Осевые редукторы передают вращающий момент от карданных валов к колесным парам, обеспечивая при этом понижение частоты вращения. Редукторы двухступенчатые, имеют общее передаточное число 4,24. Первая ступень с передаточным числом 1,19 состоит из двух конических колес с круговым зубом, вторая ступень с передаточным числом 3,55 - из двух цилиндрических прямозубых колес.
В корпусе осевого редуктора (рис. 148,а) размещены ведущий 6 и ведомый 25 валы. В нижней части корпуса установлен насос смазки 34, обеспечивающий принудительное смазывание шестерен и подшипников. Опирается редуктор на ось колесной пары через два роликовых подшипника 30; шариковый подшипник 29 фиксирует редуктор в осевом направлении.
Корпус редуктора, отлитый из стали 25Л11, состоит из трех частей: верхнего 8, среднего 3 и нижнего 2 картеров. Правильная установка картеров друг относительно друга обеспечивается за счет шпилек с конусностью 1:200; верхний и средний картеры, кроме того, связаны цилиндрическим штифтом. К верхнему картеру приварен кронштейн 24 для крепления реактивной тяги. Разъемы картеров уплотнены вискозным шпагатом 0,8 КТЕКС на лаке «Герметик».
Рис. 148. Осевой редуктор:
а-с насосом смазки: 1-щуп; ? ннжиин картер; 3-средний картер; 4- канал отвода утечек, смазки, 5-лабиринтное уплотнение, 6-ведущий вал, 7- роликовый подшипник 70-32230М; 8-верхний картер; 9, 22- конические шестерни, 10- роликовый подшипник 70-32228К, 11-кольцо; 12, 38- штифты, 13, 27- полукольца; 14- шариковые подшипники 176228Д (или 176228ДТ2), /5-фланец; 16, 37- пробки; /7-коллектор; /*, 35-трубопроводы; 19, 20- калиброванные отверстии; 21-маслосборник; ?3-роликовый подшипник 70-32330М (с 1980 г. 70-32230М); 24-кронштейн реактивной тяги, 25-ведомый вал, 26- роликовый подшипник 70-2324М; 28-шайба; 29-шариковый подшипник 176144 (или 80- 144Л). 30-роликовые подшипники 70-32144М; 31-пробка сливного отверстия; 32-осевая шестерня; 33-шестерня привода насоса; 34- насос смазки; 36- сапун; 39-гайка; 40-магнитный фильтр; 41-сетчатый фильтр; б-без насоса смазки; 1-щупы, 2- средний корпус; 3, 11-фланцы; 4, /5-полукольца; 5- роликовый подшипник 70-32230М, 6, 12-конические шестерни; 7, 19- крышки; 8-ведущий вал, 9-роликовый подшипник 70-32228М; 10-шариковый подшипник 176228ДТ2; /3-ведомый вал; 14-верхний корпус; 16-роликовый Сп подшипник 70-2324М; /7-пробка сливного отверстия; 18-нижний корпус, 20-переливное отверстие; 21-пробка
Ведущий вал 6 установлен на роликовых подшипниках 7 и 10, ведомый - на роликовых подшипниках 23 и 26. Роликовые подшипники воспринимают только радиальные усилия; осевые усилия на ведущем и ведомом валах воспринимают шариковые подшипники 14 с разрезным внутренним кольцом, имеющие радиальный зазор 0,14-0,18 мм. Как показали испытания, применение подшипников с меньшим зазором недопустимо, так как это приводит к повышению температуры подшипниковых узлов. Фиксацию подшипников 14 от проворота обеспечивают штифты 12, один конец которых запрессован в кольцо 11, а другой утоплен в пазу стакана подшипника. В осевом направлении подшипник 14 фиксируется на ведущем валу гайкой 39, застопоренной штифтом 38, на ведомом - шайбой 28, закрепленной болтами.
Чтобы исключить неправильную в осевом направлении установку роликов подшипника 7 относительно дорожки качения внутреннего кольца, необходимо обеспечить размер а = (106 ±0,25) мм путем шлифовки по месту полуколец, установленных между буртом стакана подшипника 7 и картером 8.
Ведущий вал 6, изготовленный из стали 38ХС и термообра-ботанный до твердости 255-302 НВ, выполнен за одно целое с входным фланцем. На валу установлены ведущая коническая шестерня 9 и выходной фланец 15. Внутренние кольца подшипников 10 и 14 упираются в съемный бурт, состоящий из втулки, насаженной на два полукольца, которые утоплены в кольцевую выточку вала. Ведомый вал 25 представляет собой вал-шестерню с прямыми зубьями; на нем установлена ведомая коническая шестерня 22. Вал-шестерня изготовлен из стали 20Х2Н4А; рабочие поверхности зубьев цементированы (глубина цементированного слоя после шлифовки 1,3-1,6 мм) и термообработаны до твердости 58 НРХ. Рабочие поверхности зубьев конических шестерен в отличие от зубьев вала-шестерни не шлифованы; твердость их после цементации на глубину 1,6-1,9 мм не менее 58 НРХ.
Конические шестерни и фланец 15 установлены на валах на конусных посадках с гарантированным натягом (конусность 1:50). Валы имеют каналы для подвода масла в зону конусных соединений при их разборке. Для защиты от загрязнения каналы заглушают резьбовыми пробками 37.
Боковой зазор в конической зубчатой паре должен находиться в пределах 0,2-0,6 мм; его регулируют шлифовкой по месту полуколец 13 и 27. Для уплотнения полуколец с каждой стороны установлены картонные прокладки на лаке «Герметик».
Подшипники ведущего вала защищены двухкамерными лабиринтными уплотнениями 5. Утечки масла отводятся в картер редуктора через каналы 4 отдельно из каждой камеры. На оси колесной пары также применены лабиринтные уплотнения, в которых масло отбрасывается в картер редуктора центробежными силами.
Редуктор оборудован принудительной системой смазки. Подачу масла обеспечивает реверсивный насос 34, который приводится в движение шестерней 33, напрессованной на ось колесной пары. Для равномерной подачи масла ко всем смазываемым точкам в момент начала движения тепловоза, когда в осевом редукторе действуют наибольшие нагрузки, а подача насоса мала, в системе смазки предусмотрен коллектор 17. По трубопроводам 35 н каналам в корпусе редуктора масло нагнетается насосом в коллектор, а из него подается равномерно ко всем смазываемым точкам, расположенным ниже коллектора. Равномерность подачи масла обеспечена присоединением к коллектору раздаточных трубопроводов на одном уровне. В нагнетательном канале системы смазки среднего картера выполнено отверстие с резьбой К 3/8", заглушаемое пробкой 16 и служащее для присоединения манометра при проверке работы насоса смазки.
Система смазки оборудована магнитным 40 и сетчатым 41 фильтрами. Конструкция сетчатого фильтра позволяет разместить его в нижней части масляной ванны, что обеспечивает работу насоса без подсоса воздуха. Для осмотра привода насоса смазки и фильтров предусмотрен люк, закрываемый крышкой, к которой прикреплен магнитный фильтр.
Одновременно с принудительной смазкой предусмотрена смазка разбрызгиванием, обеспечивающая работу редуктора в случае выхода из строя насоса 34 или повреждения трубопроводов, причем при работающем насосе смазка разбрызгиванием происходит менее интенсивно, что ведет к снижению потерь мощности. Получается это следующим образом. При работе редуктора масло подается к смазываемым деталям и в маслосборник 21 с калиброванным отверстием 20. В маслосборник масло поступает по трубопроводу 18 с калиброванным отверстием 19, пропускная способность которого больше пропускной способности отверстия 20. В результате во время работы насоса смазки маслосборник наполняется маслом, а уровень масла в масляной ванне редуктора понижается, что ведет к снижению потерь мощности на разбрызгивание. В случае выхода из строя насоса подача масла в маслосборник прекращается, и находящееся в нем масло через отверстие 20 сливается в редуктор до уровня, обеспечивающего полную смазку разбрызгиванием.
Масло в редуктор заливают через резьбовое отверстие для сапуна 36. При этом вначале заполняется полость для смазывания
конических шестерен, затем масло, сливаясь из нее через край выступа, заполняет нижнюю полость редуктора. Контролируют уровень масла щупом 1, установленным в нижнем картере. Сливают масло через два отверстия, закрытые пробками 31, в нижнем картере и одно в среднем. Для смазывания редуктора применяют масла ТСп-15К, при температуре наружного воздуха ниже минус 25° С - ТСп-10.
При разборке редуктора рекомендуется устанавливать его в сборе с колесной парой на нижний картер 2 таким образом, чтобы он не опирался на крышку насоса смазки. Центрирующие конические шпильки по разъему верхнего и среднего картеров необходимо выпрессовывать снизу вверх; конические шпильки по разъему среднего и нижнего картеров следует выпрессовывать сверху вниз. Разборку конусных соединений производят при помощи специального насоса высокого давления, соединяемого с резьбовым отверстием, заглушаемым пробкой 37. Под действием давления масла увеличивается внутренний диаметр спрессовываемой детали, и она за счет осевой составляющей, возникающей в конусном соединении, с силой смещается в сторону вершины конуса. Снимаемую деталь необходимо фиксировать в осевом направлении, обеспечивая свободу перемещения на величину 20-30 мм. При отсутствии фиксации опрессовываемая деталь, с силой срываясь с вала, может нанести травму.
В процессе сборки редуктора следует особое внимание обращать на сопряжение деталей с конусными соединениями. Так, осевой натяг конических шестерен 9 и 22 должен составлять 10 + 3 25 мм, их температура нагрева перед посадкой на вал должна быть 190-220° С. Для фланца 15 эти параметры должны быть соответственно 12+ мм и 240-250° С. Пятна контакта сопрягаемых поверхностей указанных деталей при проверке по краске должны составлять не менее 75 % общей поверхности сопряжения.
Во избежание снижения твердости рабочих поверхностей зубьев нагрев конических шестерен необходимо производить только индукционным нагревателем, причем температуру нагрева замерять на ступице. При таком способе нагрева зубья шестерен нагреваются менее интенсивно, чем ступица.
Посадку подшипников по внутренним кольцам следует производить с предварительным нагревом в масле до температуры 100-110° С. Кольца подшипников после установки должны плотно упираться в смежные детали.
Боковой зазор в зацеплении конических шестерен необходимо проверять при выбранных зазорах в подшипниках как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения. При этом получают максимальный и минимальный боковые зазоры, которые должны находиться в пределах 0,2-0,6 мм. Отпечаток от краски при проверке зубьев на прилегание должен занимать не менее 40 % длины зуба и 70 % рабочей высоты зуба. После приработки шестерен не рекомендуется производить их перестановку. При износе зубьев предельно допустимая величина бокового зазора 1,6 мм.
Боковой зазор между шестернями привода насоса смазки должен быть в пределах 0,3-0,8 мм. Его регулируют прокладками между основанием насоса и крышкой осевого редуктора, на котором расположен насос. Во избежание повреждения насоса смазки при установке колесной пары рекомендуется насос монтировать после закрепления на колесной паре корпуса редуктора.
Насос смазки, применяющийся на тепловозах выпуска до 1977 г. (рис. 149, а), реверсивный, имеет подачу 15 л/мин при частоте вращения входного вала 1180 об/мин и противодавлении 0,5 МПа (5 кгс/см2). Зубчатое колесо 14 привода насоса закреплено при помощи шпонки на конусном хвостовике ведущей шестерни 7 насоса. Ведущая 7 и ведомая 6 шестерни установлены в цилиндрических выточках корпуса 1 и опираются на бронзовые втулки 5, которые запрессованы в крышки 4 и 13. Крышки и корпус выполнены из антифрикционного чугуна; между собой они соединены пятью болтами 12. Два призонных болта 17 обеспечивают правильную установку корпуса и крышек друг относительно друга. Реверсивность насоса обеспечивается двумя шариковыми клапанами 9.
Работает насос следующим образом. По каналу 2 и кольцевым выточкам 3 в крышках 4 а 13 масло поступает к всасывающим полостям 15, заполняя при этом впадины между зубьями ведомой и ведущей шестерен. В зависимости от направления вращения шестерен одна из полостей 16 (левая или правая) является нагнетательной. В ней масло из впадин зубьев вытесняется зубьями сопрягаемой шестерни. Из нагнетательной полости 16 по каналу 8 через клапан 9 масло поступает в полость 10 с фланцем 11, который служит для присоединения нагнетательного трубопровода. Клапан второй полости 16 в это время закрыт, а сама полость находится под разрежением, возникающим в результате выхода зубьев одной из шестерен из впадин сопрягаемой шестерни. При изменении направления вращения назначение полостей 16, каналов 8 и клапанов 9 меняется, т. е. полость, находившаяся под разрежением, становится нагнетательной и т. д.
Перед установкой насоса в редуктор рекомендуется полости 10 и 16, а также канал 8 заполнить маслом, применяемым для смазки редуктора.
В 1977 г. в осевых редукторах стали устанавливать нереверсивные насосы Г11-22 (рис. 149, б), серийно изготавливаемые станкостроительной промышленностью. Для обеспечения реверсив-ности применена клапанная коробка 1, на которой при помощи четырех болтов 3 закреплен корпус насоса 4. Для регулировки размера (должен быть 110 мм), обеспечивающего правильнее зацепление в шестернях привода насоса, предусмотрены регулировочные прокладки 5. Насос в сборе с клапанной коробкой взаимозаменяем с насосом производства Людиновского тепловозостроительного завода.
Насос приводится при помощи шестерни 6, насаженной на вал насоса. Перед установкой шестерни на вал контролируют размеры, обеспечивающие натяг в пределах 0,015-0,034 мм, после этого шестерню нагревают до температуры 350-380° С.
Всасывающий и нагнетательный каналы насоса соединены с клапанной коробкой посредством штуцеров 7, 11 и двух трубопроводов 2.
Рис. 149. Насос смазки: а-без клапанной коробки: 1-корпус; 2, 3, 15-Всасывающие каналы и полости; 4, 13- крышки; 5-втулка; в-ведомая шестерня; 7-ведущая шестерня; 8, 10, 16-нагнетательные каналы и полости; 9- нагнетательный клапан; 11-фланец нагнетательного трубопровода; 12-болт ; 14-зубчатое колесо привода насоса; 17-призонный болт; б-с клапанной коробкой; 1-клапанная коробка; 2-трубопровод; 3-болт; 4-корпус насоса; 5-регулировочная прокладка; 6-шестерня привода насоса; 7, 11-штуцера, 8, 9, 10, 12-шарики
Рис. 150. Реактивная тяга: 1-гайка, 2, 3, 4-шайбы, 5-амортизатор; 6-пластина; 7-внлка; 8-тяга; 9-кронштейн осевого редуктора, 10-масленка; 11-манжета; 12-кольцо; 13-валик, 14-шарнирный подшипник ІІІС-50
Работу клапанной коробки рассмотрим для случая, когда штуцер 7 находится под разрежением, создаваемым насосом, а штуцер 11- под давлением. При этом под действием разрежения шарик 9 поднимается (шарик показан пунктиром), и масло поступает во всасывающую полость насоса. Из насоса масло под давлением проходит по трубопроводу и через штуцер 11 попадает в клапанную коробку, поднимает шарик 10 и поступает в систему смазки осевого редуктора. Шарики 8 и 12 в это время прижаты к седлам клапанной коробки. При изменении направления вращения насоса шарики 9 а 10 прижаты к седлам, а шарики 8 и 12 приподняты. С 1984 г. осевые редукторы изготавливают без насосов смазки (см. рис. 148, б). Они в отличие от редукторов с насосами смазки, имеют отдельные полости для смазывания конической и цилиндрической пар шестерен. Уровень масла в каждой полости контролируют щупами /; заполняют полости маслом через резьбовые отверстия, заглушаемые пробками 21.
В процессе работы редуктора возможна перекачка масла из нижней полости смазки цилиндрических зубчатых колес в верхнюю полость смазки конических колес. Для предупреждения переполнения маслом полости конических колес предусмотрено переливное отверстие 20, обеспечивающее слив излишков масла из этой полости в полость цилиндрических колес;
Ведущий вал 8 среднего редуктора выполнен со съемными фланцами 3 и //; в крайних редукторах вместо фланца 3 применены съемные втулки. При необходимости (ремонтах) вместо съемных втулок могут быть установлены фланцы.
Реактивная тяга (рис. 150) удерживает осевой редуктор от проворота вокруг оси колесной пары. Одним концом реактивная тяга прикреплена к шайбе 4 шкворневого крепления, другим - к кронштейну 9 осевого редуктора. Шарниры в реактивных тягах обеспечивают свободное перемещение осевых редукторов при колебаниях колесных пар относительно рамы тележки. Для снижения динамических сил при резком изменении реактивного момента, а также для выравнивания тяговых усилий между колесными парами служат резиновые амортизаторы 5.
Благодаря горизонтальной установке реактивных тяг фланцы осевых редукторов при вертикальных колебаниях тепловоза практически сохраняют горизонтальное положение. Этим обеспечивается более равномерная передача вращающего момента от гидропередачи к колесным парам и улучшаются условия работы карданных валов. Кроме того, при горизонтальном расположении реактивных тяг не происходит перегрузка и разгрузка колесных пар при действии силы тяги, чем улучшаются условия сцепления колес с рельсами.
В шарнирных соединениях применены подшипники 14, фиксируемые в осевом направлении кольцами 12. В качестве уплотнения применены резиновые манжеты 11.
Пластина 6 служит для регулировки фланцев входного вала осевого редуктора по высоте.
Смазку в шарниры запрессовывают через масленки 10, откуда по каналам в валиках и во внутренних кольцах подшипников она поступает к сферическим поверхностям подшипников. Излишняя смазка выпрессовывается через отверстия в кольцах 12 и каналы а во втулках проушин. Смазывают шарниры маслом ЖРО.
Амортизаторы 5 установлены с предварительной затяжкой. Для обеспечения затяжки необходимо установить амортизаторы на посадочные выступы шайбы 4, вставить вилку в центральное отверстие шайбы и завернуть гайку 1, предварительно установив шайбы 2 и 3. Затяжку необходимо производить до беззазорного соприкосновения всех деталей. После этого замеряют получившуюся толщину амортизатора б и производят окончательную затяжку на величину в = (1 ±0,25) мм.
После сборки амортизаторов в проушины вилки 7 и кронштейна 9 вставляют реактивную тягу 8 с запрессованными подшипниками и установленными манжетами 11 и кольцами 12. Затем запрессовывают валики 13 и затягивают гайками до исключения зазоров между гайками и втулками проушин. Все гайки после сборки тщательно шплинтуют.
Карданные валы | Маневровый тепловоз ТГМ6а | Тормозная система