Первые|Начало внедрения|Реконструкция тяги|Новые решения|Литература|Страница автора
НАЧАЛО ВНЕДРЕНИЯ » ОРП С ПОЛЫМ ВАЛОМ НА ОСИ
2.2. Опорно-рамный привод с полым валом на оси.
Недостатком опорно-рамного привода с параллельно-кривошипным механизмом были относительно высокие эксплуатационные затраты, которые, по данным исследователей 20-х годов 20 столетия, были на 30-50% выше, чем у других вариантов привода. Отсюда возникла потребность в разработке других типов привода для пассажирского движения, обеспечивающих минимальную величину необрессоренной массы.
При этом до 40-х годов экипаж пассажирских электровозов часто выполнялся в жесткой раме с направляющими и поддерживающими тележками; при этом ведущие оси несли на себе раму кузова и по этой причине могли быть выполнены большого диаметра. Это позволяло разместить внутри колес передаточные механизмы с большими размерами деталей, и, соответственно, малой нагруженностью последних. С другой стороны, для унификации тяговых электрических машин, применяемых в опорно-осевых и опорно-рамных приводах, при большом диаметре колес преимущественно использовали два тяговых электродвигателя на ось.
Опорно-рамные приводы с зубчатой передачей данного периода в основном выполнялись по схеме, подобной ранее описанному непосредственному приводу паровоза Хейльманна: на оси колесной пары находился полый вал с зазором между ним и осью, вращающийся в моторно-осевых подшипниках и несущий на себе зубчатое колесо передачи, а от него тяговое усилие передавалось через компенсирующий или упруго-компенсирующий механизм на диск колесной пары.
Компенсирующий механизм является ключевым узлом привода с полым валом на оси, поскольку он должен обеспечивать поперечные и угловые перемещения двигателя относительно оси во всех направлениях, не создавая значительных реакций на подшипники, обеспечивать передачу тягового момента, не создавая значительных возмущений (кинематических, параметрических) в валопроводах и при вращении быть сбалансированным, не создавать значительных неуравновешенных сил. В зависимости от устройства компенсирующего механизма указанные приводы можно разделить на следующие группы:
- с компенсацией перемещений только за счет упругих деформаций элементов компенсирующего механизма;
- с компенсацией перемещений частично за счет упругих деформаций, частично за счет относительного смещения деталей с помощью направляющих кулисных или шарнирно-рычажных механизмов;
- с компенсацией перемещения с помощью шарнирно-рычажных и иных механизмов при незначительной роли упругой деформации деталей;
- с компенсирующим механизмом в виде полого карданного вала.
2.2.1. Опорно-рамные приводы с полым валом на оси и упругими элементами.
Достоинством такого вида приводов является отсутствие изнашивающихся деталей и необходимости в смазке. На приведенном рисунке изображен передаточный механизм системы Вестингауза, который также был применен в отечественном довоенном опытном тепловозе Ээл8. Устройство привода весьма просто: между поводками полого вала и спицами колеса размещены цилиндрические пружины, которые передают тяговое усилие. На противоположном конце колесной пары пружины направлены в другую сторону; таким образом, в зависимости от направления движения, пружины одного колесного центра работают на сжатие, а другого- на растяжение. Компенсация перемещений полого вала относительно колесной пары происходит за счет сжатия и изгиба пружин.
Ввиду того, что пружины приходится размещать в ограниченном пространстве между спицами, при движении локомотива в них возникали высокие нагрузки, что приводило к частым поломкам пружин в практически выполненных конструкциях.
В передаче Сешерона конструкторы попытались устранить этот недостаток за счет выноса пружин за габариты спиц колесного центра. В показанном на рисунке приводе при движении в любую сторону половина пружин каждого колесного центра работает на сжатие, а другая половина - на растяжение. Все же и в этом случае работа привода оценивалась эксплуатационниками как недостаточно надежная. Кроме того, увеличение размеров пружин и диаметра их размещения вызвало и рост действующих на их витки центробежных сил, стремящихся выгнуть пружину.
Высокая нагруженность упругих элементов заставила конструкторов создавать такие виды передаточных механизмов, в которых перемещения полого вала частично компенсировались упругими элементами, а частично - перемещением или поворотом деталей привода в направляющих.
