Унифицированная гидропередача УГП750-1200.

Техника / РЖД - техника / Тепловозы - техника ржд / Гидравлическая часть - техника тепловозы
Administrator
14 137
29-03-2017, 18:48
0

Общие сведения о гидродинамической передаче мощности УГП750-1200.

Передача УГП 750-1200, серийно выпускаемая Калужским машиностроительным заводом является основным типом гидропередачи отечественных тепловозов. Унификация передачи проведена в следующих направлениях:

1) получении передачи мощности от 750 до 1200л.с. при одинаковых габаритах;
2) в возможности отбора мощности для вспомогательных нужд на разных тепловозах;
3) во взаимозаменяемости основных узлов и деталей.

Общий вид передачи мощности УГП750-1200 предствален на рисунке.

Унифицированная гидропередача УГП750-1200.

В данном типе гидропередачи мощность от дизеля к колесам тепловоза передается посредством трех поочередно включаемых гидроаппаратов: двух гидротрансформаторов ГТР1 и ГТР2 и одной гидромуфты ГМ. Насосные колеса двух гидротрансформаторов и гидромуфты насажены на общий вал и приводятся во вращение от вала дизеля через повышающую зубчатую передачу. Турбинные колеса этих гидроаппаратов через систему зубчатых колес и реверс-режимный редуктор передают вращение на выходной вал УГП и далее на осевые редуктора колесных пар тепловоза. Масло для работы гидроаппаратов и на смазывание подшипников и зубчатых колес подается центробежным питательным насосом, расположенным в нижней части корпуса гидропередачи. Переключение гидроаппаратов происходит автоматически в зависимости от частоты вращения вала дизеля и скорости движения тепловоза. Система автоматики электрогидравлическая. В гидропередаче предусмотрен также отбор мощности на вспомогательные нужды тепловоза.

Основные технико-экономические показатели:

Схема – ГТР+ГТР+ГМ (3 ступени скорости);

Мощность – 750-1200л.с.;

Система автоматики – электрогидравлическая двухимпульсная;

Максимальный к.п.д.:

при работе на ГТР1 –85%;

на ГТР2 – 85%;

на ГМ – 90%;

Средний К.П.Д. – 82,5%;

Частота вращения входного вала – 1400об/мин;

Серии тепловозов – ТГМ3А, ТГМ4, ТГМ6, ТГМ6А,ТГМ10, ТГ102К.

Масса передачи в сборе – 5670кг.

Кинематическая схема унифицированной гидропередачи.

Кинематическая схема гидропередачи, приведенная на рисунке состоит из силовой и вспомогательной цепей.

Силовая кинематическая цепь содержит следующие узлы:

1. Приводной вал I с фланцем, шестерней z1 повышающей зубчатой пары и шестерней отбора мощности z14.

2. Главный вал II состоящий из насосного и турбинных валов первой и второй ступеней. На насосном валу расположены ведомая шестерня z2 повышающей зубчатой пары и насосные колеса ГТР1, ГТР2 и ГМ. На турбинном валу первой ступени расположена шестерня z3 и турбинное колесо ГТР1, на турбинном валу второй ступени — турбинные колеса ГТР2 и ГМ, а также шестерня z5, передающая вращение со второй ступени главного вала на вторичный вал.

3. Вторичный вал III с шестернями z4 первой и z6 второй ступеней. Постоянно вращающаяся при работе гидропередачи часть вторичного вала оканчивается подвижной шлицевой муфтой. Эта муфта при переключении режима («Поездной» или «Маневровый») вводится в шлицевую часть ступицы одной из шестерен: z8 маневрового режима или z11 поездного режима, включая их в работу.

4. Вал реверса IV с шестерней z7, через которую он получает вращение от шестерни вторичного вала z6 с тем же числом зубьев. При работающей гидропередаче вторичный вал и вал реверса вращаются одновременно с одинаковой частотой, но в разных направлениях. Вал реверса так же, как и вторичный вал, оканчивается шлицевой муфтой, через которую приводятся во вращение шестерни или соответственно маневрового или поездного режима.
5. Раздаточный вал V с шестернями z10 и z13 соответственно маневрового и поездного режимов и выходными фланцами для присоединения карданных валов.

Вспомогательная кинематическая цепь включает вал отбора мощности VI, который приводится шестерней z15, связанной с шестерней z14 приводного вала. Конец вала VI выходит из корпуса УГП для возможности подсоединения к нему вспомогательных агрегатов тепловоза. На валу отбора мощности расположена коническая шестерня z16, от которой через другую коническую шестерню z17 приводится во вращение вертикальный вал привода питательного насоса. К вспомогательной цепи относится также пара шестерен привода датчика скорости и шестерня привода насоса системы смазки, находящаяся в зацеплении с шестерней раздаточного вала.

Приводной вал гидропередачи.

Приводной вал служит для передачи вращающего момента от дизеля на главный вал и вал отбора мощности. Подшипниковые опоры, в которых вращается вал, выполнены следующим образом: передняя состоит из шарикового и роликового подшипников, задняя — из роликового подшипника.

Роликовые подшипники воспринимают радиальные нагрузки, а шариковый подшипник 6, установленный в стакане с зазором, воспринимает только осевую нагрузку. Его наружная обойма удерживается от проворота давлением упорного бурта крышки 4. Смазка на подшипники подается из каналов корпуса через отверстия в стакане и в проставном кольце между подшипниками.

На вал посажен с гарантированным натягом блок шестерен 7 и 8. Посадка блока производится с предварительным нагревом до 100…140 °С. На переднюю выступающую часть вала, имеющую конусную поверхность, посажен также с гарантированным натягом методом масляной напрессовки фланец 1.

Уплотнение вращающейся части приводного вала обеспечивается отражательным кольцом и набивкой 3 из прографиченного асбеста, размещенной между крышкой 4 и нажимной шайбой 2.

Главный вал.

Главный вал включает в себя основные рабочие элементы гидропередачи — гидротрансформаторы и гидромуфту. Насосные колеса всех гидроаппаратов напрессованы на общий насосный вал 12, который опирается на корпус передачи через два роликовых 5 и 22 и один шариковый 3 подшипники. Шариковый подшипник имеет разрезное внутреннее кольцо, благодаря чему контакт шарика с кольцом происходит в трех точках, и подшипник способен воспринимать повышенные осевые нагрузки. В связи с очень большой частотой вращения насосного вала (более 2000 об/мин) возникает опасность проворота наружного кольца шарикового подшипника, в результате чего возможно истирание упорного бурта крышки 1 и, как следствие, осевое смещение вала и сближение рабочих колес гидроаппаратов. Для исключения этого наружное кольцо стопорится штифтом, имеющим с одной стороны нарезку и ввернутым в торец крышки 1. Кроме насосных колес 15, 28 гидротрансформаторов и 9 гидромуфты на валу 12 сидит также приводная шестерня 6.

Турбинный вал 29 ГТР1 (первая ступень) вращается в подшипниковых опорах 32, 35, 36. На приваренном к валу диске закреплено турбинное колесо 27. На вал насажена шестерня 31 первой ступени, передающая вращение на вторичный вал. Турбинный вал второй ступени представляет собой полую деталь, внутри которой проходит насосный вал. На валу 17 с одной стороны на конусной посадке с натягом установлено турбинное колесо 11 гидромуфты, а с другой стороны приварен диск, к которому винтами прикреплено турбинное колесо 18 ГТР2. Между ними на конусной посадке закреплена шестерня 14 второй ступени, передающая мощность, снимаемую с турбинных валов ГТР2 и ГМ.

Рабочие колеса гидротрансформаторов ГТР1 и ГТР2 заключены в чугунные корпуса, объединенные в блок, закрепленный в корпусе УГП. Реактивный момент, стремящийся повернуть корпуса, воспринимается реактивным болтом, пропущенным сквозь стенку УГП и ввернутым в блок корпусов. В корпусах ГТР закреплены лопатки реакторов 21 и 25. В каждом ГТР реактор состоит из двух систем лопаток, причем по количеству лопаток реакторы ГТР1 и ГТР2 отличаются друг от друга. В центре рабочая полость каждого ГТР ограничена тором (соответственно 26 или 20), прикрепленным к лопаткам реактора, и уплотнением, прикрепленным к турбинному колесу ГТР. В верхней части корпуса первого ГТР имеется отверстие с шариковым клапаном 37, предназначенное для ускорения слива рабочей жидкости при опорожнении ГТР. Кроме того, при холостом ходе трансформатора, когда в результате вращения рабочих колес происходит значительный нагрев воздуха и элементов ГТР, это отверстие способствует лучшей вентиляции рабочей полости ГТР. Лопастные колеса ГМ литые, приварены к ступице.

Наполнение гидроаппаратов маслом при включении их в работу происходит через золотниковую коробку, прифланцованную к корпусам ГТР. Масло попадает в полость ГТР через каналы в корпусах, а в полость ГМ — через отверстие в бугеле корпуса УГП, уплотненное лабиринтом относительно вращающихся частей ГМ. При работе гидропередачи во избежание ее перегрева часть нагретого масла непрерывно сливается из рабочих полостей гидроаппаратов. Масло из ГТР сливается через щель между тором и реактором и, пройдя через отверстия в лопастях реактора, попадает в сливной канал корпуса, оканчивающийся трубой. Кроме того, часть масла просачивается через уплотнения. Во вращающемся корпусе ГМ (колоколе) для слива масла выполнены специальные отверстия. Для пополнения утечек из картера питательным насосом непрерывно подается охлажденное масло. Слив масла из ГМ при ее выключении происходит через шесть специальных клапанов опорожнения, размещенных равномерно по наружной поверхности колокола.

Вторичный вал.

Вторичный вал предназначен для передачи мощности от главного вала на раздаточный и для переключения режимов работы тепловоза. Название это условное, так как вала как такового нет, а есть несколько шестерен, вращающихся каждая в своих опорах и соединенных между собой шлицевыми муфтами.

Шестерня 18 первой ступени снимает мощность с турбинного вала ГТР1, а шестерня 11 второй ступени — с турбинного вала ГТР2 и ГМ. Как и в большинстве узлов гидропередачи, радиальные усилия воспринимаются роликовыми подшипниками, а осевые усилия — шариковыми подшипниками, установленными в стаканах с зазором. Внутренние обоймы подшипников стопорятся в осевом направлении пружинными кольцами или круглыми гайками со стопорными шайбами. Наружные обоймы застопорены либо пружинными кольцами, либо крышками. Ступицы шестерен 11 и 18 соединены между собой неподвижной шлицевой муфтой 15, наружные шлицы которой входят во внутренние шлицы ступиц шестерен. Так как вторичный вал расположен в верхнем картере гидропередачи, заполненном маслом, для предотвращения перетекания масла из верхнего картера в нижний подшипниковые узлы и неподвижная шлицевая муфта закрыты кожухом 16, уплотненным резиновыми кольцами и гибкой пластиной (мембраной). На одной оси с шестернями 11 и 18 расположены еще две шестерни: 4 поездного режима и 7 маневрового режима, находящиеся в зацеплении с соответствующими шестернями выходного (раздаточного) вала. Внутри полых ступиц шестерен 7 н 11 помещена муфта 8, имеющая по концам наружные шлицевые венцы. Один из венцов находится в постоянном зацеплении с внутренними шлицами шестерни 11, второй короткий может находиться в нейтральном положении, т. е. между ступицами шестерен 4 и 7, или быть введен в зацепление с внутренними шлицами либо шестерни 4, либо шестерни 7 в зависимости от выбранного режима. Для перемещения муфты 8 вдоль оси при переключении режимов внутри нее на шариковых подшипниках установлен валик 2, соединенный с системой рычагов механизма переключения, размещенной внутри крышки 1. Смазка к подшипникам подводится из каналов корпуса по трубке 22.

Вал реверса.
Вал реверса расположен в одной горизонтальной плоскости с вторичным валом и отличается от него отсутствием шестерни первой ступени со шлицевой муфтой и кожухом. Он приводится от шестерни второй ступени вторичного вала. В остальном вал реверса конструктивно полностью повторяет вторичный вал. Этот вал так же, как и вторичный, служит для передачи вращения на выходной вал при движении тепловоза.

Раздаточный вал.

Раздаточный вал предназначен для передачи мощности гидропередачи через карданные валы на осевые редукторы тепловоза. Вал вращается в подшипниковых опорах, расположенных в стенках нижнего картера. На оба выступающих конца вала напрессованы на конусной посадке фланцы для подсоединения головок карданных валов. Отверстия для распрессовки закрыты резьбовыми заглушками 12 от попадания грязи. Вращающиеся части, выходящие наружу, уплотнены маслоотражательными шайбами и сальниковой набивкой, поджимаемой шайбой 2. Зубчатые колеса 6 и 10 соответственно поездного и маневрового режимов прикреплены к фланцам вала призонными болтами.

Вал отбора мощности.
Вал отбора мощности предназначен для привода питательного насоса УГП и отбора мощности на вспомогательные нужды тепловоза. Вал приводится в движение от шестерни приводного вала гидропередачи. Для удобства монтажа он состоит из двух частей (4 и 5), фланцы которых соединены болтами. Вращается вал в трех опорах. Во избежание перегрузки из-за возможной несоосности частей вала в качестве передней опоры применен сферический самоустанавливающийся подшипник.

На передний конец вала насажена на конусной посадке приводная шестерня 1. В средней части также на конусной посадке напрессована коническая шестерня для привода вала питательного насоса, а на выступающем за корпус УГП заднем конце установлен фланец 12 для привода компрессора. В рассматриваемый узел входит также вертикальный вал привода питательного насоса. Он получает вращение от конической шестерни 6 через коническую шестерню 15. На опорный хвостовик шестерни 15 посажены два шариковых подшипника 18. Подшипниковый узел заключен в стакан 19. На конец хвостовика напрессована полумуфта 20 с внутренними шлицами. Зацепление конических шестерен регулируется перемещением стаканов 8 и 19 за счет изменения толщины прокладок 14 и 16. Вал 21 привода питательного насоса имеет по концам шлицы, входящие соответственно в зацепление с внутренними шлицами полумуфты 20, сидящей на хвостовике шестерни 15, полумуфты 22 питательного насоса.

Источник: https://scbist.com

Обсудить на форуме