|
НУЖНА ПРОСТА! И НЙДЕЖНЙЯ КОНСТРУКЦИЯ УПРУГИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС ТЯГОВОЁ ПЕРЕДАЧ!
профессор кафедры «Тяговый подвижной состав»
РОАТ МИ ИТ, Смоленский филиал МИИТа
В январском номере журнала «Локомотив» за 2014 г, была опубликована статья
В.Е, Кононова и Г.И. Михайлова «О продлении срока службы упругих зубчатых колес тяговых приводов грузовых тепловозов». В ней предлагалось провести модернизацию упругих само-устанавливающихся зубчатых колес (УСЗК) с заменой существующих резинометаллических упругих элементов на трехвтулочные амортизаторы с устранением подвижного металлического контакта между упругими элементами и деталями УСЗК. Авторы хотели привлечь внимание работников ОАО «РЖД», влияющих на ситуацию по ресурсосбережению, повышению качества продукции и снижению ее себестоимости, чтобы практически выйти на изготовление УСЗК с полным устранением износа в узле упругой связи между венцом и ступицей, что давно предлагали специалисты, занимающиеся этой проблемой.
К сожалению, авторов, похоже, не услышали. Создается впечатление, что проблема улучшения конструкции УСЗК, повышения надежности и удешевления их изготовления никого не интересует. Позволю себе воссоздать историю разработки и внедрения УСЗК на тепловозах.
Рис. 1. Схема самоустановки упругого зубчатого венца в плоскость вращения шестерни двигателя
В шестидесятые годы тепловозный парк стал пополняться тепловозами типа ТЭ10, мощность которых была в полтора раза больше, чем у тепловозов ТЭЗ. Повышение передаваемой мощности заставило конструкторов усилить зубчатую передачу посредством увеличения модуля зацепления с 10 до 11 мм, а это привело к уменьшению числа зубьев шестерни двигателя и к более интенсивному их износу. Повысилась повреждаемость тяговых электродвигателей, и к середине шестидесятых годов стало катастрофически их не хватать. Это обстоятельство подтолкнуло железнодорожное ученое сообщество к поиску путей совершенствования тяговой зубчатой передачи опорноосевого привода.
Первая диссертация, посвященная применению упругих элементов в тяговой передаче тепловозов с опорно-осевым приводом, была защищена в 1967 г. В.М. Горским под руководством профессора В.Н. Иванова (в то время заведующий кафедрой «Локомотивы» МИИТа). Было изготовлено несколько упругих зубчатых колес с втулочными резиновыми амортизаторами сжатия, а также с плоскими амортизаторами сдвига. Эксплуатационную проверку они проходили под тепловозом ТЭЗ, но завершить полностью эксперимент не удалось — на ремонтном заводе упругие зубчатые колеса были демонтированы.
Особенность тепловозной зубчатой передачи с односторонним консольным расположением шестерни заключается в том, что из-за изгибных деформаций оси и вала электродвигателя, зазоров в подшипниках между зубьями передачи возникает перекос. А это приводит к неравномерному распределению передаваемой нагрузки по длине зуба и интенсивному его износу. Поэтому упругая передача призвана не только снижать динамические нагрузки на зубья, но и обеспечивать более равномерное их распределение по длине зуба. Идея возложить функцию самоуста-новки зубчатого венца в плоскость работы шестерни на упругие элементы зародилась еще при работе над дипломным проектом, который автор статьи выполнял во ВЗИИТе под руководством профессора В.В. Иванова.
В дальнейшем автор, будучи аспирантом, включился в творческий коллектив лаборатории тягового привода ВНИТИ, которой руководил профессор А.И. Беляев. Под его руководством были сконструированы и изготовлены для стендовых испытаний упругие самоуста-навливающиеся зубчатые колеса, конструкция которых позволяла не только снижать динамические нагрузки в приводе, но и обеспечивать более равномерное распределение нагрузки по длине зубьев за счет самоустановки зубчатого венца. Упругие элементы представляли собой трехвтулочные резинометаллические блоки, собранные на одном валике. Резиновые втулки запрессовывались между металлическими втулками и валиком с радиальным под-жатием 27 %.
Предполагалось, что установленные по скользящей посадке в отверстия венца и фланцев ступицы, упругие элементы обеспечат легкую самоустановку зубчатого венца по глад-
Рис. 2. Упругая связь венца со ступицей в серийном УСЗК с эластичным элементом (а) и с упорным элементом (б):
1 — зубчатый венец; 2 — боковые фланцы; 3 — стопорные кольца; 4 — валик эластичного элемента; 5 — резиновые втулки; 6 — стальные втулки; 7 — ролики; 8 — ступица; 9 — ограничительные кольца; 10 — валик упорного элемента