13. Механический привод

Механический привод служит для передачи движения от силовой установки к рабочему органу. В качестве силовой установки в путевых машинах применяются двигатели внутреннего сгорания, электродвигатели, гидродвигатели.

Элементы механического привода изменяют частоту вращения валов и крутящий момент на валах, преобразуют вращательное движение в возвратно-поступательное и наоборот.

Передача крутящего момента от одной детали к другой осуществляется через валы и соединительные муфты между ними. Валы бывают прямые, коленчатые, гибкие, карданные. Гибкие и карданные валы применяются для передачи вращения под некоторым углом, коленчатые — для преобразования возвратно-поступательного дви­жения во вращательное (например, в двигателях внутреннего сгорания). В путевых машинах, как правило, применяются подшипники качения: шарико- и роликоподшипники.

Муфты бывают глухие, жесткие и упругие компенсирующие, управляемые или сцепные, предохранительные. Глухие муфты ставятся в случае приме­нения гибких или карданных валов, а также при возможности установки валов точно соосно. В большинстве слу­чаев такая установка валов невозможна, поэтому применяются компенси­рующие муфты (жесткие и упругие).

Для изменения частоты вращения и крутящего момента применяются ременные, фрикционные, цепные, зубча­тые и червячные передачи.

Ременная передача образуется из двух шкивов, закрепленных на валах, и ремня, охватывающего шкивы. При этом нагрузка передается силами трения, возникающими между шкивами и ремнем вследствие натяжения последнего. В зависимости от формы попереч­ного сечения ремня различают плоско­ременную, клиноременную и круглоре-менную передачи. В путевых машинах чаще всего применяется клиноременная передача, так как она более компактна, чем плоскоременная, при той же передаваемой мощности.

Фрикционные передачи работают за счет использования сил трения, которые возникают в месте контакта двух тел вращения под действием сжимающих сил. Они делятся на две основные группы: нерегулируемые и регулируемые или вариаторы. Нерегулируе­мые характеризуются постоянным пе­редаточным числом. Вариаторы позво­ляют изменять передаточное число плавно и непрерывно. Передаточное число — это отношение частоты вращения ведущего вала к частоте вращения ведомого вала. Одной из разновидностей фрикционных передач является контакт ведущих колес экипажа с рельсом.

Цепная передача основана на зацеп­лении цепи и звездочек. Принцип за­цепления позволяет передавать значи­тельно большие нагрузки, чем фрик­ционными и ременными передачами. Отсутствие буксования обеспечивает постоянство передаточного числа. Од­нако в этой передаче затруднен доступ смазки к шарнирам цепи, что вызы­вает повышенный ее износ и сокра­щает срок службы передачи. Кроме того, у цепной передачи повышенный шум и возможны дополнителы'ые дина­мические нагрузки за счет колебания цепи. Поэтому применяется цепная пе­редача ограниченно, в случаях, когда необходимо обеспечить значительное межцентровое расстояние чли для передачи движения от одного вала нескольким ведомым.

Цепные и ременные передачи обла­дают еще одним недостатком — воз­можностью внезапного обрыва. Это влечет за собой разъединение ведо­мого вала с ведущим, т. е. разрыв ки­нематической цепи. Рабочий орган при этом становится неуправляемым, что совершенно недопустимо на путевых машинах, которые работают в условиях открытого движения поездов по сосед­нему пути.

Зубчатая передача является наибо­лее распространенным видом передач. Она обладает высокой нагрузочной способностью и малыми габаритами, большой долговечностью и надеж­ностью работы, постоянством переда­точного отношения и высоким коэф­фициентом полезного действия (к. п. д.). Коэффициент полезного действия характеризует потери в пе­редаче и определяется отношением мощности на рабочем органе к мощнос­ти, затраченной на привод.

По расположению осей валов разли­чают передачи: с параллельными осями и цилиндрическими колесами; с пересекающи­мися осями — конические зубчатые колеса; с перекрещивающимися осями — винто­вые, гипоидные, червячные. По расположе­нию зубьев на колесах различают- прямо­зубые, косозубые, шевронные передачи.

Червячная передача относится к передачам зацепления с перекрещи­вающимися осями валов. Угол перекре­щивания обычно равен 90 °. Движение в червячных передачах осуществляется по принципу винтовой пары, в которой винтом является червяк, а червячное колесо — гайкой, у которой резьба на­ходится не внутри отверстия, а на на­ружной поверхности колеса. Наиболь­шее распространение имеют цилиндри­ческие червяки с прямолинейным про­филем, витки которых определены архи­медовой спиралью.

Зубчатые передачи в большинстве случаев помещают в корпус. Это соз­дает условия для лучшей смазки и пре­дохраняет передачу от вредных внеш­них воздействий (например, пыли, гря­зи, механических повреждений). Ме­ханизм, содержащий зубчатую передачу с валами, опорами и корпусом, называется редуктором.