Карданная муфта

 

Карданная муфта является соединительным звеном между двигателем и редуктором и служит для передачи крутящего момента от якоря двигателя к шестерне тягового редуктора. Необходимость применения в передаче карданной муфты вызвана тем, что в процессе движения вагона и при просадке надбуксового подвешивания валы тягового двигателя и редуктора смещаются в пространстве один относительно другого.

Карданная муфта (рис.54.) представляет собой универсальный шарнир, который допускает параллельное смещение до 11 мм, угловое смещение до 2,5 º,смещение осей до 8 мм, состоящий из двух полумуфт, соединенных после установки на концах валов тягового двигателя и редуктора болтами.

При соединении полумуфт между собой устанавливается общая центрирующая шайба и уплотнительная прокладка из прессшпана; полумуфты соединяются тремя призонными болтами.

Рис.54. Карданная муфта

Кулачок изготавливается из поковки хромоникелевой и представляет собой втулку с двумя цапфами. Втулка кулачка имеет конусное отверстие для горячей бесшпоночной посадки на конец вала. На переднем торце кулачка выполнены два наклонных паза под язычки пластинчатой стопорной шайбы. Задняя часть втулки кулачка сопрягается с уплотнительным щитом. Посадочную поверхность и цапфы кулачка цементируют и закаливают для придания им нужной твердости. Каждая цапфа на торце имеет гнездо под ножку грибовидного колпачка и уходящее вглубь отверстие с резьбой под болт крепления колпачка. На цапфы одеваются игольчатые подшипники.

Грибовидные колпачки служат для закрепления игольчатых подшипников на цапфах. Наружная поверхность колпачка имеет сферическую форму. Кулачок сажают на вал шестерни или тягового двигателя в горячем состоянии с натягом.

Для обеспечения плотности посадки вал и кулачок должны иметь точно пригнанные друг к другу конусные поверхности, и каждый кулачок индивидуально притирается по валу пемзой или мелким наждачным порошком до прилегания не менее 75-80%.

Рис.55. Проверка притирки

Холодный кулачок одевают на вал и замеряют свес торца кулачка над концом конуса вала. После этого кулачок нагревают до температуры 100-120°С в течение 15-20 минут в трансформаторном масле. После этого свес должен уменьшиться. Разница величин свесов в холодном и горячем состояниях называется линейным натягом.

Недостаточная притирка кулачка или малый натяг могут в эксплуатации привести к провороту кулачка на валу. Посаженный кулачок закрепляется колпачковой гайкой, которая в свою очередь стопорится лепестковой пластинчатой шайбой. Закрепительная гайка подвергается закалке и цементации. Гайка имеет наружный размер под ключ,внутреннюю резьбу по резьбе вала, наружная торцовая поверхность гайки выполнена в виде сферы, с чистой шлифованной поверхностью. Между торцом кулачка и закрепительной гайкой размещаю пластинчатую шайбу,лепестки которой отгибают в пазы кулачка и на грани гайки.

Перед посадкой кулачка на вал необходимо предварительно установить закрепительное фланцевое кольцо и уплотнительный щит Корпус - вилка представляет собой цилиндрическую втулку, имеющую с одного торца фланец для соединения с вилкой второй полумуфты. На втором торце втулки имеются два открытых выреза, в которых размещаются ролики игольчатых подшипников кулачка. Места упора роликов в вырезы вилки наплавляют твердым сплавом типа «сормайт» и подвергают шлифовке. Во фланце корпуса имеется шесть отверстий, из которых четыре служат для установки призонных болтов, соединяющих полумуфты между собой, и четыре других отверстия имеют резьбу под болты, стягивающие укрепляющее кольцо и фланец вилки. Стакан имеет форму полого открытого цилиндра. Он размещается на корпусе и перекрывает места раствора вилки и отверстия для смазки.

В боковой поверхности стакана имеются два отверстия, закрываемые резьбовыми пробками. Эти отверстия при сборке полумуфты размещаются над отверстиями в вилке и служат для добавления смазки в эксплуатации без разборки муфты.

Передний торец стакана упирается во фланец вилки, а задний имеет буртик для упора в него укрепляющего кольца и отбортовки уплотнительного щита.

Рис.56. Кулачок карданной муфты

Укрепляющее кольцо, совместно с тремя длинными болтами, ввертываемыми во фланец вилки, зажимают стакан и уплотнительный щит, то есть соединяет в одно целое детали полумуфты. Уплотнительный щит изготавливают штамповкой из листовой стали. Внутренний диаметр его дополнительно отбортован внутрь, что препятствует выбросу смазки из муфт. Щит имеет выпуклость наружу.

При движении вагона в карданной муфте происходит непрерывное трение скольжения отдельных металлических частей, поэтому их необходимо смазывать смазкой, способной проникать ко всем трущимся местам. Для карданной муфты применяется смесь густой смазки ЛЗ с жидкой ТАП-15В в соотношении 1 кг густой и 0,25 кг жидкой смазки.

Центрирующая шайба имеет форму диска. В средней части диска с обеих сторон вышлифованы вогнутые сферы, которые являются местами упора шайбы в колпачковые гайки. Эти поверхности закаливаются для получения твердости поверхности. В шайбе высверлены отверстия для сообщения внутренних полостей полумуфт между собой.

Передача муфтой вращающего момента производится следующим образом: кулачок на ведущем валу своими роликами ведет через стенки вырезов корпус полумуфты со стаканом. Корпус через болты соединения полумуфт и за счет сил трения между фланцами вилок передает усилие на корпус второй полумуфты, который в свою очередь через стенки вырезов передает вращение кулачку на ведомом валу и на ведомый вал.

При вращении муфты возможно параллельное и угловое смещение валов относительно друг друга, которые реализуются благодаря наличию шарнирности муфты в двух плоскостях по оси вращения роликов на цапфах и по сфере колпачков.

По принципу действия карданная муфта относится к универсальным шарнирам. Неподвижными элементами в ней являются кулачки, а подвижными - корпуса со стаканами и центрирующая шайба. Подвижный элемент муфты в процессе ее работы не имеет определенного положения и может располагаться наклонно в пространстве и перемещаться вдоль валов. Величина продольного перемещения определяет разбег карданной муфты и ограничивается упором центрирующей шайбы в одну и другую колпачковые гайки кулачков на торцах валов. Этот разбег должен быть 5-7 мм. Его регулировку производят перемещением тягового двигателя на поперечной балке рамы тележки вдоль оси колесной пары.