Розрахунок подавання мастильного матеріалу в моторно-осьовий підшипник локомотива із застосуванням примусового змащення

Abstract

UA: Моторно-осьовий підшипник (МОП) тягового електродвигуна локомотива є одним із найбільш навантажених вузлів екіпажної частини, що працює в умовах високих динамічних навантажень, температурних коливань і вібрацій. Встановлено, що недостатній рівень подавання мастильного матеріалу спричиняє порушення гідродинамічного режиму мащення, що веде до інтенсивного зношування вкладишів, зниження несучої здатності мастильного шару та, як наслідок, скорочення ресурсу підшипника. Це може призвести до його аварійного виходу з ладу, що унеможливлює подальшу експлуатацію локомотива і створює загрозу порушення безпеки руху. У статті розглянуто питання розрахунку оптимального подавання осьової оливи в моторно-осьові підшипники тягових електродвигунів тепловоза серії 2ТЕ116. Запропоновано підхід для формування математичної моделі з визначення необхідних витрат мастильного матеріалу з урахуванням умов експлуатації локомотива, таких як швидкість руху та інтенсивність адсорбційних процесів на поверхнях тертя. Наведено результати чисельних розрахунків, які можуть бути використані для вдосконалення сучасних систем подавання мастила та підвищення надійності роботи моторно-осьових підшипників у тягових електродвигунах.

EN: The motor-axle bearing (MAB) of a locomotive traction motor represents one of the most critically loaded elements of the locomotive’s running gear, experiencing substantial dynamic loads throughout its operational life. Continuous exposure to these loads, particularly under varying locomotive speeds and operational conditions, imposes strict requirements on the effectiveness of the bearing’s lubrication system. Insufficient supply of lubricant has been identified as a major factor leading to accelerated wear of the bearing liners, a significant decrease in service life, and, consequently, premature bearing failure. Such failures compromise the reliability and operational capability of the locomotive as a whole, resulting in increased maintenance costs and potential operational downtime. This article addresses the problem of determining the optimal axial oil supply rate to motoraxle bearings in the traction motors of the 2TE116 diesel locomotive. A comprehensive mathematical model has been developed, which allows for the calculation of the required oil flow rate based on critical operational parameters, including locomotive speed, load variations, and ambient conditions, as well as considering the structural characteristics of the lubrication system. The model integrates key tribological principles, including hydrodynamic lubrication theory and bearing surface protection under real-world operational conditions. The study presents detailed calculation results, highlighting the relationships between operational modes and lubricant consumption rates. The findings demonstrate the importance of adjusting the lubrication supply dynamically in accordance with the locomotive’s operational profile. Implementation of the proposed methodology could lead to significant improvements in lubrication efficiency, reduction in bearing wear, and substantial extension of the motor-axle bearing service life. Furthermore, the outcomes of this research provide practical recommendations for optimizing existing lubrication systems and inform the design of more reliable bearing assemblies for future locomotive models.