содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  ..

3.2

Назначение основных узлов и классификация механической части электровозов постоянного тока

Тележки подвижного состава снижают динамические силы взаимодействия электровоза с путём при движении его по кривым и прямым участкам пути. Тележки обычно состоят из рамы, рессорных комплектов или устройств, выполняющих роль упругих элементов. Моторные тележки электровозов и электропоездов оборудуют тяговыми электродвигателями, которые вращают колёсные пары, через тяговую передачу. Последняя включает в себя редуктор и тяговую муфту.

Редуктор снижает частоту вращения вала якоря тягового электродвигателя и одновременно увеличивает вращающий момент, передаваемый на колёсную пару.

Тяговая муфта состоит из шарнирно-рычажного или карданного механизма и обеспечивает передачу вращающего момента в условиях статических и динамических взаимных перемещений вала тягового двигателя и вала редуктора. В других конструкциях тяговая муфта обеспечивает передачу вращающего момента в условиях статических и динамических перемещений центра большого зубчатого колеса редуктора относительно оси колёсной пары. Совокупность названных устройств образует тяговый привод.

Колёсная пара состоит из двух колёс, насаженных на ось, и предназначеных для восприятия и передачи на путь различных сил и в первую очередь сил тяги и веса кузова и тележек. Кроме того, под действием передаваемого на них тягового или тормозного моментов они развивают силы тяги и торможения в местах контакта колёс с рельсами. Благодаря особой форме поперечного профиля колёс колёсная пара выполняет функцию направления движения электровоза в рельсовой колее как в кривой, так и на прямых участках пути. При этом колёсная пара воспринимает поперечные (горизонтальные) силы, действующие на неё при взаимодействии рельса и колёс.

Рессорные комплекты создают так называемую систему рессорного подвешивания, которая обеспечивает взаимную подвижность отдельных частей механической системы электровоза и передачу сил от масс кузова и тележек на колёсные пары. С помощью системы рессорного подвешивания конструктивно реализуется «принцип разделения масс» электровоза.

Важная роль в тележечных электровозах принадлежит устройствам передачи силы тяги и торможения от тележек на кузов. Для этого используют шкворневые (в виде вертикального стержня) или поводковые устройства. В последнее время получили распространение устройства, состоящие из стержневых элементов, расположенных горизонтально или наклонно по отношению к плоскости железнодорожного пути. Стержни или тяги по сравнению со шкворневой передачей силы тяги позволяют увеличить использование сцепного веса электровоза и отказаться от ненадёжного шкворневого устройства, подверженного в местах соединения его с тележкой поверхностному износу.

Для создания режима торможения применяют пневматический тормоз, состоящий из тормозных пневматических цилиндров, управляемых воздухораспределителем, и рычажной передачи, которая передаёт силу от пневматических цилиндров к тормозным колодкам, прижимая их к поверхности катания колёс или к специальным дискам для создания на колёсной паре тормозного момента.

Для передачи продольных сил тяги или торможения вдоль поезда осуществляют соединение электровоза с вагонами с помощью сцепных приборов. На Российских железных дорогах для этого применяют автосцепки, на Европейском подвижном составе широко применяют винтовые стяжки. Для поглощения продольных ударов в момент сцепления электровоза с вагонами автосцепку дополняют поглощающим аппаратом, а винтовые стяжки буферными устройствами (буферами).

Классификация механической части. Механическую часть ЭПС можно классифицировать по различным конструкционным признакам. Наиболее распространены классификации по осевым характеристикам экипажной части, конструкции рессорного подвешивания и тягового привода, а также по «составности» (типам и последовательности расположения вагонов в составе поезда).

Осевые характеристики связаны с компоновкой ходовых частей (ранее их называли колёсной или осевой формулой). Они представляют условную запись в виде комбинации цифр с индексами и знаками «+» или «-». Цифры указывают количество осей в тележках или раме электровоза, индекс «0» (ноль) указывает на индивидуальный привод осей колёсных пар, отсутствие - групповой привод. Знак «+» указывает на шарнирную связь тележек многосекционных электровозов при передаче сил тяги и торможения в продольном направлении, а «-» - на отсутствие такой связи.

Электровозы первых выпусков имели большую конструктивную преемственность с ходовой частью паровозов (рис. 3.1). Все ведущие колёсные пары располагались в общей раме кузова, которая передавала продольные силы, и такие электровозы называют рамными. Часто на рамных электровозах в дополнение к движущим колёсным парам устанавливали бегунковые (поддерживающие) колёсные пары и даже бегунковые тележки. Бегунковые тележки и колёсные пары не имеют тягового привода, они лёгкие, и передавали на путь часть силы веса электровоза и облегчали вписывание рамного электровоза в кривую.

Первый советский пассажирский электровоз ПБ21-01, построенный в 1934 году, с тремя движущими осями и двумя бегунковыми тележками имел осевую характеристику 2-30-2. Все современные электровозы и вагоны электропоездов и метрополитена - тележечные (рис 3.2). В них движущие колёсные пары группируют в двух- или трёхосных тележках и поэтому пропадает необходимость в бегунковых осях. Электровозы ВЛ22, ВЛ23 с осевой характеристикой 30+30 и электровозы ВЛ8 с осевой характеристикой

20+20+20+20 имели сочленённые в продольном направлении тележки, так как автосцепки располагались на концах тележек и необходима была связь между тележками для передачи сил тяги и торможения (рис. 3.3,а).

Рис. 3.3 Схемы экипажных частей электровозов

В последнее время все электровозы выпускаются с несущей рамой кузова, на которой располагают автосцепки и необходимость в сочленении тележек отпала (рис. 3.3,6).

Пассажирские электровозы ЧС1 и ЧС3, а также вагоны электропоездов и метрополитена имеют осевую характеристику 20-20, а шестиосные электровозы ЧС2, ЧС4 и ВЛ60 имеют осевую характеристику 30-30, хотя у электровозов ЧС2 и ЧС4 имеется межтележечное соединение, действующее только в горизонтальном направлении, чтобы улучшить процесс вписывания трёхосных тележек в кривую.

Многоосные локомотивы выполняют в виде отдельных секций, соединённых автосцепкой (рис. 3.3,в). Такими электровозами являются: ВЛ10, ВЛ11, ВЛ80, ВЛ65, а так же ВЛ15, ВЛ85 и ВЛ86Ф. Осевые характеристики этих локомотивов, соответственно, 2(20-20) и 2(20-20-20). Коэффициент «2» означает число секций из которых состоит электровоз. Электровозы ВЛ11 и ВЛ80С могут быть сформированы из трёх секций и тогда их осевая характеристика 3(20-20). В последнее время Коломенский тепловозостроительный завод предложил новую схему экипажа 40-40 (рис. 3.3,г), которая позволяет уменьшить длину локомотива при одинаковом количестве осей. Такая экипажная часть принята для пассажирского тепловоза ТЭП80 и электровоза ЭП200 с конструкционной скоростью 200 км/ч.

На европейских железных дорогах количество движущихся осей принято обозначать латинскими буквами: В - две движущие оси, С - три, D

- четыре.

Для определения количества и вида вагонов, входящих в состав электропоезда или поезда метрополитена, используют другую важную характеристику - составность. Цифрами указывают количество вагонов и их групп, а буквами тип вагонов: М - моторный, МТ - моторный с

токоприёмником, П - прицепной, Г - головной с кабиной управления, ГМ -головной моторный.

Отечественные электропоезда имеют следующую составность ЭР2, ЭР9П, ЭР9М, ЭР9Е - 2Г+К(МТ+М), где К - количество вагонов или их групп в составе поезда. Вагоны метрополитена имеют составность: серия Е - КМ, серии 81-717/81-714 - 2ГМ+6М.

В зависимости от схемы рессорного подвешивания бывает одно- или двухступенчатое, индивидуальное и сбалансированное подвешивание. Так на электровозах ВЛ22, ВЛ23, ВЛ8 применено одноступенчатое сбалансированное рессорное подвешивание, на электровозах ВЛ10, ВЛ80, ВЛ85, ВЛ65, ЧС2, ЧС4, ЧСб, ЧС7 и ЧС8 - двухступенчатое индивидуальное.

Первую ступень рессорного подвешивания обычно называют буксовым подвешиванием, а вторую - центральным или кузовным.

Узлы и детали механической части, расположенные на рессорах называются подрессоренными (обрессоренными), а детали

непосредственно взаимодействующие с путём - неподрессоренными (необрессоренными). Такие элементы тягового привода как тяговый двигатель и редуктор в некоторых конструкциях электроподвижного состава являются неподрессоренными, частично или полностью подрессоренными. В зависимости от этого всё многообразие конструкций тяговых приводов делят на три класса:

- тяговый привод класса I имеет опорно-осевые тяговый двигатель и редуктор (электровозы ВЛ22, ВЛ23, ВЛ8, ВЛ10, ВЛ80);

- тяговый привод класса II имеет опорно-осевой редуктор, но полностью подрессоренный тяговый двигатель (электровозы серии ЧС, электровоз ВЛ65 и электропоезда серии ЭР);

- тяговый привод класса III обладает полностью подрессоренными тяговым двигателем и редуктором, причём не имеет значения, где они располагаются на тележке или кузове (электровозы ВЛ81, ВЛ84-002, серии 91 (Англия), тепловозы ТЭП60, ТЭП70, ТЭП75).

Для сокращения количества тяговых двигателей на одном электровозе применяют групповые тяговые приводы, которые в отличие от индивидуальных, передают вращающий момент от одного двигателя на две или три колёсные пары через мощный раздаточный редуктор. Такие электровозы строились во Франции фирмой Альстом и широко распространены на ряде железных дорог мира. В нашей стране были построены опытные электровозы ВЛ40 и ВЛ83 с осевыми характеристиками 2-2 и 2(2-2). В силу ряда недостатков эти электровозы не были переданы в серийное производство.

содержание   ..  10  11  12  13  14  15  16  17  18  ..