Что влияет на надежность группового тягового привода

[Admin]

Что влияет на надежность группового тягового привода

На железных дорогах России и крупных промышленных предприятиях эксплуатируются локомотивы с групповым тяговым приводом колесных пар. Это, например, подвижной состав с гидравлической передачей мощности, к которому относятся дизель-поезда ДР1А и Д1, маневровые тепловозы ТГМ4 и ТГМ6 с различными буквенными индексами, промышленные тепловозы ТГМ23, а также промышленные локомотивы с электрической передачей мощности ТЭУ630.

На маломощных (до 350 кВт) и низкоскоростных промышленных локомотивах рамной конструкции (ТГМ23) привод движущих осей, т.е. передача вращающего момента от дизеля к колесам, осуществляется, главным образом, кривошипно-шатунным механизмом. Эти локомотивы имеют небольшую базу кузова и поэтому легко вписываются в кривые малого радиуса заводских и подъездных путей. На более мощных локомотивах с гидропередачей (свыше 350 кВт) привод движущих осей выполняется с помощью карданной трансмиссии. Такой привод обусловлен большой базой кузова локомотива и двумя ходовыми тележками.

На надежность группового тягового привода значительно влияет неравенство тяговых нагрузок колесных пар, которые могут быть вызваны многими причинами: неравенством условий сцепления колес с рельсами, различием осевых нагрузок, неравенством диаметров кругов катания и др. Наиболее существенной из них является разность диаметров кругов катания колесных пар. Чем она больше, тем значимее расхождение в тяговых усилиях. В групповом тяговом приводе (независимо от направления движения) колесная пара с большим диаметром создает и большее тяговое усилие.

На основании ходовых испытаний, проведенных учеными Петербургского государственного университета путей сообщения (ПГУПСа) на дизель-поезде ДР1А, получены экспериментальные тяговые характеристики колесных пар моторной тележки с разностью диаметров 1 мм (рис. 1). На рисунке кривая «а» соответствует тяговой характеристике колесной пары с большим диаметром по кругу катания, а кривая «б» — с меньшим. Из приведенных данных следует, что карданный вал, передающий вращающий момент от выходного вала гидропередачи на колесную пару с большим диаметром по кругу катания, несет и большую нагрузку, чем карданный вал, идущий к меньшей колесной паре. Следовательно, надежность второго карданного вала выше, чем первого Это положение справедливо для локомотива с любой схемой группового карданного привода колесных пар.

Таким образом, чтобы нагрузки на все элементы группового привода, включая и карданные валы, были одинаковыми, следовало бы при формировании группового тягового привода локомотива устанавливать колесные пары равного диаметра. Но на практике из-за технологических особенностей ремонтного производства в депо подобрать колесные пары без дополнительной обточки их круга катания не удается.

Последовательная схема соединения колесных пар в двухосном групповом тяговом приводе ходовой тележки 1 тепловозов ТГМ4, ТГМ6 и ТГ16 предусматривает установку двух карданных валов (рис. 2). Первый вал 7 — раздаточный, устанавливается между выходным валом гидропередачи 8 и проходным осевым редуктором 6 второй колесной пары 5 ходовой тележки. Второй карданный вал 4 — тележечный, между проходным осевым редуктором второй колесной пары и концевым осевым редуктором 3 первой колесной пары 2.

В результате перераспределения тяговых усилий по движущим осям нагруженность участков группового карданного привода с последовательным потоком энергии (от выходного вала гидропередачи до наружной оси) зависит от вариантов установки в нем колесных пар разного диаметра. Если колесная пара меньшего диаметра максимально удалена от выходного вала гидропередачи, то тележечный карданный вал оказывается менее нагруженным. И наоборот, при установке колесной пары большего диаметра на максимальном удалении от выходного вала гидропередачи тележечный карданный вал оказывается более нагруженным. Нагрузка же раздаточного карданного вала остается неизменной, так как он несет суммарную тяговую нагрузку.

Следовательно, колесные пары с меньшим диаметром по кругу катания рациональнее ставить дальше от раздаточной шестерни гидропередачи, а колесные пары с большим диаметром — ближе к ней. При этом нагруженность тележечных карданных валов станет меньше, а их долговечность и надежность выше.

Это утверждение было проанализировано на примере тепловоза ТГМ4 с помощью расчета увеличения долговечности карданного вала трансмиссии по повышению долговечности его игольчатых подшипников, как наиболее слабых узлов его конструкции.

На основании проведенных расчетов при условии одинакового времени работы тепловоза на маневровом и поездном режимах получено, что при установке колесной пары с меньшим диаметром по кругу катания в ходовой тележке на максимальном удалении от выходного вала гидропередачи долговечность тележечного карданного вала увеличится в 2,2 раза. А учитывая то, что разность диаметров колесных пар в рассматриваемой схеме группового тягового привода в соответствии с правилами ремонта и эксплуатации тягового подвижного состава может достигать 1 мм, то в этом случае долговечность тележечного карданного вала повышается еще больше.

Рекомендуемая технология формирования группового карданного тягового привода из имеющихся в наличии колесных пар с неравными диаметрами по кругу катания возможна при текущем ремонте локомотива в условиях депо без дополнительных материальных и временных затрат.

Д-р. техн. наук Л.Н. ПАВЛОВ, канд. техн. наук В.А. КРУЧЕК, ПГУПС

[СЦБот]

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin