Тяговый привод с жесткими кинематическими звеньями

Важнейшим направлением уменьшения динами­ческих реакций в тяговом приводе является снижение возмущающих сил от взаимодействия с путем. Возмущающие силы зависят от наличия жесткой связи между колесной парой и основными массами привода.

Основным путем устранения жесткой связи колесной пары с массой двигателя является размещение последнего на подрессоренных частях (тя­говый двигатель с рамным подвешиванием).

Рис. 6.1. Схема тягового привода при проходе неровности пути

Зная, что динамический момент на валу якоря  (см. п.п. 4.3), рассмотрим формирование  при проходе тяговым приводом неровности пути  (рис. 6.1.), т.е. кинематическую цепь, которая преобразует вертикальное движение колесной пары  во вращательное якоря .

Для удобства поэтапного анализа кинематическую цепь разобьем на ряд кинематических пар и простейших механизмов, преобразую­щих соответственно:

1.  - вертикальное движение колесной пары  в вертикальное движение  точки  водила (т.е. корпуса двигателя для приводов первого класса и корпу­са редуктора для приводов второго класса);

2.  - вертикальное движение точки  редуктора во вращательное движение водила ;

3.  - вращательное движение водила  во вращательное движение шестер­ни ;

4.  - вращательное движение шестерни  во вращательное якоря .

Рассмотрим случай, в котором все звенья указанной цепи жесткие, а передаточные отношения механизмов отличны от нуля. В этом случае реализуется инерционная (жесткая) связь между вертикальным перемещением колесной пары и вращением якоря.

1. Привод первого класса с жесткими кинематическими звеньями (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Кинематическая схема и диаграмма скоростей привода первого класса с жесткими кинематическими звеньями

Для этого случая вертикальное перемещение центра колесной пары  будет полностью зависеть от формы неровности, поэтому

.                (6.1)

Угловая скорость корпуса двигателя (водила) определяется

,               (6.2)

где  - опорная база двигателя, которая определяется 

.   (6.3)

При угловом перемещении водила, шестерня имеет вертикальную скорость , которая определяется выражением

.         (6.4)

Угловую скорость вращения шестерни , учитывая формулы 6.2 и 6.4, можно определить следующим образом

,                          (6.5)

где  - передаточное число ТП (см. формулу 4.9.).

Так как крепление шестерни на валу якоря двигателя жесткое, то очевидно, что их угловые скорости будут одинаковы

.                                                 (6.6)

2. Привод второго класса с жесткими кинематическими звеньями (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Кинематическая схема и диаграмма скоростей редуктора привода второго класса с жесткими кинематическими звеньями

Как и в предыдущем случае, вертикальное перемещение центра колесной пары  будет зависеть от формы неровности и определяется выражением (6.1).

Угловая скорость корпуса редуктора относительно точки А определяется

,               (6.7)

Угловая скорость вращения шестерни  определяется

, (6.8)

Если считать, что связь шестерни с валом якоря двигателя жесткая, то

.                (6.9)

Диаграммы скоростей представленные на рис. 6.2 и 6.3 служат для пояснения физики явлений и не несут количественной информации.

При проходе колесной парой неровности пути, шестерне задается не только поступательное , но и вращательное  движение, которое передаваясь на вал якоря двигателя вызовет появление динамического момента. В этом, собственно, и проявляется кинематическое несовершенство при­водов классов I и II, заставляющее искать пути снижения действующих в них динамических моментов.

В приводе второго класса (рис. 6.3) первоначально базу опирания редуктора приближали к величине централи (т.е. ) при помощи серповидной подвески (серьги). Это было сделано для уменьшения расцентровки муфты, которая была еще не совершенна. Такая конструкция привода применялась на электропоезде ЭР1. При сравнении формул 6.5. и 6.9. можно увидеть, что динамический момент при прочих равных условиях в приводе второго класса (рис. 6.3.) может быть больше, чем в приводе первого класса. Эта особенность не была известна в период создания нового поколения электропоездов серии ЭР1 с приводом второго класса, что и послужило причиной многих доработок тяговой передачи.

Первоначальные доработки сводились к усилению деталей, подвергав­шихся усталостному разрушению: серьги и кронштейны подвески редук­тора, посадки венца шестерни на вал. При этом каждое последующее уси­ление повышало жесткость связи и вело к дальнейшему росту динамических нагрузок, вызванных кинематическим возмущением от прохода неровнос­тей пути. Только введение упругих элементов и некоторое улучшение кине­матики привода (опытный упругий венец большого зубчатого колеса, ре­зиновый амортизатор подвески редуктора, упругая резино-кордная тяго­вая муфта, увеличение базы опирания редуктора вместе с дальнейшим сни­жением жесткости его подвески) позволили повысить надежность узла тяго­вого привода электропоездов ЭР. Рассмотрим влияние некоторых способов на снижение динамического момента.

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Поделиться: