
- •3. Классификация электровозов и принятые обозначения
- •Технические характеристики электровозов.
- •Рама и кузов электровоза вл-80с
- •1. Люлечное подвешивание предназначено для передачи вертикальных и поперечных сил от кузова на раму тележки, уменьшения горизонтального и вертикального воздействий электровоза на путь.
- •15 Мм упор работает как жесткий ограничитель.
- •Форсунка.
1. Люлечное подвешивание предназначено для передачи вертикальных и поперечных сил от кузова на раму тележки, уменьшения горизонтального и вертикального воздействий электровоза на путь.
Люлечное подвешивание состоит из люлечных подвесок, горизонтальных и вертикальных упоров.
1.1 Люлечная подвеска представляет собой стержень, к нижней части которого приложена вертикальная нагрузка от кузова. Кузов кронштейнами через балансир устанавливается на нижний шарнир люлечного подвешивания, состоящий из опоры, прокладки и опоры. Нижний шарнир удерживается на стержне гайкой, которая стопорится болтом с гайкой.
1.2. Вертикальная нагрузка через съемную шайбу стержня, пружину, регулировочную шайбу, фланец стакана и верхний шарнир, состоящий из двух опор и прокладки, передается на раму тележки. Шарниры люлечной подвески обеспечивают колебательное движение стержня, вызванное горизонтальными поперечными перемещениями кузова и поворотом тележки относительно кузова. Поверхности трения стержня и стакана облицованы износостойкими втулками.
1.3 Для смазки поверхностей трения между стержнем и стаканом в стержне предусмотрены смазочные отверстия. В центральное смазочное отверстие ввернут штуцер, имеющий отверстие с резьбой для заправки смазки. Люлечная подвеска имеет страховочный трос, который предотвращает падение деталей при обрыве стержня.
2. Горизонтальный упор предназначен для ограничения поперечных отклонений кузова относительно рамы тележки. Состоит из крышки, пружины, корпуса и регулировочных прокладок, позволяющих выдерживать зазор между упором и рамой тележки не менее 15мм.
3. Вертикальный упор служит для ограничения вертикальных колебаний кузова относительно тележки и предотвращения смыкания витков пружин люлечных подвесок служит вертикальный упор, который состоит из крышки, фланца, регулировочных прокладок. Зазор между упором и рамой тележки не менее 17мм.
4. Горизонтальные усилия от кузова на тележку передаются люлечными подвесками при поперечном отклонении кузова до 15 мм от среднего положения и люлечными подвесками в параллель с горизонтальным упором при перемещении кузова от 15 до 30 мм. После сжатия пружины горизонтального упора на рабочий ход 15 мм упор работает как жесткий ограничитель.
Гидравлические гасители предназначены для гашения вертикальных колебаний кузова, возникающих при движении.
Гидравлические гасители расположены между тележкой и кузовом. Нижней головкой гаситель с помощью валика крепится на кронштейне, приваренном к боковине рамы тележки, верхней головкой — аналогично на кронштейне, приваренном к раме кузова.
Гидравлический гаситель колебаний представляет собой поршневой телескопический демпфер двустороннего действия, развивает усилие сопротивления на ходах сжатия и растяжения. Гаситель состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень с клапаном. В нижнюю часть цилиндра запрессован корпус с клапаном, а в верхнюю вставлен шток.
Общее описание устройства.
Механическая часть представляет собой тележку и кузов. Кузов опирается на рамы тележек, а они в свою очередь через систему рессорного подвешивания и буксы — на колесные пары. Тележки электровоза оборудованы рычажно-тормозной передачей и пневматическими приборами, необходимыми для приведения ее в действие, а также устройствами для подвески тяговых двигателей. Электрооборудование состоит из тяговых двигателей, количество, которых на электровозе равно числу осей, вспомогательных машин (компрессоров — для получения сжатого воздуха, вентиляторов — для охлаждения оборудования и т. д.), тяговых трансформаторов, выпрямительных установок и электрической аппаратуры (токоприемники, контакторы, выключатели, пусковые и тормозные реостаты,, аппараты защиты и т. д.).
Тяговые двигатели расположены на тележках. Имеется два способа подвешивания тяговых двигателей: опорно-осевое, широко применяемое на грузовых электровозах, и опорно-рамное, используемое на пассажирских электровозах. При опорно-осевом подвешивании тяговый двигатель одной стороной прикреплен к раме тележки, а другой, противоположной, через подшипник опирается на ось колесной пары. Таким образом, примерно половина веса двигателя является подрессоренной, а другая половина (на оси колесной пары) — неподрессоренной. При опорно-рамном подвешивании двигатель прикреплен к раме тележки и его вес полностью подрессорен относительно колесной пары. Такая же система подвешивания применена на электровозах с одномоторными двух- или трехосными тележками.
Остальное электрооборудование размещают в кузове электровоза и на крыше (токоприемники пантографного типа, разрядники, главные выключатели).
На электровозах переменного тока пуск и регулирование скорости осуществляют изменением величины напряжения на зажимах тяговых двигателей путем изменения (регулирования) напряжения на первичной или вторичной обмотке силового трансформатора. В СССР широкое распространение получил способ регулирования на вторичной стороне трансформатора. На электровозах переменного тока также применяют ослабление поля главных полюсов.
Электровоз при движении всегда находится во взаимодействии с верхним строением пути. Хорошие ходовые качества электровоза характеризуются спокойным движением его в кривых и прямых участках пути. Чтобы добиться такого состояния, устанавливают специальные устройства (возвращающие, амортизирующие и др.)» обеспечивающие плавность хода электровоза.
Кузов предназначен для размещения в нем оборудования и передачи тяговых сил через автосцепное устройство. В состав кузова входят: рама, боковые стенки, крыша, крышевые люки, каркасы, задвижные щиты и блокировки, песочницы, путеочиститель, прожектор и буферные фонари, кабина машиниста, ручной тормоз, автосцепное устройство, кресло.
Кузов электровоза состоит из двух одинаковых цельнометаллических конструкций обтекаемой формы (секций). Сообщение между секциями осуществляется по переходной площадке. Конструкция кузова обеспечивает возможность монтажа и демонтажа оборудования. Подъем его осуществляется домкратами или краном с помощью тросов.
Рама - основной элемент кузова, несущий все виды нагрузок; она сварная и представляет собой конструкцию прямоугольной формы.
Рама кузова включает в себя продольные балки, изготовленные из прокатных профилей (швеллеров), связанных друг с другом листами толщиной 7 мм. Продольные балки скреплены буферными брусьями, двумя шкворневыми балками коробчатого сечения, на которых установлены шкворни, и двумя балками для установки на них трансформатора. К шкворневым балкам приварены обечайки с запрессованными в них шкворнями. В буферный брус вварена коробка для автосцепки. Все несущие элементы рамы и ее узлы сваривают сплошными швами. Наиболее ответственные швы подвергают контролю ультразвуком.
Боковые стенки кузова представляют собой каркас из прокатных и гнутых профилей, обшитых листами толщиной 2 мм. Для повышения жесткости стенок листовая обшивка имеет продольные гофры. Крыша кузова выполнена из стального проката и листового материала. Для удобства монтажа и демонтажа оборудования на крыше предусмотрены люки, закрываемые крышками. Места соединения крышек с каркасом крыши имеют уплотнения, исключающие попадание влаги в кузов. Выход на крышу через люк по лестнице, расположенной в высоковольтной камере. Каркасы приварены к раме кузова, они предназначены для монтажа электрического и пневматического оборудования и представляют собой отдельные блоки. Со стороны прохода в каркасах имеются проемы для установки задвижных щитов и дверей.
Песочницы установлены в каждой секции электровоза (по 6 шт.). Общий объем песка на электровозе составляет 2464 л. Все песочницы заправляют песком с крыши через люки, закрываемые крыш ками. Во избежание засорения песочниц при заправке в засыпных горловинах установлены сетки с ячейками размерами не более 8x8 мм, В нижней части песочниц имеются закрытые крышками люки для прочистки патрубка, ведущего к форсунке.
Путеочиститель предназначен для исключения попадания под колеса крупных предметов. Он установлен с каждого конца электровоза. Конструкция путеочистителя рассчитана на продольное усилие 117—137 кН (12—14 тс), приложенное к нижней части корпуса.
Положение кромки путеочистителя по отношению к рельсам по мере износа бандажей регулируют с помощью козырька, в котором для этой цели имеется несколько рядов отверстий.
Прожектор и буферные фонари устанавливают на каждую секцию электровоза. Осветительный прожектор и сигнальные фонари расположены на лобовой стенке кузова. Смену ламп и регулировку направления света осветительного прожектора осуществляют из кабины машиниста, а смену светофильтров и ламп в буферных сигнальных фонарях - снаружи электровоза.
Кабина машиниста имеет стены, пол и потолок, теплоизолированные полистиролъным пенопластом толщиной от 50 до 100 мм. Облицовка потолка, стен выполнена декоративным бумажно-слоистым пластиком. Пол оклеен поливинилхлоридным линолеумом. Стыки всех элементов облицовки закрыты декоративными накладками. Лобовые стекла имеют повышенную прочность. Общая толщина лобового стекла 15 мм.
Ручной тормоз устанавливается на каждой секции электровоза. Он предназначен для затормаживания одиночного электровоза и обеспечивает удержание его на уклоне до 20 %о.
Автосцепка расположена в буферных брусьях по продольной оси каждой секции электровоза и служит для: соединения секций электровоза друг с другом и электровоза с вагоном; передачи растягивающих и сжимающих усилий от электровоза к вагону; смягчения действия ударно-тяговых усилий. Для предотвращения саморасцепа автосцепок между секциями цепь расцепного привода отсоединена от рычага и увязана в простой узел, под головкой болта, крепящего валик подъемника автосцепки, установлена косынка, препятствующая повороту валика подъемника.
В состав тележки входят рама, колесные пары, зубчатая передача, буксы, рессорное подвешивание, тормозная система, подвеска тягового двигателя, шаровая связь.
Рама тележки предназначена для передачи и распределения вертикальной нагрузки между отдельными колесными парами (с помощью рессорного подвешивания), восприятия и передачи на раму кузова силы тяги, тормозной силы, а также восприятия боковых горизонтальных и вертикальных сил от колесных пар при проходе ими неровностей пути. Рама является связующим, несущим элементом всех узлов тележки.
Рама тележки представляет собой цельносварную конструкцию прямоугольной в плане формы, сваренную из двух боковин связанных одна с другой шкворневым и двумя концевыми брусьями.
Боковины и концевые брусья коробчатого сечения сварены из четырех листов прокатной стали. К нижнему листу боковины приварены литые малые и большие буксовые кронштейны.
На верхний лист боковины рамы приварены накладки, усиливающие боковину. К накладке и наружной стороне боковины приварены кронштейны люлечного подвешивания. С внутренней стороны боковины имеются кронштейны для подвесок тормозной системы, а с наружной - кронштейны для гидравлических гасителей. На концевых брусьях предусмотрены кронштейны для подвески тормозной системы и накладка под ролик противоразгрузочного устройства.
Шкворневой брус коробчатого сечения с усиливающими ребрами состоит из литых собственно шкворневого бруса и бруса шаровой связи, приваренного к шкворневому брусу в нижней части.
В средней части шкворневого бруса имеется овальное с коническим переходом по высоте отверстие через которое проходит шкворень. С двух сторон к шкворневому брусу приварены кронштейны для подвески рычагов ручного тормоза. На нижней стороне шкворневого бруса имеются площадки для приварки кронштейнов крепления тормозных цилиндров. На брусе шаровой связи находятся проушины для подвешивания тяговых двигателей. Внутренняя полость бруса служит для размещения в ней деталей шаровой связи.
Колесная пара направляет электровоз по рельсовому пути, реализует развиваемую электровозом силу тяги и тормозную силу (при торможении), воспринимает статические и динамические нагрузки, возникающие между рельсами и колесами, и преобразовывает вращающий момент тягового двигателя в поступательное движение электровоза. Технические данные колесной пары следующие:
Диаметр колеса по кругу катания, мм........... 1 250
Расстояние между внутренними торцами бандажей, мм............... 1 440
Ширина бандажа, мм...... 140
Толщина нового бандажа по
кругу катания, мм..... 90
Колесная пара состоит из оси , колесных центров, бандажей, бандажных колец, зубчатых колес.
Ось колесной пары - кованая из специальной осевой стали. Для монтажа колес, букс и двигателя она имеет буксовые, предподступичные, подступичные и моторно-осевые шейки. Все поверхности оси, за исключением торцов, шлифованные. Для увеличения усталостной прочности подступичные части, буксовые и моторно-осевые шейки оси подвергнуты упрочняющей накатке роликом. На буксовых шейках имеется резьба М170хЗ—6# для гаек, закрепляющих приставные кольца роликовых подшипников. На торцах оси нарезано по два отверстия М16-7Н для крепления планок, предохраняющих гайки от отвинчивания. После окончательной механической обработки ось проверяют дефектоскопом.
Колесные центры сечения отлиты из стали. Бандаж изготовлен из специальной стали Правильность профиля проверяют специальным шаблоном. Бандаж посажен на обод колесного центра в горячем состоянии при температуре 250-320 °С. Для предупреждения сползания с колесного центра бандаж застопорен кольцом. Собранное колесо с колесным центром, бандажом, зубчатым колесом и бандажным кольцом напрессовано на ось с усилием 1080-1470 кН (110-150 тс).
Нередки случаи появления на поверхности катания бандажей ползунов и выбоин в результате заклинивания колесных пар при неправильном торможении, излома зубьев тяговой передачи, разрушении якорных и буксовых подшипников. Длительные режимы торможения при большом усилии прижатия колодок разогревают бандажи до высокой температуры, а резкое охлаждение приводит к появлению на бандаже мелких закалочных трещин.
Ослабление бандажа и его проворот могут произойти из-за недостаточного натяга при посадке на колесный центр или из-за нарушения режимов торможения (торможение с сильным разогревом бандажей, отпуск тормозов и снова резкое торможение).
Трещины в оси колесной пары могут возникать в местах переходов от одного сечения к другому из-за нарушения плавности переходов при обработке, в местах посадки внутренних колец роликоподшипников и колесных центров, в шейках моторно-осевых подшипников. Эти места являются зонами повышенной концентрации напряжений. Трещины в шейках моторно-осевых подшипников появляются, как правило, при сильном нагреве подшипников из-за отсутствия смазки. Особенно опасно в таких случаях резкое охлаждение подшипников водой или снегом.
Колесные пары непосредственно влияют на безопасность движения, поэтому большое значение имеют меры по предупреждению повреждений. Для этого колесные пары подвергают систематическим осмотрам и проверкам. В процессе эксплуатации и при ремонте колесные пары подвергают осмотру, обыкновенному освидетельствованию и полному освидетельствованию.
Осмотр колесной пары под тепловозом производят при всех случаях осмотра тепловоза в депо, при выезде из депо под поезд, при смене локомотивной бригады, при техническом обслуживании и т. д. При этом проверяют состояние доступных для визуального осмотра и обстукивания частей колесной пары. Обращается внимание на плотность посадки бандажа (нет ли смещения меток на бандаже относительно меток колесного центра, чистый ли звук); на состояние поверхности катания бандажей (целостность бандажа, отсутствие ползунов, выбоин, раковин и наслоений, наплывов металла на бандаже, отсутствие остроконечного наката и прочих повреждений). Не реже одного раза в месяц у всех колесных пар парка тепловозов специальными шаблонами измеряют прокат, толщину гребня и бандажа.
Обыкновенное освидетельствование колесных пар производят перед каждой подкаткой. Освидетельствование ведут при снятых буксовых подшипниках и тяговых электродвигателях. После визуального осмотра измерением определяют размер и характер износа бандажей, с помощью магнитного дефектоскопа проверяют, нет ли трещин в шейках буксовых и моторно-осевых подшипников, в галтелях и в средней части оси.
Полное освидетельствование колесные пары проходят при среднем и капитальном ремонтах, смене бандажей, ремонте с распрессовкой элементов, при неясности или отсутствии знаков последнего освидетельствования, повреждении колесных пар после аварии или крушения. При полном освидетельствовании колесную пару очищают от грязи и краски до металла, подступичные части проверяют ультразвуковым дефектоскопом, заменяют изношенные или дефектные элементы. После освидетельствования на левый торец оси колесной пары (правый занят клеймами завода-изготовителя) наносятся клейма и знаки освидетельствования [номер пункта, производившего освидетельствование, дата, клейма приемки.
Буксы бесчелюстные двухповодковые служат для передачи на колесные пары вертикальной нагрузки от подрессореного веса электровоза, а от колесных пар на рамы тележек — силы тяги, торможения и боковых горизонтальных сил.
Конструктивно бесчелюстная букса выполнена в виде корпуса 1 (рис. 9), отлитого из стали 25ЛИ, с четырьмя приливами для крепления тяг с сайлент-блоками и двумя приливами с проушинами для крепления в них рессоры. Эти приливы расположены в нижней части корпуса. Внутри корпуса размещаются роликовые подшипники 6 типов 3052536ЛМ, 3042536ЛМ размерами 320x180x86 мм. Внутренние кольца подшипников насаживаются на буксовую шейку в горячем состоянии при температуре 100—120 °С.
Кольца подбирают в холодном состоянии до нагрева. Натяг должен быть выдержан в пределах 0,04-0,06 мм. Нагревают кольца в масляной ванне. Наружные кольца подшипников с роликами размещены в корпусе с помощью скользящей посадки. Как внутренние, так и наружные кольца подшипников разделены дистанционными кольцами 10. Внутренние кольца подшипников через упорное кольцо наружного подшипника стягивают гайкой 9, которая стопорится планкой, закрепленной двумя болтами М16 в специальном пазу на торце оси. Осевой разбег двух спаренных подшипников должен быть в пределах 0,5-1,0 мм, это достигается подбором толщины наружного дистанционного кольца.
Радиальный зазор подшипников в свободном состоянии должен быть 0,145-0,210 мм. Разность радиальных зазоров двух спаренных подшипников в свободном состоянии составляет 0,03 мм.
С внутреннего торца букса закрыта кольцом 72, насаженным на предподступичную часть оси, и крышкой 11. Выточки в кольце и крышке образуют лабиринт, препятствующий попаданию в полость буксы пыли, инородных тел и вытеканию смазки из буксы. Как с передней стороны буксы, так и с задней под крышки 7 и 11 ставят уплотнения из резиновых колец круглого сечения.
Пространство в лабиринте задней крышки, между задней крышкой и подшипником, между подшипниками и передней крышкой, а также в самих подшипниках заполняется консистентной смазкой ЖРО. Общая масса смазки составляет 3,5—4 кг. Как избыток смазки, так и ее недостаток вызывают нагрев буксы и усиленный износ подшипников.
Передача тягового и тормозного усилий от корпуса буксы на раму тележки происходит через тяги 2, которые одним своим шарниром прикреплены к приливам корпусов букс, а другим — к кронштейнам рамы тележки. Шарниры тяг выполнены в виде резинометаллических валиков 3 и 4 и резинометаллических шайб 5.
Буксы колесных пар с правой стороны по направлению движения имеют передние крышки с фланцами для установки на первой колесной паре червячного редуктора привода скоростемера, на второй — тахогенератора
ТГС-12Э-У1.
Передача вращения от оси к скоростемеру, тахогенератору осуществляется через поводок, ввинченный в торец, и поводковую вилку на приборах.
Рессорное подвешивание предназначено для смягчения ударов, передаваемых на надрессорное строение при прохождении колесными парами электровоза неровностей пути, и равномерного распределения нагрузок между колесными парами и колесами.
Его технические данные следующие:
Жесткость, Н/мм (кгс/мм):
листовой рессоры..... 1246 (127)
одной пружины ....... 2747 (280)
Эквивалентная жесткость на одно колесо (без жесткости поводков), Н/мм (кгс/мм)..................... 1015 (103,5)
Статический прогиб, мм:
пружины.......... 17
рессоры........... 68,5
Рессорное подвешивание состоит из листовой рессоры 5, шарнирно подвешенной к нижней части буксы, и винтовых цилиндрических пружин 7. Пружина через подкладку 3 опирается на конец рессоры, а через гайку 2 - на стойку 4, шарнирно сочлененную с кронштейном рамы тележки. Рессора набрана из 10 листов пружинной стали 60С2 размером 16x120 мм, соединенных хомутом 7, имеющим отверстие под валик 6 для подвешивания к буксе. Пружины изготовлены из прутка диаметром 42 мм (сталь 60С2ХФА), имеют 2,5 рабочих витка. Наружный диаметр пружины 204 мм.
Стойку изготовляют из стали ковкой с последующей механической обработкой. Она имеет головку для соединения с рамой тележки и резьбу круглого профиля диаметром 48 мм, четыре нитки на дюйм под опорную гайку 2.
Наличие в системе листовой рессоры с внутренним трением обеспечивает некоторое демпфирование колебаний в первой ступени подвешивания.
При прохождении электровоза по неровностям пути удары от колеса на неподрессоренное строение передаются через буксу, листовую рессору и пружину.
Люлечное подвешивание кузова на тележках предназначено для передачи вертикальных и поперечных сил от кузова на раму тележки, уменьшения горизонтального и вертикального воздействий электровоза на путь.
Технические данные люлечного подвешивания следующие:
Статическая нагрузка на пружину, Н (кгс)...... 68 700 (7000)
Прогиб пружины под статической нагрузкой, мм............ 77
Жесткость пружины, Н/мм (кгс/мм) : люлечной подвески. .893 (91)
горизонтального упора – 1800 (183)
Люлечное подвешивание состоит из люлечных подвесок, горизонтальных и вертикальных упоров.
Люлечная подвеска представляет собой стержень 7, к нижней части которого приложена вертикальная нагрузка от кузова. Кузов кронштейнами 6 через балансир 5 устанавливается на нижний шарнир люлечного подвешивания, состоящий из опоры 4, прокладки 3 и опоры 2. Нижний шарнир удерживается на стержне гайкой 7, которая стопорится болтом 18 с гайкой.
Вертикальная нагрузка через съемную шайбу 15 стержня, пружину 14, изготовленную из стали 60С2ХФА, регулировочную шайбу 13, фланец стакана 12 и верхний шарнир, состоящий из двух опор 9 и 11 и прокладки 10, передается на раму тележки (кронштейн 8). Шарниры люлечной подвески обеспечивают колебательное движение стержня, вызванное горизонтальными поперечными перемещениями кузова и поворотом тележки относительно кузова. Поверхности трения стержня/и стакана 12 облицованы износостойкими втулками. Для смазки поверхностей трения между стержнем и стаканом в стержне предусмотрены смазочные отверстия. В центральное смазочное отверстие ввернут штуцер, имеющий отверстие с резьбой для заправки смазки ВНИИ НП-232 (ГОСТ 14068-79). Люлечная подвеска имеет страховочный трос 17, закрепленный болтами 16, который предотвращает падение деталей нижнего шарнира при обрыве стержня.
Горизонтальный упор (см. рис. 18) состоит из крышки 8, пружины 7, корпуса 6 и регулировочных прокладок 5, позволяющих выдерживать зазор Б в заданных пределах. Корпус и крышка облицованы внутри втулками. Крышка упора с внешней стороны имеет вкладыш, выполненный из марганцовистой стали, который непосредственно входит в контакт с термообработанной до твердости 37—46,5 НКС,накладкой на боковине, рамы тележки при восприятии горизонтальных усилий.
Для ограничения вертикальных колебаний кузова относительно тележки и предотвращения смыкания витков пружин люлечных подвесок служит вертикальный упор, который состоит из крышки 9, фланца 10, регулировочных прокладок 11, позволяющих выдерживать зазор В в заданных пределах. Горизонтальный и вертикальный упоры крепятся к кузову на шпильках.
Горизонтальные усилия от кузова на тележку передаются люлечными подвесками при поперечном отклонении кузова до 15 мм от среднего положения и люлечными подвесками в параллель с горизонтальным упором при перемещении кузова от 15 до 30 мм. После сжатия пружины 7 горизонтального упора на рабочий ход