1.4. Классификация зубчатых передач.

По типу зацепления:

- односторонние : тепловозы, МВС, электровозы ЧС;

- двухсторонние: все грузовые электровозы;

По способу посадки венца на центр зубчатого колеса:

- с упругой посадкой. Электровоз ВЛ22^м, у которого между венцом и центром зубчатого колеса установлены пружинные пакеты.

- с жесткой посадкой венца. Электровоз ВЛ8: косозубый венец в горячем состоянии напрессован на центр зубчатого колес. Электровоз ЧС2: венец зубчатого колеса призонными болтами закреплен на коническом приливе колесного центра.

- с цельнокатаным зубчатым колесом: электровозы ВЛ10, ВЛ11 и ВЛ15.

По типу зуба:

- косозубые - электровозы ВЛ8, ВЛ10, ВЛ11 и ВЛ15.

- прямозубые: электровозы ВЛ22^м и ЧС2.

При прямозубой двухсторонней передаче применяется упругая посадка. Выравнивание нагрузок по зубчатым передачам производится за счет упругости пакетов. При косозубой передаче применяется жесткая посадка венца или цельнокатаное зубчатое колесо.

Выравнивание нагрузок по зубчатым передачам производится за счет равномерного скоса зубьев, вызывающего осевое смещение вала якоря тягового двигателями и его центрирование.

Основные характеристики зубчатой передачи ВЛ11: - начальные окружности - условные расчетные окружности, по которым происходит зацепление зубьев зубчатого колеса и шестерни. По ней рассчитывают и измеряют толщину зубьев.

- передаточное число: отношение диаметров начальных окружностей зубчатого колеса и шестерни или отношение их числа зубьев: 380 мм:230 мм =3,826 или 85:23=3,826.

- модуль - условная величина, равная числу миллиметров диаметра начальной окружности, приходящихся на один зуб. Модуль показатель размера зубьев. Модуль зубчатой передачи электровоза ВЛ11(ВЛ11м) равен 10. Толщина зуба 1,5 модуля, а высота 2,2 модуля, т.е. 15 и 22 мм.

- шаг зубчатой передачи - расстояние между двумя одинаковыми точками двух смежных зубьев по начальной окружности равен 3,14 модуля.

- угол зацепления - показатель формы зуба. В настоящее время применяется угол 20 градусов: чем больше угол, тем толще ножка зуба.

- межцентровое расстояние (централь) - расстояние между центром оси колесной пары и центром вала якоря равно 617+/-0,5 мм- необходимо при монтаже колесно-моторного блока (КМБ).

Передача двухсторонняя шевронная, косозубая с цельнокатаным зубчатым колесом. Передаточное число 3,826. Угол зацепления 20^о. Угол наклона зубьев зубчатого колеса 24^о 37’12" .

Основные элементы: два зубчатых колеса, две шестерни и два кожуха.

- Зубчатое колесо цельнокатаное с явно выраженными ступицей, диском и ободом с косыми зубьями. Напрессовывается на удлиненную ступицу колесного центра в холодном состоянии с определенным давлением и натягом или в горячем состоянии при Т=200-250⁰ С.

- Шестерня изготавливается из хромоникелевой стали ХН3А с последующей термической обработкой. Имеет конусное отверстие с уклоном 1:10 и с торца выточку глубиной 15 мм под стопорную гайку. Плотность прилегания к валу якоря должна быть не менее 85% и натяг, после запрессовки шестерни, должен быть в пределах 0,27-0,3 мм. Для этого шестерню притирают по краске к концам вала якоря, а ее диаметр подбирают так, чтобы ее торец не доходил до посадочной кромки на вале якоря на 2-2,5 мм. Затем шестерню нагревают в индукционном нагревателе до температуры 150-160⁰ и насаживают по шпонке на конический конец вала и фиксируют стопорной гайкой.

- Кожух зубчатой передачи состоит из двух половин.

На электровозах ВЛ11 до №142 кожуха всех колесных пар изготовлены из стеклопластика. Для сохранения в исправном состоянии днищ нижних половинок кожухов на путеочистителях части электровозов установлены щетки из стальных тросиков для очистки настилов переездов. На электровозах ВЛ11 с №143 кожуха зубчатых передач крайних колесных пар (1 и 8), а с №348 и на электровозах ВЛ11^м кожуха всех зубчатых передач изготавливаются из полосовой стали. Обе половинки кожуха имеют войлочное уплотнение и соединяются сочленяющими болтами. Для крепления к остову тягового двигателя и к подшипниковому щиту к ним приварены бобышки. Нижняя половинка имеет масленку для заливки смазки и масломерник. Верхняя половинка имеет трубку для выравнивания давления внутри кожуха с атмосферным. В каждый кожух заливается по 4 кг осерненной смазки летом - марки Л, зимой - марки 3.

Ревизия производится через один ТР1 (ТР2) всем передачам или на каждом ТР половине всех:

- колесные пары, зубчатые передачи которых не подвергаются ревизии, поочередно поддомкрачиваются и их тяговые двигатели подключаются под низкое напряжение для прослушивания работы их передач;

- у зубчатых передач, подвергающихся ревизии, снимают кожуха, протирают зубья и при медленно вращающемся якоре (двигатели подключены под низкое напряжение) они осматриваются. При помощи щупов и зубомера обмеряют зубчатую передачу. Проверяют плотность посадки шестерни, состояние буртов вкладышей моторно-осевых подшипников и замеряют разбег тяговых двигателей на оси колесных пар;

- кожуха при необходимости ремонтируют или заменяют на ранее отремонтированные. Заменяют войлочные уплотнения металлических кожухов. При исправной передаче вновь устанавливают кожуха и заливают новую смазку;

Передача бракуется, если обнаружена одна из следующих неисправностей:

- излом зуба, трещина в нем, износ зуба до “ножа” или срезание зубьев;

- выщербина, вмятина или выкрашивание зуба глубиной более 3 мм и общей площадью более 25% поверхности зуба колеса и более 15% поверхности зуба шестерни;

- износ зуба по толщине у зубчатого колеса и шестерни более 3,5 мм;

- разность толщины зубьев двух зубчатых колес у одной колесной

пары более 1,5 мм;

-общий боковой зазор по начальной окружности зубьев, находящихся в зацеплении более 5 мм;

- радиальный зазор между вершиной и впадиной зубьев зубчатого колеса и шестерни более 5,5 мм или менее 2,5 мм; - свисание шестерни относительно зубчатого колеса более 6 мм; - зазор между стенкой кожуха и шестерней менее 3 мм;

1.5. Буксы бесчелюстные двухповодковые с роликовыми подшипниками являются узлами высокой точности изготовления. Через буксы на колесные пары передается вертикальная нагрузка от массы электровоза, а от колесных пар на рамы тележек — усилия тяги, торможения и боковые горизонтальные усилия.

Конструктивно бесчелюстная букса выполнена в виде корпуса, отлитого из стали 25Л-П, с четырьмя приливами для крепления поводков. Внутри корпуса размещены роликовые подшипники типов 3052536ЛМ и 3042536ЛМ с размерами 320Х 180x86 мм.

Внутренние кольца подшипников насаживают на шейку оси в горячем состоянии при температуре 100—120°С с натягом 0,04—0,06 мм.

Наружные кольца подшипников установлены в корпусе буксы по скользящей посадке с зазором 0,09 мм. Как внутренние, так и наружные кольца подшипников разделены дистанционными коль­цами 5. Внутренние кольца подшипников через упорное кольцо стягиваются гайкой, которая стопорится планкой, закрепленной болтами в специальном пазу торца оси. Осевой разбег двух спаренных подшипников, который регулируют подбором толщины дистанционных колец, должен быть в пределах 0,5- 1 мм.

С внутреннего торца букса закрыта кольцом, насаженным на предподступичную часть оси, и задней крышкой. Выточки в кольце и крышке образуют лабиринт, предохраняющий от попадания в полость буксы инородных тел, а также от вытекания смазки из буксы. С наружной стороны букса закрыта крышкой с уплотнением из двух-трех витков шпагата или специального резиново­го кольца круглого сечения. Пространство в лабиринте задней крышки, между задней крышкой и подшипником и между подшипниками заполняется консистентной смазкой буксол. Общее количество смазки должно быть 3,5—4 кг. Избыток вызывает нагрев подшипников.

В нижней части корпуса буксы имеются два прилива с проушинами для крепления в них рессоры. Передача тягового и тормозного усилий от корпуса буксы на раму тележки осуществляется через поводки, которые одним своим шарниром крепятся к приливам корпусов букс, а другим — к кронштейнам рамы тележки. Шарниры поводков выполнены в виде резинометаллических валиков и шайб.

Буксы первых осей каждой секции электровоза с правой стороны имеют крышку с фланцем для установки редуктора привода скоростемера. Относительно продольной оси колесной пары поводки устанавливают по буксовым проемам рамы тележки, перемещая корпус буксы, отпуская или затягивая соответствующие болты буксовых крышек. Гайки крепления валиков тяг и болты крепления буксовых крышек затягивают с усилием 315—345 Н при плече 450 мм.

С целью уменьшения износа и выхода из строя моторно-осевых подшипников тягового электродвигателя на буксе с торца каждой оси колесной пары устанавливают токоотводящее устройство.

Лабиринтное кольцо токоотводящего устройства закреплено на торце оси. Стопорная планка к торцу оси прикреплена двумя болтами Ml6. В местах контакта стальных деталей приложены прокладки из мягкой меди. К кольцу прикреплен контактный диск. У лабиринтного кольца разность радиального кольцевого зазора между наружным диаметром лабиринтного кольца и расточкой в крышке (замеренного в четырех диаметральных положениях) должна быть не более 0,4 мм, На диаметре 130 мм торцовое биение диска относительно оси колесной пары должно быть не более 0,5 мм. Биение проверено при выбранном осевом люфте в подшипниках.

Три щеткодержателя расположены под углом 120° в литом корпусе , который прикреплен к специальной передней крышке через изоляционную шайбу болтами М16. Разность размера а между торцами корпуса и крышкой (замеренного в че­тырех диаметрально расположенных местах) должна быть не более 0,5 мм. Болты полностью изолированы от корпуса втулкой. Болты затягивают равномерно, не допуская раздавливания шайб. После затяжки болты стопорят отгибанием усиков у специальной стопорной планки на грани болтов, при этом необходимо, чтобы стопорная планка не касалась корпуса, а зазор был не менее 3 мм. При эксплуатации пробку выкручивают, чтобы лишняя смазка не попадала в камеру токосъемного устройства при наполнении буксы смазкой.

Щеткодержатель состоит из латунного корпуса, в котором установлена цилиндрическая щетка МГС-21 ТУ ФЭ0359.170. Шунты щетки выведены через центральное отверстие в гайке корпуса и закреплены на ней болтами М10. Корпус токоотводящего устройства закрыт крышкой.

Нажатие на щетку осуществляется винтовой цилиндрической пружиной сжатия. Нажатие на щетку высотой 57 мм устанавливают в пределах 62—76 Н; на щетку высотой 25 мм — в пределах 48—58 Н. Высоту щетки в эксплуатации замеряют через центральное отверстие гайки корпуса специальным указателем износа, входящим в комплект инструмента электровоза.

1.6. Во время движения локомотива вследствие неровностей пути от колесных парна раму тележки и кузов передаются дополнительные динамические нагрузки, поэтому необходимо уменьшать массу тех частей электровоза, которые жестко взаимодействуют с верхним строением пути, т. е. массу неподрессоренных частей. С этой целью осуществляют разделение масс механической части и между отдельными массами (кузовом и тележками, тележками и колесными парами) вводят упругие связи. Вертикальные упругие связи, находящиеся между буксами и рамами тележек, образуют первую ступень подвешивания (или буксовое подвешивание), а вертикальные связи, имеющиеся между кузовом и тележками - вторую ступень подвешивания. Рессорное подвешивание служит для смягчения ударов, передаваемых на надрессорное строение, при прохождении электровозов по неровностям пути, и равномерного распределения нагрузок между колесными парами и колесами.

Различают независимое (индивидуальное) и сопряженное (сбалансированное) подвешивание. При сопряженном подвешивании упругие элементы двух или трех колесных пар соединяют между собой балансирами, что способствует выравниванию нагрузок колесных пар. Эффект выравнивания тем больше, чем меньше масса балансиров и меньше трение в шарнирах системы подвешивания,

Группа упругих элементов, соединенных между собой, создает условную точку подвешивания. Так, упругие элементы, находящиеся в одном буксовом узле при независимом подвешивании, создают одну точку подвешивания. Одну точку подвешивания дают упругие элементы двух или трех буксовых узлов, если эти элементы связаны балансирами.

Если нагрузка передается на каждую буксу через упругие элементы, не связанные с упругими элементами соседних колесных пар, то такое подвешивание называют независимым (2ЭС10, ВЛ11). При независимом подвешивании на нагрузку от колес на рельсы влияет правильность развески, состояние элементов подвешивания, колебания подрессоренных масс и др. Неравенство статических нагрузок приводит к ухудшению использования сцепного веса, уменьшению наибольшей развиваемой силы тяги. Поэтому в эксплуатации необходима проверка правильности развески электровоза. Первичное рессорное подвешивание электровоза ВЛ11 нижнее, индивидуальное, имеет 16 условных точек рессорного подвешивания. Рессорное подвешивание первой ступени (буксовое подвешивание) состоит из листовой рессоры, шарнирно подвешенной к нижней части буксы, и спиральных цилиндрических пружин, установленных между опорами. Такая система ограничивает амплитуду колебаний подрессорного строения из-за наличия трения в листовой рессоре без применения специальных гасителей. Пружина одним концом через опору опирается на конец рессоры, а другим через гайку — на стойку, шарнирно сочлененную с кронштейном рамы тележки. Рессора набрана из десяти листов пружинной стали 60С2 сечением 16XJ20 мм, соединенных хомутом, имеющим отверстие под валик для подвешивания к буксе. Пружины изготовлены из прутков пружинной стали 60С2 диаметром 40 мм, имеют наружный диаметр 200 мм и 2,5 рабочего витка.

Стойка выполнена поковкой из стали марки Ст5 с последующей механической обработкой, имеет головку для соединения с рамой тележки и резьбу круглого профиля диаметром 48 мм, четыре нитки на дюйм под опорную гайку.

Браковочные размеры в эксплуатации:

- отклонение листовой рессоры от горизонтали более 20 мм;

- отклонение рессорной стойки от вертикали более 20 мм;

- расстояние от центра валика до верха шайбы (размер А) менее 15 мм;

- расстояние между корпусом буксы и рамой (размер Б) менее 40 мм.

В эксплуатации буксовый узел подвергается осмотру, промежуточной, большой и полной ревизиям.

Осмотр производят на каждом ТО и ТР. Проверяют нагрев, убеждаются в отсутствии трещин в корпусе и крышках, вызывающих течь смазки, в отсутствии проворота резинометаллических валиков поводков и в нарушении вулканизации их резины. Проверяют правильность соединения буксы с деталями рессорного подвешивания. Зазор между клиновидной частью валика и дном паза под него в буксовом кронштейне и в приливе корпуса буксы должен быть не менее (0,2 мм).

На ТР1 производят ревизию токосъемных устройств, совмещая ее с обточкой колесных пар, и через один ТР производят ревизию редукторов скоростемерных букс.

Промежуточная ревизия производится на ТР2. Дополнительно к осмотру снимают переднюю крышку и удаляют смазку для осмотра.

переднего подшипника и его крепления. При наличии в смазке металлических примесей колесную пару выкатывают. После осмотра подшипника и его крепления добавляют 300-400 грамм смазки ЖРО и закрывают крышку.

Большая ревизия производится на ТР3, а также при наличии ползуна более 1,5 мм, сходе при скорости более 40 км/час, после крушения и аварии. Буксу разбирают, оставляя на оси внутренние кольца. Подшипники промывают, осматривают на наличие неисправностей, замеряют радиальные и боковые зазоры.

Полная ревизия производится при полном освидетельствовании колесной пары. Подшипники полностью снимают, промывают, ремонтируют или заменяют на новые. Восстанавливают посадочные натяги.