10.2 Механическая часть электровоза

Кузов электровоза служит для размещения в нем электрической ап­паратуры и другого оборудования. Каркас кузова металлический, на­ружная обшивка обычно состоит из стальных листов, а кабина маши­ниста содержит и внутреннюю об­шивку с тепловой и звуковой изоля­цией.

У большинства четырех- и шестиосных электровозов по обоим концам кузова имеются кабины машиниста. Кузов восьмиосных электровозов сос­тоит из двух секций, сообщающихся между собой переходом, а кабины машиниста расположены только на одном конце каждой секции. В каби­нах машинистов помещаются аппа­раты управления, контрольно-из­мерительные приборы, тормозные краны. В средней части кузова размещается высоковольтная каме­ра, в которой установлена электри­ческая аппаратура. Вспомогатель­ные машины – мотор-компрессоры, мотор-вентиляторы, генераторы тока управления и др. – располагаются между высоковольтной камерой и кабинами машиниста или перехо­дами из секции в секцию (рисунок 10.1).

Рисунок 10.1 – Расположение оборудования на электровозе ВЛ10:

1 – пульт управления; 2 – кресло машиниста; 3 – быстродействующий выключатель;

4, 5 – блоки индуктивных шуитов и резисторов; 6, 8 – блоки пусковых резисторов и ослабления возбуждения; 7 – токо­приемник; 9 – мотор-вентнлятор; 10 – мотор-компрессор, 11 – кузов второй секции электровоза; 12 – тяговый электродвигатель; 13 – колесная пара

Кузов электровоза опирается на тележки. На электровозах приме­няют двух- и трехосные тележки. На тележках установлены тяговые двигатели, по одному для каждой оси. С помощью зубчатого привода вращающий момент от тяговых дви­гателей передается колесным парам. Кузов сварной конструкции с уси­ленной нижней рамой, несущей на себе нагрузку оборудования и пере­дающей силу тяги к автосцепкам. Рама кузова опирается на тележ­ки через специальные опорные устройства.

Тележка электровоза состоит из рамы, колесных пар с буксами, рессорного подвешивания и тормоз­ного оборудования (рисунок 10.2). К тележкам крепятся тяговые двига­тели.

У электровозов переменного тока, а также у электровозов постоянного тока ВЛ10 и ЧС тяговые усилия передаются упряжными приборами, расположенными на раме кузова. Поэтому тележки этих электровозов имеют более легкую конструкцию и не соединены друг с другом.

Рама тележки представляет собой сложную конструкцию, состоящую из двух продольных балок – боковин и ряда поперечных балок, соеди­няющих боковины. Рама восприни­мает вертикальную нагрузку от кузо­ва и оборудования электровоза и через рессорное подвешивание пе­редает эту нагрузку на колесные па­ры. Рама тележки передает также тяговые и тормозные усилия, поэто­му должна обладать достаточной прочностью.

Рисунок 10.2 – Тележка электровоза ВЛ80^Х

1 – колесная пара; 2 – листовая рессора; 3 – винтовая пружина;

4 – боковина рамы тележки; 5 – кронштейн

На электровозах применяют моноблочные цельносварные рамы тележек. Сравнительная легкость при высокой прочности достига­ется здесь применением замкнутых поперечных сечений конструктив­ных элементов. Этому также спо­собствует выполнение тележек не­сочлененными.

Тележки всех современных элект­ровозов бесчелюстные. У них буксы колесных пар соединены с рамой посредством тяг, в шарниры которых введены резиновые элементы.

Колесные пары воспринимают массу электровоза, на них передает­ся вращающий момент тяговых дви­гателей. Кроме того, они без каких-либо амортизирующих устройств воспринимают удары от неровностей пути и в свою очередь сами жестко воздействуют на путь. Поэтому каче­ству изготовления колесных пар и уходу за ними уделяют особое вни­мание. Колесную пару формируют из отдельных элементов: оси, двух ко­лесных центров с бандажами или безбандажных колес и двух зубча­тых колес тяговой передачи (рисунок 10.3).Оси колесных пар заканчиваются шейками, на которые монтируют буксы с роликовыми подшипниками.

Рисунок 10.3 – Колесная пара электровоза

1 – букса; 2 – бандаж; 3 – венец зубчатого коле­са; 4 – центр зубчатого колеса; 5 – колесный центр; 6 – ось

Рессорное подвешивание являет­ся промежуточным звеном между рамой тележки и буксами Оно служит для смягчения толчков и ударов при прохождении колесами неровностей пути и равномерного распределения нагрузки между ко­лесными парами. Основные элементы рессорного подвешивания: листовые рессоры, пружины, а иногда и пнев-морессоры, балансиры, амортиза­торы различных конструкций и дру­гие связующие элементы. На тележ­ках электровозов применяют двойное рессорное подвешивание. Это значит, что между буксой колесной пары и рамой тележки предусмотрено не ме­нее двух рессор и пружин, вклю­ченных последовательно. Чтобы улучшить работу рессорного подве­шивания, в него вводят, кроме сталь­ных рессор и пружин, резиновые элементы, поглощающие толчки и колебания.

На современных электровозах применяют индивидуальный привод. При таком приводе различают два способа подвески тяговых двигате­лей: опорно-осевую (или, как ее ранее называли, трамвайную, по­скольку она впервые была примене­на в трамваях) и рамную.

При опорно-осевой подвеске (рис. 10.4) остов тяговогодвигателя с одной стороны опирается на ось колесной пары с помощью двух моторно-осевых подшипников, а с другой подвешен на поперечную бал­ку рамы тележки с помощью пру­жинного устройства. Передача тяго­вого усилия осуществляется через зубчатое зацепление, при этом боль­шое зубчатое колесо насаживается на ось или колесный центр, а малое (ведущее) – на вал тягового элект­родвигателя. Опорно-осевая подвес­ка вредно воздействует на путь, так как электродвигатель подрессорен не полностью: с помощью пружин к ра­ме тележки подвешена только одна его сторона, противоположная оси колесной пары. Из-за непосредст­венной опоры на ось колесной пары тяговый электродвигатель подвержен сильному воздействию дина­мических сил, возникающих при проходе колесами неровностей пути.

Рисунок 10.4 – Опорно-осевая подвеска тягового двигателя:

1 – рама тележки; 2 – тяговый электродвигатель; 3 – колесная пара;

4 – зубчатая передача; 5 – моторно-осевые подшипники

На локомотивах с конструкцион­ными скоростями 130 км/ч и более (пассажирских и опытных грузовых) применяют рамную подвеску тяго­вого двигателя (рисунок 10.5). Приэтом двигатель расположен над осью колесной пары и прикреплен к раме тележки. Через полый вал тягового двигателя 2 пропущен торсионный вал 4, соединенный с полым валом шарнирной муфтой 3, а с валом малых зубчатых колес 7 – муфтой 5. Вал вращается в под­шипниках, установленных в кожухе 9, в котором находится большое зубчатое колесо 8, укрепленное на оси 1 колесной пары. Кожух имеет амортизатор-пружину 6.

Рисунок 10.5 – Рамная подвеска тягового двигателя

Такая подвеска позволяет сни­зить динамические силы, дейст­вующие на тяговые двигатели, осо­бенно при прохождении колесной пары через неровности пути, а также облегчает доступ к двигателям для осмотра. В то же время при рамной подвеске усложняется передача тя­гового усилия от вала двигателя к колесной паре, так как необ­ходимы специальные шарнирные или упругие элементы, компенсирующие перемещения колесной пары отно­сительно рамы тележки.

По своей конструкции зубчатые передачи могут быть жесткими или упругими. Большое колесо упругой передачи делают составным. Наруж­ная ее часть – зубчатый венец – соединена с литым центром либо посредством различных упругих эле­ментов, либо жестко.