65

I. ОБЩИЕ сведения.

Шестиосный промышленный электровоз постоянного тока ЕL-21 предназначен для работы на от­крытых горных разработках. Электровоз предусмотрен для управления одним машинистом, без помощ­ника. Он состоит из трех тележек с двумя опирающимися на них секциями кузова.

Двухосные тележки выполнены сварной конструкции. Они подрессорены с комбинированными ли­стовыми и винтовыми пружинами и соединены друг с другом короткой сцепкой. С наружной торцевой стороны передней и задней тележек в середине установлены автосцепки. Колеса расположены между боковинами рам тележек и ведутся в буксовых роликовых подшипниках, расположенных снаружи на бо­ковых накладках в вырезах рам тележек.

Кузов электровоза двухсекционный. Каждая секция кузова состоит из сварной рамы, на которой расположены скос, кабина машиниста и машинные отделения с центральным коридором. Над кабинами расположены токоприемники. Секции соединены друг с другом гармоникой с переходным мостиком так, чтобы из одной кабины можно было пройти в другую также и во время движения электровоза. В каж­дой кабине машиниста с правой стороны по ходу электровоза установлен пульт с необходимой для управления и контроля за работой электровоза аппаратурой. Электрические аппараты и машины, а также пневматическое оборудование расположены скосах и машинных отделениях.

Каждая секция опирается по продольной оси электровоза жестко на два шкворня и по бокам с помощью листовых и винтовых пружин на одну наружную и среднюю тележки.

Тормозное оборудование состоит из автоматического пневматического тормоза, вспомогательно­го тормоза двойной тяги, электрического реостатного тормоза и ручного тормоза. Для производства сжатого воздуха предусмотрены два компрессора с приводом от электродвигателей постоянного тока.

Электровоз приводится шестью ТЭД с независимой вентиляцией. Передача кру­тящего момента на оси осуществляется через двухстороннюю зубчатую передачу.

Питание электрооборудования осуществляется через токоприемники с пневматическим приводом. На крыше каждой кабины машиниста расположены центральный токоприемник для среднего положения контактного провода и два боковых поворотных токоприемника.

Управление тяговыми двигателями осуществляется через электропневматические контакторы вы­сокого напряжения, которые управляются током управления от кулачкового контроллера машиниста.

Все коммутационные устройства, контрольные лампы и измерительные приборы, необходимые для электрического управления электровозом, расположены на пульте управления.

Пуско-тормозные резисторы принудительного охлаждения. Решетки-резисторы изготовлены из спе­циального чугуна.

Двигатели вспомогательных машин- как-то вентиляторов и компрессоров питаются высоким на­пряжением и включаются через демпфирующие резисторы высоковольтными контакторами.

Кабины машиниста и шкафы контакторов оснащены электрическим отоплением.

Для питания приборов управления и освещения, а также для зарядки аккумуляторной батареи предусмотрен умформер

Электровоз оснащен дополнительным оборудованием: устройством бдительности (ЗИФА), в одной из кабин электроплитой, вентиляторами кабины машиниста, электрически обогреваемыми лобовыми стеклами, термосом для пищи, контактами для ввода электровоза в депо, прожекторами.

Описание схемы и функции электрооборудования и цепи управления выполнено на основе прило­женных принципиальных схем. Номера позиций, приведенных в тексте в круглых скобках, и обозначе­ния проводов соответствуют этим документам.

3. ОПИСАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТЬ

3.1. Тележки

3.1.1 Рамы тележек

3.1.1.1. Рамы наружных тележек

Обе наружные тележки сварной конструкции одинаковые. Обе боковины рамы тележки из листовой стали толщиной 32 мм соединены между собой тремя вваренными поперечными балками. Первая попереч­ная балка расположена на наружных торцевых сторонах тележек. Она служит как стяжной ящик для установки ударно-тягового устройства. Ее торцевой лист выполнен так, что выступающие части теле­жки закрыты и защищены от повреждений. Вторая поперечная балка расположена в середине тележки между двумя колесными парами. Она выполнена как шкворневая балка и служит одновременно для уста­новки подпятников крайних боковых опор кузова. Внутри боковин рам тележек она представляет собой сварную конструкцию коробчатой формы с верхними боковыми выступами. Третьей поперечной балкой является ящик для сцепки, приваренный к внутренним торцевым сторонам между тележками. Он служит для установки межтележечного сочленения. К боковинам рам для усиления приварены продольные пояса из листа с закругленными углами для присоединения к поперечным балкам. Для увеличения жесткости внутри боковин рам над буксовыми вы­резами в продольном направлении электровоза к концам поперечных балок приварены планки жесткости с закругленными углами. На конце каждой наружной тележки под боковинами рам расположены путеочистители. В соответствии с износом бандажей колес их расстояние от головки рельса может быть изменено удале­нием прокладок.

3.1.1.2. Рама средней тележки

Рама средней тележки соответствует за исключением следующего рамам наружных тележек. Обе концевые поперечные балки представляют собой сварные сцепные ящики, к которым крепятся межтележечные сочленения. Средняя поперечная балка расширена в продольном направлении в противополож­ность шкворневой балке в концевых тележках для обеспечения опоры обеих секций в середине и по бокам.

3.1.2. Рессорное подвешивание

Выбранное расположение рессор обеспечивает статически неуравновешенное подвешивание обеих наружных тележек и статически уравновешенное подвешивание средней тележки на осях. В наружных тележках надбуксовые листовые рессоры соединены между собой двумя расположенными по сторонам ра­мы продольными балансирными рессорами, чем достигается неуравновешенное опирание на четыре бук­сы. Средняя тележка продольных балансирных рессор не имеет, следовательно она опирается на бук­сы устойчиво. Расстояние между точками опоры составляет для несущих пружин над осями 1250 мм. Так как эти листовые рессоры не в состоянии гасить небольшие удары из-за внутреннего трения ме­жду листами рессор, то перед ними установлены винтовые пружины из стальной проволоки с диаметром 50 мм. Для каждой буксы предусмотрена листовая рессора с винтовыми пружинами на ее концах в ка­честве пружинной подвески. На концах продольных балансирных рессор винтовых пружин нет. Расстоя­ние между опорами балансирных рессор равно 1550 мм. Рабочий ход рессорного подвешивания состав­ляет как вниз так и вверх между буксами и тележкой 50 ± 5 мм. В соответствии с этим ходом осу­ществляется предварительное напряжение пружин посредством затягивания гаек на пружинной подвес­ке. При этом электровоз должен быть установлен на ровных, горизонтальных рельсах так, чтобы в статическом состоянии были одновременно нагружены и находились в горизонтальном положении все листовые рессоры. В таком случае общий подрессоренный вес электровоза составляет ок. 1220 кН (124,7 т). В качестве общего неподрессоренного веса остаются в таком случае ок. 346 кН (35,3 т), что составляет (346х100) / 1570= 22 % статической нагрузки от оси на рельсы.

3.1.3. Шкворневая опора и возвращающее устройство

Каждая секция кузова опирается через два шарообразных шкворня на одну из наружных тележек и на среднюю тележку. Шкворни расположены по оси электровоза на расстоянии 6200 мм для каждой секции и на расстоянии 1000 мм между шкворнями секций.

3.1.3.1. Шкворневая опора в возвращающее устройство наружных тележек В обеих наружных тележках шкворневая опора в возвращающие устройства расположены в середине между обеими осями колесных пар на шкворневых балках. При прохождении кривых и стрелочных переводов увеличивается межшкворневое расстояние в тележках в соответствии с настройкой и по­воротом подвижных тележек под обеими секциями электровоза. Поэтому на средней тележке преду­смотрены две подвижные шкворневые опоры и на обеих наружных тележках по одной жесткой опоре. Средняя статически уравновешенная тележка оснащена передвигаемыми соответственно на 30 мм вперед и назад шкворневыми опорами. В наружных, статически неуравновешенных тележках для шкворневой опоры предусмотрен в. поперечном направлении электровоза зазор в 15 мм для бокового пово­рота в каждую сторону. Ведение концевых шкворней на прямом отрезке пути и возврат в середину электровоза после прохода кривой или переезда стрелок осуществляется соответственно двумя пла­стинчатыми пружинами, которые соединены стяжными болтами. Каждая пластинчатая пружина встроена с предварительным напряжением 29 кН (3000 кгс). Расстояние осей стяжных болтов пружин составляет 800 мм в прямом положении пружины. В верхней части коробки шкворневой балки вварен в середине стальной литой корпус для крепления подпятника. Направляющая подпятника выполнена из стальных плит скольжения, которые приболтованы на дне стального литого корпуса и по бокам в поперечном направлении электровоза.

Шкворни, закрепленные на раме кузова разгруженными болтами, выполнены из литой стали, а подпятники - из серого чугуна и аналогичны для всех трех тележек. Для установки и снятия шквор­невых подпятников на их верхнем краю предусмотрены два резьбовых отверстия MIO для установки рым болтов. Внутренняя полость шарообразного шкворня служит в качестве масляной полости. Износ трущихся частей выдерживается в низких пределах благодаря наличию капельной смазки.

3.1.3.2. Шкворневая опора в средней тележке

Шкворневая опора в средней тележке, в середине электровоза под внутренними концами секций не имеет возвращающего устройства в поперечном направлении электровоза, которым оснащены наруж­ные тележки. Для продольного смещения шкворней вместе с подпятниками между последними и стальны­ми литыми корпусами в шкворневых балках предусмотрен зазор 30 мм соответственно вперед и назад. В остальном все шкворневые опоры выполнены одинаково. Все шкворневые опоры закрыты от проникновения загрязнения и дополнительно защищены кожаным мехом.

3.1.4. Колесные пары, буксы и буксовые направляющие

Колесные пары рассчитаны на колею 1520 мм. Бандажи колес шириной 140 мм и толщиной 85 мм изготовлены с профилем по ГОСТ 11O18-76 и напрессованы на колесные центры ( прессовая посадка). Материал бандажей - успокоенная мартеновская сталь марки по ГОСТ 398-81 с проч­ностью на растяжение от 90 до 95 бар (90-95 кгс/см²).

Напрессованные на оси колесных пар дисковые колесные центры изготовлены из стального литья (продольная прессовая посадка), а оси - из кованной стали. Ширина колеи, профиль бандажей и рас­стояние в свету между бандажами по ГОСТ IIOI8-76. На удлиненные во внутрь ступицы колесных цен­тров напрессованы для двухстороннего привода косозубые шестерни (продольная прессовая посадка).

В качестве буксовых подшипников предусмотрены пары роликоподшипников с цилиндрическими ро­ликами и консистентной смазкой. Корпуса букс с крышками изготовлены из стального литья. К боко­вым сторонам корпусов буке приварены плиты скольжения из твердого марганца. С внутренних сторон буксы плотно закрыты пылезащитными кольцами (кольца круглого сечения или лабиринтные кольца, за­полненные консистентной смазкой).

Буксовые направляющие приварены к боковинам рамы тележки и усилена приваренными к ним угол­ками. К буксовым направляющим прикреплены сменные плиты скольжения. из твердого марганца. Они установлены между направляющими букс и плитами скольжения буксовых подшипников. Под буксовые струн­ки каждого буксового выреза закреплены болтами на боковинах рамы и закрывают эти вырезы рам о обеих сторон крепкими подогнанными скобами принятым образом.

3.1.5. Ударно-тяговое устройство

В качестве ударно-тягового устройства на электровозе применяется усиленная автоматическая сцепка СА-3. Сцепки расположены в середине торцевых сторон электровоза на тележках так, что все тяговые, ударные и тормозные силы воспринимаются только тележками. Фрикционные, аппараты каж­дой сцепки состоят из параллельно установленных пар винтовых пружин. Все пружины равномерно ра­ботают при тяговом усилии и ударах поезда. Расстояние от головки рельса до оси сцеп­ки составляет 1055 мм ± 15 мм Сцепление осуществляется этими ударно-тяговыми устройствами автоматически, а для расцепле­ния необходимо привести в действие рычаги, расположенные на лобовых концах электровоза.

При следовании двух электровозов продолжительное время по системе многих единиц необходимо для предотвращения случайного расцепления и этим разрыва электрического кабеля между электрово­зами, отсоединить цепочки с одной стороны между расцепными рычагами и сцепкой.

3.1.6. Межтележечное сочленение

Три тележки соединены между собой для передачи тяговых усилий, усилий ударов и торможения в продольном направлении, а также для передачи вертикальных сил механического выравнивания осе­вых нагрузок короткими сцепками. Благодаря выбранному расположение пружин наружные тележки выпол­нены статически неуравновешенно и средние - статически уравновешено. Таким образом средняя тележ­ка является направляющей в отношении горизонтального положения тележек и в результате этого вы­равнивает осевые нагрузки. Короткие сцепки тележек между собой способствуют также хорошей пере­даче поперечных сил при проходе кривых и этим низкому износу гребня и плавному ходу электровоза.

Расстояние в свету между торцевыми листами тележек составляет на прямом участке пути 300 мм.

Передача тяговых, сжимающих и тормозных усилий от передней к средней и далее к задней тележ­ке осуществляется через сочленяющий брус по оси электровоза, который с обеих сторон установлен в сферической опоре. Сочленяющие брусья со сферическими концами, опоры и шкворни выполнены одина­ково, расстояние между гнездами составляет 800 мм. Расстояние от головки рельса до сочленяющего бруса составляет 1055 ± 15 мм, как и для автоматической сцепки. Каждое гнездо сочленяющего бруса соединено с тележкой шкворнем, который вытягивается наверх и направляется в верхнем и нижнем подшипниках стяжного ящика. Благодаря наличию шаровой части достигается поворотная и вращающаяся опора головок сочленяющего бруса. С помощью съемного устройства шкворни сочленяющего бруса могут быть вынуты наверх. С каждый электровозом поставляется такое съемное устройство. Шаровые шарниры смазываются маслом от централизованной системы смазки.

Под сочленяющим брусом горизонтально на высоте 560 мм над головкой рельса встроена уравно­вешивающая сцепка. Она служит для лучшего использования сцепного веса электровоза, для улучшения ходовых свойств электровоза при движении по кривым и для ведения трех тележек по горизонтальному пути по движении электровоза. Уравнивающая сцепка выравнивает вертикальные силы разгрузки и на­грузки осей при трогании с места и управляет поперечными усилиями, возникающими при проходе кри­вых и при движении по прямому пути. Уравновешивающие сцепки не передают тяговые, сжимающие и тор­мозные усилия между тележками.

Уравновешивающие сцепки работают автоматически и не нуждаются в особом обслуживании за ис­ключением регулярной смазки. Механическое выравнивание нагрузок осей достигается статически урав­новешенной опорой электровоза, соответствующим расположением тяговых двигателей в тележках, одинаковым по высоте головки рельса расположением центральных тяговых устройств (сочленяющий брус между тележками и автосцепки) совместно с уравновешивающими сцепками. Благодаря механическому уравновешиванию нагрузок осей при максимальной пусковой силе тяги используется 91% веса элек­тровоза. Передача сил в вертикальном и горизонтальном направлениях осуществляется от цапф, за­крепленных в сцепных ящиках наружных тележек, к уравновешивающей сцепке. Эта цапфа запрессовы­вается с давлением 490 до 785 кН (50-80 т) в наружный подшипник до установки цапфы во внутреннюю контропору. Достигнутое при запрессовывании давление выбивают на торцевой поверхности цапфы, рас­положенной в наружных тележках. С противоположной стороны цапфы, которая установлена шарнирно и со смещением в шаре к уравновешивающей сцепке, на ее хвостовик насажены заменяемые втулки. Сколь­зящий по цапфе шар зафиксирован в поперечном направлении в кованном подшипнике. Этот подшипник оснащен двумя концами валов. При проходе электровоза по кривым и при переезде стрелок эти хвосто­вики скользят в подшипниках скольжения к уравновешивающей сцепке. Подшипники скольжения закреп­лены разгруженными болтами на листе сцепного ящика и оснащены втулками. На подшипниках скольже­ния установлены с боковых сторон пружины возврата. Пружины возврата выполнены из проволоки с диа­метром 28 мм и встроены с предварительным напряжением 9,8 кН (1000 кгс). Зазор для бокового по­ворота тележек составляет в уравновешивающей сцепке 40 мм в каждую сторону. Угольники, прикреп­ленные к днищу сцепного ящика, предохраняют уравновешивающую сцепку от скручивания. Шар и под­шипники скольжения уравновешивающей сцепки смазываются маслом от централизованной системы.