4.2. Содержание отчета
1) Назначение каждой вспомогательной электрической машины;
2) Основные технические характеристики ВЭМ;
3) Краткие ответы на вопросы, приведенные в подразд. 4.1.
Лабораторная работа 5
ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ
ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ТЕПЛОВОЗОВ
Цель работы: изучить конструкцию тяговых электродвигателей постоянного тока (ЭД107А, ЭД118А, ЭД125, ЭД126) и ТЭД переменного тока ЭД900.
5.1. Общие сведения
ТЭД преобразует электрическую энергию генератора в механическую.
На всех серийных тепловозах в качестве ТЭД используются электрические машины постоянного тока последовательного возбуждения, которые без дополнительных устройств обеспечивают автоматическое регулирование крутящего момента на валу якоря в зависимости от частоты его вращения, близкое по значению тяговым параметрам локомотива. Это достоинство и определило преимущественное применение последовательного возбуждения ТЭД локомотивов.
Различают два основных способа подвешивания ТЭД: опорно-осевой и опорно-рамный. При опорно-осевом подвешивании наиболее простой является тяговая передача, она бывает одно- и двусторонняя (рис. 5.1). Шестерня 2 тягового редуктора насажена на конец вала ТЭД 1, а зубчатое колесо 3 расположено на оси колесной пары 4. При односторонней передаче шестерни выполняют прямозубыми, а один из подшипников двигателя обычно делают упорным, чтобы не было перемещений вала в осевом направлении.
Если передача двусторонняя, то шестерню и зубчатое колесо выполняют косозубыми, причем наклон зубьев редукторов делают встречным, чтобы осевые усилия в передачах взаимно компенсировались. Якорь ТЭД при двусторонней передаче должен иметь осевой разбег 8 – 10 мм. ТЭД соединяют с осью колесной пары моторно-осевыми подшипниками 5, а с рамой тележки – упругими элементами. При таком подвешивании практически полностью передаются удары от оси колесной пары на двигатель.
а б
Рис. 5.1 Двусторонняя (а) и односторонняя (б) передачи
при опорно-осевом подвешивании ТЭД
Значения ускорения, действующего на ТЭД при опорно-осевом подвешивании, достигает 21g (g= 9,81 м/с2), поэтому значительное динамическое воздействие требуют повышения механической прочности элементов ТЭД снижает надежность коллекторно-щеточного узла и изоляции.
При рамном подвешивании двигатель может перемещаться относительно оси колесной пары, поэтому в тяговой передаче должны быть элементы, позволяющие передавать крутящий момент при таких перемещениях. Тяговые передачи для рамного подвешивания можно разделить по виду подвешивания тягового редуктора на две группы.
К первой группе относятся передачи, у которых редуктор жестко связан с осью колесной пары. При этом двигатель выполняют с полым валом, а вращающий момент ТЭД к шестерне редуктора передается карданным валом с шарнирными муфтами или валом с упругой муфтой и бочкообразной шестерней. Зубчатые колеса редуктора делают прямозубыми или шевронными. Вал шестерни вращается в собственных подшипниках, которые воспринимают распорные усилия, возникающие в редукторе. Это значительно облегчает условия работы якорных подшипников ТЭД, позволяет проектировать двигатель с большой частотой вращения. Один из подшипников ТЭД выполняют упорным.
Ко второй группе относятся передачи, у которых редуктор жестко связан с двигателем, а другие элементы расположены между зубчатым колесом редуктора и колесной парой. Полый вал охватывает ось колес. При таком приводе неподрессоренная масса минимальна, что существенно снижает вредное воздействие локомотива на путь. Зубчатые колеса редуктора выполняют прямозубыми, а шестерню насаживают на конец вала двигателя.
Значения ускорения, действующего на ТЭД при опорно-рамном подвешивании, достигают 3g, в связи с этим конструкция ТЭД значительно усложняется. Необходимость расположения во внутренней полости якоря шарнирной муфты требует увеличения диаметра якоря. Затруднены смазка шарнирных соединении и их ревизия. Опорно-рамное подвешивание применяют, как правило, лишь для скоростных локомотивов, конструкционная скорость которых превышает 100 км/ч.
На тепловозах различных серий используют несколько типов ТЭД [1, табл. 12], наиболее распространенными являются электродвигатели ЭДТ-200Б, ЭД-107Л, ЭД-118А, ЭД-125 и ЭДУ-133.