В настоящее время на грузовых магистральных и маневровых тепловозах применяется тяговый привод первого класса с опорно-осевой установкой тягового электродвигателя. В таком приводе тяговый электродвигатель одной стороной опирается через подшипники скольжения на ось колесной пары (КП), а второй стороной — на раму тележки через упругую или пружинную подвеску.

На протяжении нескольких десятилетий такая конструкция колесно-моторного блока (КМБ) оставалась неизменной, несмотря на ряд существенных недостатков. Основной из них — малоэффективная смазка в зоне контакта подшипников скольжения с осью КП. Практически на всех тепловозах подача смазки в подшипники осуществляется через польстерные устройства.

Для повышения эффективности смазки подшипников скольжения на магистраль

ных грузовых тепловозах и тепловозах с нагрузкой на рельс от КП свыше 21 тс применяется дополнительный циркуляционный насос. Он повышает объем подачи смазки в зону контакта оси колесной пары с подшипником скольжения, тем самым снижая коэффициент трения и износ деталей. При движении поездов в диапазоне скоростей от 1 до 25 км/ч циркуляционным насосом не обеспечивается достаточная подача смазки, что вызывает интенсивный износ подшипников скольжения.

Изменение геометрических параметров в подшипниковом узле приводит к нарушению герметичности соединения, увеличенному расходу смазки и необходимости дополнительной дозаправки поль-стерных пакетов. Увеличение радиального зазора в подшипниках (в эксплуатации он может достигать 2,4 мм) крайне негативно сказывается на работе тягового редуктора по причине возникающих перекосов оси КП и вала тягового электродвигателя. Увеличивается нагрузка в зубчатом зацеплении, повышается износ рабочих поверхностей шестерни и зубчатого колеса, снижается ресурс оси КП и т.д.

Для сравнения в таблице приведены объемы работ, выполняемые при технических обслуживаниях и текущих ремонтах двух типов моторно-осевых подшипников. Из нее видно, что применение МОП качения в перспективе приведет к ликвидации в ремонтных депо и сервисных компаниях всей системы хранения двух типов осевого масла.

Локомотивостроительные фирмы Западной Европы и США, начиная еще с конца 90-х годов XX века, стали выпускать тепловозы и электровозы с моторно-осе-выми подшипниками (МОП) качения. В отечественном локомотивостроении подшипники качения были впервые применены в 1998 г. в колесно-моторных блоках российско-американского тепловоза серии ТЭРА1.

В 2006 г. Брянским машиностроительным заводом (БМЗ) был построен первый в России магистральный грузовой тепловоз 2ТЭ25А «Витязь» с электрической передачей переменно-переменного тока и асинхронными тяговыми электродвигателями. Электрическая передача и экипажная часть данного тепловоза были спроектированы специалистами ОАО «ВНИКТИ». В соответствии с техническим заданием на тепловоз в конструкции тележки были применены МОП качения. Данная задача была решена использованием конических МОП качения американской фирмы «Timken». Исходя из рекомендаций производителя подшипников, технология сборки требует обеспечение осевого зазора (0,1 — 0,25 мм) в подшипниковом узле по фактическим размерам сопрягаемых деталей и индивидуальному подбору регулировочных прокладок для каждой КП.

Отсутствие достаточных данных по эксплуатации и фактическим динамическим нагрузкам, возникающим в КМБ с МОП качения, привели к тому, что в эксплуатации на первых образцах тепловозов вышли из строя несколько КП. Причиной дефекта стало увеличение осевого зазора в подшипниковом узле из-за смещения стопорного кольца и разрушение роликов подшипников. В ходе совместной работы специалистов БМЗ и ОАО «ВНИКТИ» в конструкцию подшипникового узла КП тепловоза 2ТЭ25А были введены изменения, позволившие устранить недостаток конструкции.

По опыту эксплуатации и производства КМБ тепловоза 2ТЭ25А перед специалистами технической дирекции ЗАО «Трансмашхолдинг» была поставлена задача по разработке более технологичного и ремонтопригодного варианта конструкции КМБ с МОП качения.

В результате была разработана новая конструкция КМБ с МОП качения. В качестве МОП были выбраны два типа — радиальный двухрядный сферический роликовый и радиальный с короткими роликами. В отличие от конических, для указанных типов подшипников не требуются регулировка осевых зазоров и индивидуальная подгонка, что в значительной степени упрощает технологию сборки КП. Радиальный двухрядный сферический роликовый подшипник расположен в районе тягового редуктора и воспринимает основную радиальную и осевую нагрузки. Радиальный подшипник с короткими роликами расположен с противоположной стороны от тягового редуктора и воспринимает только радиальную нагрузку, причем отсутствие упорных буртов на внутренней обойме подшипника позволяет компенсировать тепловые расширения деталей КП. Производителями подшипников являются известные европейские фирмы «SKF» (Швеция) и «ZKL» (Чехия).

В ходе вибропрочностных испытаний КМБ на испытательном стенде в ОАО «ВНИКТИ» один из опытных образцов прошел обкатку в течение 250 ч в условиях масляного голодания (смазка в сферическом подшипнике отсутствовала). Необходимо отметить, что даже при отсутствии доста