МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

НАЗНАЧЕНИЕ, СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ТЯГОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Разнообразие видов транспорта и типов подвижного состава породило большое количество вариантов исполнения механической части (называемой иногда механической передачей) тяговых приводов, каждый из которых зависит:

  • • от вида транспорта (рельсовый, безрельсовый);
  • • количества тяговых двигателей на подвижном составе (однодвигательный либо многодвигательный);
  • • количества движителей, реализующих тяговое усилие;
  • • типа движителя (колесо с пневматической шиной либо колесная пара и т. д.).

Вместе с тем всех их объединяет общность выполняемых ими функций, главная из которых - обеспечение передачи крутящего момента с вала тягового двигателя на ось колеса.

Особенность тяговых электрических приводов как современных транспортных средств, так и их предшественников состоит в различии угловых скоростей вала двигателя и колеса. Для согласования скоростей механическая передача должна включать в себя соответствующее устройство - редуктор. Передаточное число редуктора, зависящее от радиуса колеса и скорости вращения двигателя, для пассажирского транспорта в большинстве лежит случаев в пределах /рсД = 5... 12 [5].

В отличие от электрических приводов стационарных установок тяговый электропривод должен передавать крутящий момент на колеса, пространственное положение которых не фиксировано относительно электродвигателя, а может изменяться, в частности при прохождении неровностей пути. Поэтому соединение вала тягового двигателя с колесом нс должно быть жестким, т. с. длина вала должна изменяться (сокращаться или увеличиваться) в зависимости от того, какое препятствие преодолевается колесом: углубление или возвышение на путевой структуре.

Кроме того, механическая передача должна распределять крутящий момент между движущимися колесами, что приобретает принципиально важное значение на безрельсовом подвижном составе при вписывании в кривые. Действительно, при повороте транспортного средства колёса, движущиеся по кривой большего радиуса, должны вращаться быстрее колес, совершающих движение по кривой меньшего радиуса. В связи с этим в механической передаче привода должен присутствовать элемент, реализующий такой режим движения. Этим элементом в механической передаче является дифференциал. Обычно он входит в состав редуктора.

Размещение тягового привода на подвижном составе в большинстве случаев приводит к тому, что оси двигателя и колеса лежат в разных плоскостях и уровнях. Это положение вызывает необходимость включать в состав механической передачи устройство сопряжения, позволяющее передавать крутящий момент на несоосные валы. Таким элементом служит карданный вал, который состоит из двух пространственных шарниров типа «кардан», соединенных между собой валом изменяемой длины (рис. 2.1). Изменение длины вала обеспечивается особой его конструкцией, представляющей собой шлицевое соединение полого вала со сплошным.

Кинематическая схема карданного вала включает в себя:

  • • шарнир 1 типа «кардан», состоящий из крестовины 3, на каждый стержень которой посредством подшипников Л, В, С и D крепятся вилки 1 и 2. Ось 5 вилки 1 соединяется с валом двигателя, а ось 4 вилки 2 представляет собой полый вал с нарезанными на внутренней стороне одного из его концов пазами (шлицами);
  • • шарнир II типа «кардан», состоящий из аналогичной крестовины, на каждый стержень которой посредством подшипников крепятся вилки 8 и 9. Ось 7 вилки 9 соединяется с входным валом редуктора, а ось 6 вилки 8, представляющая собой сплошной вал с нарезанными на его конце зубьями, - с полым валом;
  • • вал кардана, образованный посредством «шлицевого» соединения валов б и 4. Достаточная длина зубьев и пазов соединения позволяет изменять длину карданного вала. Изменение длины карданного вала проиллюстрировано на рис. 2.1, б. При перемещении ведущего колеса вверх вал кардана поворачивается вокруг точки О], изменяя при этом угол наклона уь что приводит к сокращению его длины.
Карданная передача

Рис. 2.1. Карданная передача

С учетом изложенных выше требований структурная схема механической части тягового привода имеет вид, показанный на рис. 2.2.

Структурная схема механической части провода

Рис. 2.2. Структурная схема механической части провода

Основные элементы схемы в общем случае: карданный вал (КВ), редуктор с дифференциалом (РиД), полуоси (ПО). В каждом конкретном случае некоторых элементов в схеме может не быть. Так, например, в мотор-колесном приводе нет необходимости в карданном вале, а в том случае, когда крутящий момент передается на ось колесной пары, в схеме отсутствуют полуоси и дифференциал.

С другой стороны, в случае необходимости передачи крутящего момента на управляемое (поворотное) колесо, связь полуоси с движителем должна осуществляться через кардан.

В соответствии с приведенной структурной схемой механическая часть тягового электропривода может быть классифицирована по следующим признакам:

  • • характеру связи между двигателем и движителем: с жестким и упругим карданом;
  • • кинематической схеме редуктора и типу его исполнения: одно- и многоступенчатый, центральный и бортовой (осевой), с дифференциалом (осевым и межосевым) и без дифференциала, обычный и планетарный.

При более детальной классификации, например редуктора, можно отметить следующие классификационные признаки:

  • • тип зубчатого зацепления: с прямозубым и косозубым;
  • • ориентации осей входного и выходного валов: угловой и обычный и т. д.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >