надрессорного строения, поворота тележек при вписывании тепловоза в кривые участки пути и подпрыги-вания колесной пары с осевым редуктором на стыках рельсов.

Раздаточный карданный вал тепловоза ТГМ6А показан на рисунке.

Оба фланца карданного вала соединяются с входным и выходным фланцами болтами, установленными в отверстия с зазором. При такой установке болтов вращающий момент передается силами трения, возникающими между присоединяемыми фланцами, поэтому момент затяжки болтов должен быть не менее 400 Нм (40 кгсм), а присоединяемые поверхности фланцев должны быть обезжирены.

Раздаточный карданный вал включает в себя два шарнира, каждый из которых состоит из фланца 11, скользящей 17 или приварной 1 вилки, крестови-ны в сборе 14, крышек 10 и подшипников; в сборе 13. Чтобы исключить проворот подшипника относительно проушин вилок и фланцев, устанавливается штифт 15.

Радиальные нагрузки от шипа крестовины воспринимают иголки; двухрядного сепараторного подшипника 814715K1. Осевые нагрузки от торца шипа крестовины через капроновую шайбу, стакан подшипника и напрессованную на стакан обойму воспринимает крышка 10, которая прикреплена к проушинам шестью болтами застопоренными проволокой.

Уплотнение подшипника обеспечивает резиновая манжета 23, которая размещена в штампованной обойме, завальцованной в стакан подшипника. Упругие края манжеты контактируют с конусной частью шипа крестовины. В манжете выполнены каналы, которые обеспечивают герметичность подшипника и проточность смазки при запрессовке ее через любую из двух масленок 8 переходника 9. При запрессовке смазки воздух и отработавшая смазка выходят через каналы манжеты.

Скользящая 17 и приварная 1 вилки соединены между собой при помощи эвольвентных шлиц с центрированием по наружному диаметру. Вилка 1 состоит из шлицевого хвостовика, трубы и собственно вилки, соединенных между собой сваркой. Полость для смазывания шлицев образована за счет установки заглушки 16 и гайки 18 с уплотнительным кольцом 20 из войлока, пропитанного смесью солидола Ж и графита П. Для фиксации уплотнительного кольца и поджатия его гайкой по мере износа установлены разрезные шайбы. Дистанционная втулка 12 обеспечивает требуемое удлинение карданного вала при вписывании тепловоза в кривые участки пути. Гайка 18 с уплотнением предохраняет скользящую вилку 17 от выпадания при транс-портировке и монтаже карданного вала. Для предотвращения самоотвинчи-вания гайка стопорится проволокой. Смазку в шлицевое соединение запрессовывают через одну из двух диаметрально расположенных масленок 8, откуда она поступает ко всем шлицам через кольцевую проточку в скользящей вилке 17. Центральное отверстие в заглушке 16 обеспечивает выход воздуха при запрессовке смазки.

Масленки крестовин и шлицевого соединения расположены таким образом, что каждая точка смазки может получать масло от любой из двух диаметрально расположенных масленок. Это обеспечивает возможность смазывания карданного вала после остановки тепловоза без дополнительных его передвижений. Смазываются подшипники и шлицевые соединения смазкой ЖРО.

Фланцы карданного вала статически балансируют с точностью до 3000 гс.мм; вилки допускается не балансировать. Собранный карданный вал подвергают динамической балансировке с точностью до 9000 гс.мм. Статическую балансировку осуществляют путем сверления отверстий, динамическую — за счет установки двух пар балансировочных грузов 6 с каждой стороны вала в пазах типа ласточкиного хвоста. Раздвигая или сдвигая балансировочные грузы в пазах, добиваются устранения дисбаланса.

Окончательно установленные балансировочные грузы фиксируют винтами 5 и кернят с целью предупреждения их самоотвинчивания.

Осевые редуктора тепловозов с гидропередачей.

В карданных тяговых приводах тепловозов с гидравлической передачей мощности осевые редуктора, как правило, изготавливаются одно- или двухступенчатыми. Одноступенчатый редуктор наиболее прост по конструкции и состоит из одной пары конических колес. Применение одноступенчатых осевых редукторов позволяет уменьшить неподрессоренную массу колесной пары. Однако для передачи крутящего момента необходимо иметь еще раздаточные и промежуточные редукторы, устанавливаемые на раме тележки, или один из осевых редукторов должен выполнять роль раздаточного либо промежуточного редуктора.

Наибольшее распространение получили двухступенчатые осевые редукторы. В зависимости от последовательности расположения зубчатых колес двухступенчатые редукторы разделяют на коническо-цилиндрические (риснок, б) и цилиндрическо-конические (рисунок, в). Применение двухступенчатых редукторов для привода колесных пар позволяет обеспечить в зависимости от тре-бований широкий диапазон передаточных чисел при достаточной унификации редукторов. Двухступенчатый редуктор легко трансформировать в промежуточный редуктор, передавая крутящий момент через карданный вал и на другие колесные пары.

Основные характеристики осевых редукторов.

В качестве примера рассмотрим осевой редуктор, устанавливаемый на тепловозах ТГМ6А, приведенный на рисунке.

Осевые редукторы передают вращающий момент от карданных валов к колесным парам, обеспечивая при этом понижение частоты вращения. Осевые редукторы тепловоза ТГМ6А выполнены двухступенчатыми с общим передаточным числом 4,24. Первая ступень с передаточным числом 1,19 состоит из двух конических колес с круговым зубом, вторая ступень с передаточным числом 3,55 — из двух цилиндрических прямозубых колес.

В корпусе осевого редуктора размещены ведущий 5 и ведомый 20 валы. В нижней части корпуса установлен насос смазки (на рисунке не показан), обеспечивающий принудительное смазывание шестерен и подшипников. Опирается редуктор на ось колесной пары 36 через два роликовых подшипника 25; шариковый подшипник 27 фиксирует редуктор в осевом направлении.

Корпус редуктора, отлитый из стали 25Л11, состоит из двух частей: верхнего 1 и нижнего 2 картеров. Правильная установка картеров друг относительно друга обеспечивается за счет шпилек с конусностью 1:200. К верхнему картеру приварен кронштейн для крепления реактивной тяги 13. Разъемы картеров уплотнены вискозным шпагатом.

Ведущий и ведомый валы установлены на роликовых подшипниках. Роликовые подшипники воспринимают только радиальные усилия; осевые усилия на ведущем и ведомом валах воспринимают шариковые подшипники 15 с разрезным внутренним кольцом, имеющие радиальный зазор 0,14—0,18 мм.

Ведущий вал 5, изготавливается из стали 38ХС и термообрабатывается до твердости 255—302 НВ. На вал насажены входной 6 и выходной 17 фланцы, установлена ведущая коническая шестерня 11. Внутренние кольца подшипников упираются в съемный бурт, состоящий из втулки, насаженной на два полукольца, которые утоплены в кольцевую выточку вала. Ведомый вал 20 представляет собой вал-шестерню с прямыми зубьями; на нем установлена ведомая коническая шестерня 21. Вал-шестерня изготовлен из стали 20Х2Н4А; рабочие поверхности зубьев цементированы (глубина цементированного слоя после шлифовки 1,3—1,6 мм) и термообработаны до твердости 58 HRC. Рабочие поверхности зубьев конических шестерен в отличие от зубьев вала-шестерни не шлифованы; твердость их после цементации на глубину 1,6—1,9 мм не менее 58 HRC.
Конические шестерни и фланец 6 установлены на валах на конусных посадках с гарантированным натягом (конусность 1:50). Валы имеют каналы для подвода масла в зону конусных соединений при их разборке. Для защиты от загрязнения каналы заглушают резьбовыми пробками 4.

Подшипники ведущего вала защищены двухкамерными лабиринтовыми уплотнениями 7. На оси колесной пары также применены лабиринтовые уплотнения 35, в которых масло отбрасывается в картер редуктора центробежными силами.

Редуктор имеет комбинированную систему смазки, т.е. предусмотрена как принудительная система смазки (на рисунке не показано), так и смазка разбрызгиванием.

Масло в редуктор заливают через резьбовое отверстие для сапуна 22. При этом вначале заполняется полость для смазывания конических шестерен, за-тем масло сливаясь из нее через край выступа, заполняет нижнюю полость редуктора. Контролируют уровень масла щупом 23, установленным в нижнем картере. Сливают масло через два отверстия, закрываемые пробками в нижнем картере и одно в верхнем. Для смазывания редуктора применяют масла ТСп-15К, а при температуре наружного воздуха ниже минус 25 град.С – ТСп-10.

Реактивная тяга 13 удерживает осевой редуктор от поворота вокруг оси колесной пары. Одним концом реактивная тяга прикреплена к шайбе шкворневого крепления (на рисунке не показано), а другим к кронштейну осевого редуктора. Шарниры в реактивных тягах обеспечивают свободное перемещение осевых редукторов при колебаниях колесных пар относительно рамы тележки. Для снижения динамических сил при резком изменении реактивного момента служат резиновые амортизаторы 10.