Prenos krútiaceho momentu na dvojice kolies. Stanovenie krútiaceho momentu na hriadeli

Páry hnacích kolies pre elektrický prevod. Jednotka môže byť individuálna alebo skupinová. Dieselové lokomotívy s elektrickým prevodom v ZSSR a v zahraničí majú takmer výlučne samostatnú súpravu hnacích kolies, to znamená, že každý pár kolies má samostatný trakčný motor, ktorý spôsobuje jeho otáčanie. Skupinový pohon je tiež možný: jeden motor umiestnený na vozíku poháňa všetky jeho dvojice kolies (monomotorový vozík). Takýto systém, ktorý sa používal vo francúzskej budove lokomotív, má určité výhody, pokiaľ ide o dynamické účinky pri vysokorýchlostnom pohybe, ako aj pri použití hmotnosti spojky (pozri nižšie). Pri skupinovom pohone sa výrazne znižuje možnosť blokovania dvojíc kolies. Na trojnápravových podvozkoch však systém s jedným motorom vyžaduje zložitý systém ozubených kolies na prenos krútiaceho momentu na dvojkolesia. Preto sa v konštrukcii domácej dieselovej lokomotívy používa len individuálny pohon.

Krútiaci moment z trakčného motora na dvojicu kolies s jednotlivým pohonom sa prenáša pomocou jednostupňovej trakčnej prevodovky pozostávajúcej z valcového páru ozubených kolies: hnacieho kolesa - na hriadeli trakčného motora a hnaného kolesa - na osi dvojice kolies. V konštrukcii dieselových lokomotív je prevod, vzhľadom na obmedzené rozmery priestoru na umiestnenie trakčného motora, zvyčajne jednostranný, asymetrický okolo pozdĺžnej osi dieselovej lokomotívy, a preto pozostáva z čelných ozubených kolies. (Pri konštrukcii elektrických lokomotív sa používa obojstranná prevodovka - hnacie kolesá sú umiestnené na oboch koncoch hriadeľa trakčného motora. Toto usporiadanie umožňuje symetrický prenos krútiaceho momentu okolo pozdĺžnej osi lokomotívy a umožňuje použitie šikmých ozubených kolies, ktoré sú plynulejšie.)

V prípade jednostranného prenosu sú nevyhnutné určité posuny osí ozubených kolies a presadenie zubov v prevodovke, čo vedie k ich nerovnomernému opotrebeniu. Aby sa eliminovali škodlivé účinky skreslenia zubov pastorka, jedna zo strán sa vykonáva s miernym skosením (0,20-0,24 mm). Zuby sú teda skosené v uhle 5-6 "v smere opačnom k ​​šikmému zaťaženiu, takže počas prevádzky sa kontakt medzi zubami obidvoch ozubených kolies stáva rovnomernejším pozdĺž ich dĺžky.

Prevodový pomer trakčnej prevodovky závisí od účelu dieselovej lokomotívy: je to skôr pre nákladnú dopravu a posunovanie a zvyčajne je to 4,41 = 75/17, pre cestujúcich je to menej (napríklad pre dieselové lokomotívy TEP60-2,32, pre TEP70 je to 3,12).

Zavesenie trakčných motorov na vozíku s individuálnym súborom hnacích kolies by malo zaistiť prenos krútiaceho momentu pri súčasnom stlačení hmotnosti motora. Faktom je, že moment od hriadeľa motora k dvojici kolies sa môže prenášať len vtedy, keď je blok motora pevný. Ak však skriňu pripevníte na rám vozíka, potom pri vibrovaní sa roztrhne prevod medzi ozubenými kolesami hnacieho kolesa. Skriňa motora, ktorá je spojená s rámom vozíka, musí byť súčasne spojená so súpravou kolies súčasne, aby sa nemenila stredová vzdialenosť prevodovky. Toto je možné zabezpečiť, ak je motor podopretý na jednej strane rámom vozíka a na druhej strane súpravou kolies.

Takýto systém na zavesenie trakčných motorov (motor je pevne podopretý na náprave dvojkolesia a prostredníctvom pružných článkov na ráme podvozku) sa nazýva axiálna podpora. Keď je motor podopretý, približne polovica jeho hmotnosti sa pevne prenáša na dvojkolesie. Ak je motor plne namontovaný na ráme vozíka, dostaneme rámové zavesenie. V tomto prípade musí byť trakčný pohon pružný a musí kompenzovať posun motora vzhľadom na dvojkolesie.

Prvá schéma sa uplatňuje na sériové nákladné a posunovacie dieselové lokomotívy, druhá (viac štrukturálne zložitejšia) - na osobné a výkonné dieselové lokomotívy (2TE121).

Axiálne axiálne zavesenie trakčných motorov bolo najrozšírenejšie v budove sovietskej dieselovej lokomotívy (dieselové lokomotívy 2TE10V, TEZ, 2TE116, TEM2 atď.).

Trakčný motor 1 (obr. 11.6) má tri referenčné body. Opiera sa o špeciálne ložiskové čapy strednej časti osi 4 dvojkolesia s dvoma ložiskami ložiska motora 15. Umiestnenie hriadeľových ložísk trakčného motora a os dvojkolesia do jednej skrine zaisťuje, že stredová vzdialenosť ozubeného prevodu 2-3 sa nemení (v rámci tolerancií opotrebenia ložísk). ,

Tretia podpera (zavesenie na podvozkový rám) je vyrobená z pružiny - cez pružinovú súpravu pozostávajúcu zo štyroch pružín 7. Pružiny pracujúce paralelne sú stlačené medzi dvoma držiakmi 6 upevnenými na koncoch dvoma skrutkami 12. Medzi výstupky (horná časť 8 a spodná 5) je inštalovaná pružinová súprava ) liatá závesná konzola, privarená k rámu vozíka. Pozdĺž osi extrémnych pružín súpravy prechádzajú dve tyče 9 cez otvory v výstupkoch a držiakoch zdola nahor a upevňujú súpravu s rámom. Tyčiam 9 sa zabráni pádu valcami 13. Predlisovaná skrutka 12 pružinová súprava je zakrytá výčnelkami 10 skrine motora a po uvoľnení matíc na skrutkách 12 až do pružinových kolíkov, prítlačné svorky 6 proti výstupkom 10 11).

Obr. 11.6. Axiálne axiálne zavesenie trakčného motora

Motorové axiálne klzné ložiská pozostávajú z dvoch olovených bronzových puzdier ODS 4-4-17. Jedna vložka - horná - sa vloží do otvoru krytu trakčného motora, druhý - spodný - do „viečka“ (kryt) 19, ktorý je pritiahnutý k telu skrutkami. Spodná vložka má obdĺžnikové okno na privádzanie maziva (axiálneho oleja) k osi krku.

Na dieselových lokomotívach 2TE10L a TEZ s trakčnými motormi typov ED107 a EDT200B (v uvedenom poradí) sú krky mazané kontaktnou metódou s použitím poloplášťovej priadze. Olej sa naleje do olejového kúpeľa v uzávere 19 cez horný olejový olej 16 vo veku. Obal sa položí pred naliatím oleja v nasledujúcom poradí. Po prvé, plstená podložka a (znázornená na obr. 11.6 s plnou čiernou čiarou - pozri sekciu BB) sa položí priamo na hrdlo pozdĺž steny dutiny viečka, ktorá chráni obal pred oderom a utiahnutím do ložiska. Potom sa vopred vloží päť pradien z polovičnej vlnenej priadze namočenej v oleji: štyri - pozdĺž pásu a piata, zložená štvornásobne - na dne olejového kúpeľa, pričom sa konce prvých štyroch pradien pritlačia pozdĺž spodnej časti. Tesnenie pritlačené proti pružinovej doske 17 rovnomerne rozloží olej cez celé okno vložky. Na vrchu balenia je položená vrstva sáčku z bavlneného oleja nasiaknutého olejom. Úroveň mazania v ložisku sa kontroluje šikmým oblúkom cez spodný mazací prostriedok 18. Jeho výška (pozdĺž obruče) musí byť medzi 45-90 mm.

Stredná časť osi medzi ložiskami motor-axiálne je uzavretá ochranným puzdrom.

Na trakčných elektromotoroch dieselových lokomotív 2TE10V sa použilo pokročilejšie mazanie axiálnych ložísk motora. Na dodanie maziva v každom ložisku sa používa balíček („polster“) z 12 dvoch plstených dosiek s medzi nimi vatovými knôty. Vrecko je upevnené v krabici 11 s konzolou 10 (obr. 11.7).

Krabica má na vonkajšej strane lamelové pružiny 8, kvôli ktorej je vložená do ťahu do telesa 9 pružiny. Pružina 6 tlačí krabicu s piestom na os krku. Stlačenie pružiny (40-60 N) presahuje odpor dištančných pružín 8, čo zaisťuje kontakt polstera s krkom. Os 1 páky 7 je spojená s puzdrom 9, na ktorom je upevnená a pružina 6. Puzdro 9 je namontované na spodnej stene ložiskového veka 5. Úroveň mazania v olejovom kúpeli je riadená tyčou 3 plaváka 4 pri otváraní krytu 2 alebo pomocou mierky.

Trakčná prevodovka je chránená pred vonkajšími vplyvmi skrinkou 14 (pozri obr. 11.6). Skriňa sa skladá z dvoch polovíc, vyrobených z oceľového plechu pri zváraní, a je upevnená na skrini motora na troch miestach. Spodná časť skrine slúži ako nádoba na mazanie (typu STP) v množstve 3,5 litra (pre dieselové lokomotívy 2TE116 - do 5 litrov).

Zavesenie nosného rámu trakčných motorov sa líši od podpery nápravy tým, že celá hmotnosť trakčného motora sa prenesie do rámu vozíka. To výrazne znižuje hmotnosť netlakových častí lokomotívy, a tým aj jej vplyv na koľaj. Pri podopieraní zavesenia rámu existujú rôzne konštrukcie trakčného pohonu.

Obr. 11.7. Motor-axiálne ložisko s plesterom Jedným z najbežnejších je pohon s dutým hriadeľom a otočnou spojkou. Takýto pohon využíva francúzska spoločnosť Alstom, preto sa niekedy nazýva „pohon typu Alstom“. Tento typ pohonu s rámovým závesom bol aplikovaný na dieselové lokomotívy TEP60 (obr. 11.8) a prvý TEP70 (na č. 008).

Trakčný motor 4 (pozri obr. 11.8) s dvomi labkami 5 prílivov na strane jeho kostry - spočíva na konzolách 6 upevnených na priečnom nosníku rámu vozíka. Na druhej strane kostry motora v strede je šesť. 11.8. Schéma zavesenia rámu a rámu trakčného motora je priskrutkovaná na oceľový odliatok 1, ktorý spočíva na konzole 7 na druhom priečnom nosníku rámu podvozku. Motor má teda tri body podopretia na ráme podvozku, čo zaručuje jeho správnu montáž.

Motorové axiálne ložiská motora namontovaného na ráme nespočívajú na osi 2, ale podopierajú dutý hriadeľ 3 valcovým puzdrom s vonkajším priemerom 315 mm, na ktorom je pevné ozubené koleso hnacej prevodovky. Dutý hriadeľ 3 presahuje os 2 dvojkolesia. Radiálna vôľa medzi vnútorným povrchom dutého hriadeľa a osou je v priemere 35 mm. Táto hodnota úplne eliminuje možnosť kontaktu medzi týmito časťami, keď podvozok vibruje.

Zavesenie nosného rámu trakčného motora vyžaduje pružný trakčný pohon a odráža sa na usporiadaní dvojkolesia dieselovej lokomotívy (obr. 11.9). Pozostáva z osi 3, stredov kolies 6 s pneumatikami 8 a výstužných krúžkov 7, dutého hriadeľa 4 s pohonmi 1 a 6.

Zvážte vlastnosti častí dvojice kolies. Os 3 má priechodný otvor s priemerom 70 mm na uľahčenie hmotnosti. Stred kolesa má dva prítoky s otvormi na zatlačenie hnacích čapov 11 a dva otvory s priemerom 200 mm na priechod hnacích náprav.

Na koncoch dutého hriadeľa 3 namontovaného horúceho a fixovaného čapmi 5 sú pohony 1 a 6 s hnacími čapmi 10. Jeden z pohonov (/) má kotúčovú prírubu na spevnenie poháňaného ozubeného kolesa 2.

Krútiaci moment z trakčného motora na dvojicu kolies sa prenáša cez pružné spojky (obr. 11.10) umiestnené na oboch kolesách. Spojka sa skladá z priečnika 6 a 4 štyroch vodidiel 5, ktoré sú otočne spojené s valcami, dve vodidlá sú spojené prstami 2 pohonu spojky, ďalšie dva prsty sú umiestnené v strede kolesa. Hlavy elektród sa nasúvajú na prsty cez gumené tlmiče 3.

Existujú aj iné schémy trakčného pohonu pri podopieraní zavesenia rámu trakčných motorov (obr. 11.11). Jeden z týchto systémov (s trakčným motorom s dutým hriadeľom) je aplikovaný na dieselovú lokomotívu 2TE121.

Pohonné mechanizmy dieselových lokomotív s hydraulickými prevodmi. Krútiaci moment z výstupného hriadeľa hydraulického prevodu na hnacie nápravy dieselovej lokomotívy môže byť prenášaný buď pomocou mechanizmu škrtiacej klapky (kľukového pohonu), podobného lokomotívnemu mechanizmu, alebo pomocou kardanového pohonu pozostávajúceho zo systému teleskopických hriadeľov spojených takzvanými háčikmi háčikov (alebo kardanovými spojkami). a axiálne prevody.

Teleskopické drážkované hriadele umožňujú v rámci určitých limitov zmeny vzdialeností medzi výstupným prevodovým hriadeľom a hnacími zariadeniami na nápravách, ktoré sú nevyhnutné pri pohybe a oscilácii lokomotívy. Závesy tiež umožňujú výsledné vychýlenie hriadeľa.

Dyshlovy mechanizmus (obr. 11.12, a) pozostáva z usmerňovacieho hriadeľa 3, ktorý sa otáča z dieselového motora 1 cez hydraulický prevod 2 a systému dýchacích kolies, ktoré ho spájajú s hnacími nápravami 6.

Odporový hriadeľ vedúci oj 4 je spojený s jedným z dvojkolesí a spôsobuje jeho otáčanie. Všetky hnacie dvojkolesia sú vzájomne prepojené ojom oja 5. Prenos pohybu na dvojkolesia pomocou hriadeľa podvozku a obr. 11.9. Dvojica dieselových lokomotív TEP60

Obr. 11.10. Pružná hnacia lokomotíva TEP60

Obr. 11.11. Schéma trakčného pohonu s kardanovými hriadeľmi s rámovým závesom:

a - s hnacím motorom s dutým hriadeľom; b - s dutým hnacím hriadeľom; v - s pozdĺžnymi kardanovými hriadeľmi dýchacieho mechanizmu sa používa na dvoj-, trojnápravových ručne-priemyselných dieselových lokomotívach, ktorých osi sú umiestnené v spoločnom tuhom ráme (TGM1, TGM23). Jednoduchý a spoľahlivý dýchací mechanizmus má súčasne významné nevýhody. Umiestnenie excentricky umiestnených masívnych vetra a kľuky priamo na dvojice kolies vedie k nerovnováhe mechanizmu a k významným dynamickým účinkom na dráhu, najmä pri vysokých rýchlostiach pohybu. Potreba spojiť všetky nápravy s ojami neumožňuje použitie takéhoto pohonu na lokomotívach. Na lokomotívach s malým výkonom a relatívne nízkou rýchlosťou nie sú tieto nedostatky významné a jednoduchosť dizajnu sa oplatí. To určuje rozsah dýchacieho mechanizmu.

Kardanový pohon (obr. 11.12,6) sa skladá z kardanových hriadeľov 7 a axiálnych prevodoviek 8 na predných osiach. Takýto pohon sa spravidla používa na dieselové lokomotívy. Pri akomkoľvek type hnacieho mechanizmu je pohon hnacích náprav na dieselových lokomotívach s hydraulickým prevodom skupinovo špecifický, na rozdiel od jednotlivých hnacích náprav počas elektrického prenosu. Skupinový pohon umožňuje vyššie prevodové pomery medzi kolesami a koľajnicou. Inými slovami, posádka so skupinovou jazdou má menšiu tendenciu k boxovaniu, čo je dôležité najmä pre nákladné a posunovacie lokomotívy. Tieto výhody skupinového pohonu viedli k jeho použitiu na experimentálnej lokomotíve TEM12, ktorá má elektrický prenos (pozri obr. 11.11, c). Dva z jeho trakčných motorov sú zavesené pod rámom lokomotívy pozdĺž jej osi; Prostredníctvom súčtovej prevodovky je ich výkon rozložený pozdĺž hnacích osí systémom kardanových hriadeľov.

Axiálne prevodovky sovietskych dieselových lokomotív sú dvojstupňové. Reduktor (obr. 11.13) sa skladá z dvoch párov prevodov: skosenie 1–4 a valcové 3–6, uložených v oceľovom puzdre 5. Rotácia je prenášaná systémom kardanových hriadeľov cez prírubu na hnací hriadeľ 2. Hnané kužeľové koleso 4 je namontované priamo na predĺženú nápravu valcového ozubeného kolesa 3. Hnacie koleso 6 je umiestnené priamo na strednej časti osi 7 páru hnacích kolies. Ložiská prevodoviek valček a guľôčka. Tieto vnímajú axiálne sily.

VÝPOČET A NÁVRH HRIADEĽA

Metodické pokyny
  na osídlenie a grafické práce pre študentov
  všetky špeciality

Petrohrad 2012

Výpočet a návrh hriadeľa: Metodické pokyny - grafické práce pre študentov zmiešaného a večerného vzdelávania všetkých špecialít.

Uveďte poradie výpočtu šachty, zadané a systematizované referenčné údaje o výbere jednotlivých parametrov.

Zostavil: Dr., prof. AG Tashevsky

Recenzenti: Ph.D., prof. AV adoptee
  Ph.D., doc. AA Janson

Metodické pokyny schválené na zasadnutí katedry

Editor - G.L. Chubarov

  P21 (03)

Podpísané na tlač 11/23/2004 Formát 60x90 1/16

Typ papiera №3. Ofsetová tlač. Dir. Pec. l. 1.5

Ouch. - ed. l. 1.5 Výtlačok 100 kópií. Objednávacie číslo 63

Vydanie Petrohradského inštitútu strojárstva

Petrohrad, Polyustrovsky Ave., 14

  OP PIMash

VŠEOBECNÉ POKYNY

Účel usmernení  - konsolidácia vedomostí v kurze "Základy projektovania strojov", rozvoj zručností výpočtov a dizajnu, schopnosť používať referenčné materiály a normy.

Výška zúčtovacích a grafických prác  - vysvetlivka k listom formátu A4 až do 10 strán vrátane zdrojových údajov, určenie zaťaženia na hriadeli, vypracovanie projektových diagramov, určenie podporných reakcií, vykreslenie ohybových momentov, určenie celkových, krútiacich momentov a ekvivalentných momentov, výber materiálu hriadeľa, výpočet priemerov hriadeľa, kontrola pevnosti v dvoch častiach, výpočet upevňovacích dielov. Výkres hriadeľa na liste A3 označujúci požadované rozmery, drsnosť a odchýlky s ďalšími časťami vybratými na kľúčových miestach.

Dizajn objektu  - dvojstupňový oporný hriadeľ namontovaný na ložiskách s kvapalinovým trením, na ktorých sú namontované ozubené kolesá.

Schematický diagram hriadeľa  - dvojramenný hriadeľ s iným umiestnením vzhľadom na podpery a čelné ozubené kolesá, ktoré sú na ňom pripevnené a ktoré sú pripojené k iným ozubeným kolesám umiestneným v rôznych uhloch, sa považujú za nosník na zavesených podperách.

Skutočné zaťaženie - pôsobenie v prevodovke F t  a radiálne F r  sily pôsobiace v strede šírky ozubeného kolesa.

úloha  - uvedené v prílohe (tabuľka P1, P2, P3), ktorá zobrazuje špecifický diagram hriadeľa a možnosti počiatočných údajov pre návrh:

1. výkon hriadeľa N;
2. otáčky hriadeľa n;
3. vzdialenosť medzi podperami a ozubenými kolesami namontovanými na hriadeli l 1 , l 2 ,l 3 ;
4. počiatočné priemery prevodov d  1 a obr d 2 ;
5. uhol β   medzi smerom kladnej osi X  a os Ypočítané v smere uhlovej rýchlosti w.

Postupnosť úloh:

1. Stanovenie krútiaceho momentu T  na hriadeli.

2. Vymedzenie síl F t  a F rpôsobiace na hriadeľ.

3. Vypracovanie konštrukčných diagramov hriadeľa v horizontálnej a vertikálnej rovine.

4. Stanovenie podporných reakcií v horizontálnej a vertikálnej rovine.

5. Stanovenie ohybových momentov v horizontálnych a vertikálnych rovinách, celkový, krútiaci moment a ekvivalentné momenty.

6. Výber materiálu hriadeľa, vymenovanie tepelného spracovania, definovanie prípustných namáhaní v ohybe.

7. Stanovenie priemerov hriadeľa.

8. Navrhovanie hriadeľa.

9. Výber a overenie montážnych dielov na hriadeli.

10. Stanovenie bezpečnostného rozpätia hriadeľa.

11. Registrácia pracovného výkresu na ESKD.

12 Registrácia vyrovnania a vysvetlivka k ESKD.

STANOVENIE OTOČNEJ MOMENTY NA HRANIČI

Pri danej moci N, kW a otáčok hriadeľa n, točivý moment otáčok / min (tabuľka P1, P2, P3 APP) Tnm:

Kvôli pohodlnosti ďalších výpočtov postupne číslujeme hriadele od hriadeľa motora.

Pre prvý hriadeľ definujeme: