Промышленный лизинг
Методички
За исходную расчетную нагрузку принят крутящий момент Мад = 17,9 кН-м на I максимальном режиме, соответствующем длительной скорости. Далее в соответствии с ГОСТ 21354-75 определяют расчетные и допускаемые напряжения на контактную выносливость, а также на усталостную прочность. После этого рассчитывают контактные и изгибные напряжения, действующие на зубья передачи при максимальной нагрузке. При расчете тяговых редукторов пассажирских локомотивов были получены следующие значения напряжений, МПа (в числителе- для шестерни, в знаменателе - для колеса). ТЭПбО ТЭП70 ТЭП75 На усталостную прочность Контактное напряжение: расчетное ад........... 575/575 710/710 770/770 допускаемое а hp......... 943/698 959/720 957/715 Напряжение изгиба: расчетное Ор........... 171/165 192/199 210/218 допускаемое арр......... 247/195 235/195 235/195 На статическую прочность при трогании Контактное напряжение: максимальное расчетное amax • • ЮЗЗ/ЮЗЗ 1147/1147 1240/1240 допускаемое предельное адашах . . 2320/2000 2320/2000 2320/2000 Напряжение изгиба: максимальное х....... 275/306 347/397 387/443 допускаемое аррах ....... 665/490 665/490 665/490 § 23. КАРДАННЫЕ ПРИВОДЫ Карданные приводы состоят из карданных валов, раздаточных и осевых редукторов. При проектировании карданного привода стремятся обеспечить небольшие углы наклона карданных валов. Минимальные моменты инерции вращающихся масс и хорошую их балансировку. Карданные приводы должны быть максимально унифицированы, иметь однотипную конструкцию карданных валов, раздаточных и осевых редукторов. В карданном приводе крутящий момент от коробки передач к осевым редукторам передается через карданные валы, наличие которых вследствие шлицевых и шарнирных соединений позволяет обеспечивать осевые и угловые смещения одного связываемого агрегата относительно другого. Это имеет место, например, при вписывании тепловоза в кривую. Элементы карданного привода работают в тяжелых условиях. Так, осевой редуктор привода установлен на ось колесной пары, которая при движении локомотива испытывает удары на стыках и других неровностях пути. При этом ускорения оси и корпуса редуктора могут достигать 100 м/с и более. Передаваемый редукторами мощных локомотивов крутящий момент составляет 40 кН-м и более (при трогании). Рис. 93. Карданные валы тепловоза ТГМ4: а - с разъемными проушинами; б - с неразъемными; в - с бессепараторнымн подшипниками; / - фланец; 2 - игольчатый подшипник в сборе; 3 - крестовина; 4,7 - вилки; 5 - балансировочный, груз; 6 - уплотнение в сборе; * - болт В элементах привода вследствие фрикционных автоколебаний при буксовании возникают динамические нагрузки, в 3-4 раза превосходящие максимальные статические нагрузки при трогании. Динамические нагрузки возникают также и в результате колебаний надрессорного строения, виляния тележек, наличия углов излома карданных валов, вибрации, источником которых являются главным образом зубчатые передачи. При таком сложном и тяжелом характере нагрузок масса, приходящаяся на единицу мощности, локомотивного привода обычно в 2-4 раза меньше такой же массы стационарного. Карданный вал тепловозов ТГМ4, ТГМ6, (рис. 93, а) состоит из двух фланцев /, вилки 4 (сталь 37ХС) с внутренними шлицами, надеваемой на хвостовик второй вилки 7 (сталь 45Г2) с наружными шлицами. У карданного вала, связывающего осевой редуктор с выходным валом коробки передач, вследствие большой длины вала хвостовик приварен к трубе, соединяюш,ей его с вилкой. Фланцы с разъемными проушинами отштампованы из стали 45 или 40ХНМА. Крестовина (сталь 12ХНЗА) через цапфы диаметром 60 мм опирается на игольчатые сепараторные подшипники 814712К1. Карданный вал, соединяющий коробку передач с осевым редуктором, имеет игольчатые подшипники типа 814715К1 с диаметром цапфы 75 мм. Цапфы крестовин с игольчатыми подшипниками вмонтированы в стальные стаканы, удерживаемые в гнездах вилок при помощи упорных буртов. На дне стаканов уложен капроновый упор. Для подшипников применяют консистентную смазку ЦИАТИМ-203 (ГОСТ 8773-73), которая подается через пресс-масленку и каналы внутри крестовины. По торцам стаканов укреплены при помощи обойм манжеты, препятствующие вытеканию смазки и попаданию пыли в подшипник. Разъемные головки вилок и проушин стянуты болтами. Осевая компенсация карданного узла обеспечивается шлицевым соединением, которое смазывается смазкой ЦИАТИМ-203. Герметичность соединения создана уплотнительным кольцом, ладетым на центральную часть вала и поджатым гайкой, а также заглушкой, установленной у свободного торца вилки. На тепловозах ТГМ4 более поздних выпусков карданные валы, соединяющие осевые редукторы, имеют вилки и фланцы с неразъемными проушинами (рис. 93, б). На цапфах крестовин устанавливают бессепараторные подшипники 824912 (рис. 93, в). Применение неразъемных проушин вилки и фланца позволяет уменьшить объем механической обработки и сборочных работ при изготовлении карданного вала, а также его массу. Осевые редукторы бывают одноступенчатыми, двухступенчатыми, а в некоторых случаях и трехступенчатыми (рис. 94). Одноступенчатый редуктор (схема /) наиболее прост по конструкции. Он состоит из одной пары конических колес. Применение одноступенчатых редукторов позволяет уменьшить необрессоренную массу колесной пары. Однако для передачи крутящего момента необходимо иметь еще раздаточные, а иногда и промежуточные редукторы, устанавливаемые на раме тележки, или один из осевых редукторов должен быть раздаточным, выполненным, например, по схемам IV, V. Наибольшее распространение получили двухступенчатые осевые редукторы. В зависимости от последовательности расположения зубчатых колес двухступенчатые редукторы разделяют на коническо-цилиндрические (схема ) и цилиндрическо-кониче-ские (схема /). Применение двухступенчатых редукторов для привода колесных пар позволяет обеспечивать в зависимости от требований широкий диапазон передаточных чисел при достаточной унификации редукторов. Двухступенчатый редуктор легко трансформировать в промежуточный редуктор, передавая кру-142 -г I Рис. 94. Кинематические схемы осевых редукторов тепловозов с гидропередачей: / - одноступенчатый; - двухступенчатый коннческо-цнлнндрнческнй; / - двухступенчатый цнлиндрнческо-коннческнй; iv - двухступенчатый раздаточный; v - трехступенчатый раздаточный тящий момент через карданный вал и на другие колесные пары. Трехступенчатые редукторы применяют как раздаточные. Такой редуктор используют в приводе тепловоза ТГЗОО фирмы МАК (схема У). Осевой редуктор тепловоза ТГМ4 (рис. 95) имеет две пары зубчатых шестерен: коническую и цилиндрическую. Коническая пара выполнена из шестерен с круговыми зубьями 2 = 26 и = = 31, цилиндрическая - из шестерен с модулем m = 10 и числом зубьев 2з = 18 и 24 = 31. Общее передаточное число редуктора ы = 4,23. Корпус осевого редуктора стальной (литой) состоит из трех частей: верхней, средней и нижней. К верхней части корпуса приварен кронштейн для крепления горизонтальной реактивной тяги, предотвращающей поворот корпуса редуктора при передаче крутящего момента. В расточках верхней и средней частей корпуса расположены ведущий 7 и ведомый 14 валы. Ведущий и ведомый валы установлены на роликовых подшипниках. Осевые силы на валах воспринимаются шариковыми подшипниками с разъемным внутренним кольцом, установленным с радиальным зазором 0,14-0,18 мм. Конические шестерни и фланец ведущего вала напрессовывают на валы с гарантированным натягом. Сборку шестерен и фланца осуществляют тепловым способом. Боковой зазор в зацеплении конических шестерен регулируют подшлифовкой полуколец 3, 18, 20. Регулировочные полукольца с каждой стороны уплотнены разрезными картонными прокладками, установленными на лаке «Герметик». Корпус редуктора крепят на оси колесной пары на двух роликовых подшипниках типа 7031144М. Осевые усилия воспринимаются также шариковым подшипником 176144Л с разъемным внутренним кольцом. Смазка подшипников и зацеплений шестерен принудительная. Для этой цели в нижней части картера редуктора имеется шестеренный насос 22, привод которого осуществляется от цилиндрической шестерни, установленной на оси. Масло забирается насосом через сетчатый фильтр из нижней части картера и поступает по трубопроводу к коллектору 12 смазки, из которого по трубкам распределяется во все точки. Осевой редуктор заправляют трансмиссионным маслом ТСп-14. При температуре ниже -25 °С необходимо применять масло ТС-10-ОТП. В некоторых конструкциях двухступенчатых осевых редукторов смазка подшипников и зацеплений зубчатых колес осуществляется разбрызгиванием масла, например, в редукторах тепловозов ТГ102, ТГМЗА, ТГМ5, ТГМ6. Для этого верхняя часть корпуса редуктора разделена перегородкой так, что образуется верхний картер с масляной ванной для смазки конических шестерен и подшипников ведущего вала и нижний картер с масляной ванной для смазки цилиндрических колес и подшипников. Основные характеристики отечественных и зарубежных осевых редукторов приведены в табл. 10. Таблица 10 Основные характеристики осевых редукторов
• Передаваемый осью колесной пары при \ = 0,33. *• Ц - цилиндрический; К - конический. *♦• Р - разбрызгиванием; П - принудительно. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [ 23 ] 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 |