На рис. 3.97 изображена зубчатая муфта ЭВС «Сапсан» в сборе. На рис. 3.98 изображена зубчатая муфта в расстыкованном состоянии (ТЭД — слева, тяговый редуктор — справа).
Рис. 3.97. Зубчатая муфта ЭВС «Сапсан» в сборе
Рис. 3.98. Вид зубчатой муфты (полумуфты) в расстыкованном состоянии
Рис. 3.98 дает представление о порядке расстыковки зубчатой муфты: откручены и изъяты все восемь болтов и расстыковано шлицевое соединение зубчатых стаканов муфты.
Описание работы зубчатой муфты
Зубчатая муфта предназначена для обеспечения передачи крутящего момента между двумя валами, которые могут менять расстояние между собой в горизонтальной плоскости (сходиться и расходиться) и в вертикальной плоскости (подниматься и опускаться друг относительно друга). В последнем случае происходит перелом оси передачи вращающего момента. Перемещения в горизонтальной плоскости (поперек оси пути) обусловлены возможностью поперечного перемещения ТЭД в связи с его поперечным подрессориванием относительно рамы тележки, а перемещение корпуса редуктора в вертикальной плоскости относительно ТЭД — работой 1-й ступени основного рессорного подвешивания.
Фланец муфты на валу ТЭД 2 (рис. 3.99) закреплен на нем через промежуточную втулку 4 при помощи шпоночного соединения 12 и зафиксирован нажимной шайбой 14 с болтом 16. Зубчатый барабан со стороны ротора ТЭД 3 закреплен внутренними соединениями (на рис. 3.99 не показаны) к фланцу 2, на внутренней цилиндрической поверхности зубчатого барабана 3 нарезаны цилиндрические зубья 20. Фланец муфты 11 крепится на валу МШ 10 посадкой с натягом и имеет специальный канал 9 для спрес-совки с вала гидроспособом. К фланцу 11 болтами закреплен зубчатый барабан цилиндрической формы 8, внутри которого нарезаны аналогичные прямые зубья 20. Передача вращающего момента между обоими фланцами происходит через состыкованные друг с другом шлицевым 17 и болтовым 18 соединениями зубчатые стаканы 7 и 15. По наружным краям этих стаканов нарезаны дуговые зубья 21. Такая конструкция позволяет выполнять разворот дугового зуба внутри широких зубьев 20 барабанов с сохранением возможности передачи момента. Края дуговых зубьев зубчатых стаканов 7 и 15 имеют специальные фаски для улучшения площади соприкосновения с широкими зубьями барабанов при повороте зубчатых стаканов вокруг вертикальной оси (перелом оси вращения валом МШ и ТЭД).
Рис. 3.99. Конструкция зубчатой муфты в разрезе: 1 — вал ротора ТЭД; 2 — фланец на валу ротора ТЭД; 3 — зубчатый барабан со стороны ротора ТЭД; 4 — промежуточная втулка; 5 — запорный диск-шайба со стороны вала ротора; 6 — сапун; 7 — зубчатый стакан со стороны вала МШ; 8 — зубчатый барабан со стороны вала МШ; 9 — масляный канал для гидросъема фланца 11; 10 — вал МШ; 11 — фланец муфты на валу МШ; 12 — фиксирующая шпонка фланца ротора ТЭД; 13 — сальник зубчатого стакана; 14 — нажимная шайба барабана-фланца 2; 15 — зубчатый стакан со стороны вала ротора ТЭД; 16 — болт нажимной шайбы 14; 17 — шлицевое соединение зубчатых стаканов; 18 — болт с шестигранной головкой; 19 — запорный диск-шайба со стороны вала МШ; 20 — цилиндрические прямые зубья зубчатого барабана; 21 — дуговые зубья зубчатого стакана
Чтобы избежать изъятия из зубчатых барабанов 3 и 8, зубчатые стаканы 7 и 15 зафиксированы запорными дисками-шайбами 5 и 19. Внутри зубчатых барабанов закладывается смазка очень высокой консистенции, аналогичная смазке буксол, но еще более вязкая, называемая смазкой для трущихся деталей, работающих в тяжелых условиях. Торцы запорных дисков-шайб имеют сальники 13. При необходимости смены ТЭД или колесно-редукторного блока, муфта расстыковывается в шлицевом соединении зубчатых стаканов 17 посредством отвинчивания восьми болтов с наружными шестигранными головками 18.
Зубчатые стаканы в зубчатых фланцах муфты могут свободно без усилий расходиться и сходиться в горизонтальной плоскости поперек оси пути (рис. 3.100, 3.101). Расстояние такого взаимного перемещения конструктивно не может превышать 15—18 мм. Это означает, что суммарное схождение-расхождение зубчатых фланцев не может превышать 30—36 мм. Резиновый упорный буфер поддона с ТЭД дает возможность свободного поперечного перемещения поддона по 7 мм в каждую сторону, т.е. всего 14 мм. Соответственно суммарный запас поперечного перемещения поддона по условию столкновений деталей муфты составляет 16—22 мм.
При работе рессорного подвешивания 1-й ступени корпус редуктора смещается вниз или вверх на упругих амортизаторах С-образного кронштейна подвески редуктора. На рис. 3.102 приведен пример смещения вниз корпуса редуктора относительно ТЭД. Конструкция зубчатой муфты обеспечивает надежную передачу вращающего момента, если это смещение (излом оси вращения) не превысит 55—65 мм. Резинометалические амортизаторы подвески редуктора не предоставляют возможности свободного перемещения корпуса редуктора относительно рамы тележки. Любое такое перемещение приводит к упругому деформированию амортизаторов подвески редуктора.
Рис. 3.100. Зубчатая муфта в положении максимума схождения фланцев
Рис. 3.101. Зубчатая муфта в положении максимума расхождения фланцев
Рис. 3.102. Зубчатая муфта в положении максимального перелома осей вращения фланцев
При перемещении вала МШ вниз (см. рис. 3.102) происходит поворот зубчатых стаканов по часовой стрелке на определенный угол относительно оси поворота. Ось поворота всегда находится на торце соединенных зубчатых стаканов либо слева, как на рисунке, либо справа, значения не имеет. Конструкция муфты может обеспечить надежную передачу вращающего момента, если угол поворота соединенных зубчатых стаканов не превысит 7—8 градусов.
Конструкции узла подвески редуктора и узла подвески ТЭД устроены так, что в нормальных условиях эксплуатации не допускают достижения указанных критических для зубчатой муфты величин.
На рисунках 3.103—3.107 изображены элементы зубчатой муфты.
Рис. 3.103. Вид зубчатой муфты (полумуфты) в расстыкованном состоянии
Рис. 3.104. Вид зубчатой муфты (полумуфты) в расстыкованном состоянии со смещением зубчатого стакана на 8° вверх
Рис. 3.105. Зубчатый барабан — фланец на валу ротора ТЭД с изъятым зубчатым стаканом
Рис. 3.106. Вид зубчатого стакана со стороны ТЭД в изъятом состоянии: 1 — дуговые зубья зубчатого стакана; 2 — шлицевое соединение с зубчатым стаканом со стороны МШ (разобрано); 3 — запорный диск шайба изъятого зубчатого стакана
Рис. 3.107. Вид зубчатого стакана со стороны ТЭД в изъятом состоянии вместе с запорным диском-шайбой: 1 — дуговые зубья зубчатого стакана; 2 — шлицевое соединение с зубчатым стаканом со стороны МШ (разобрано); 3 — запорный диск-шайба изъятого зубчатого стакана
