Общая характеристика электровозов

Моторно-осевой подшипник........................................................ 25 стр.

Электровоза ВЛ-10

Механическая часть

Тема 1

По устройству, конструктивным особенностям и работе электровозов серии ВЛ-10

Конспекты лекций

Перечень конспектов:

1. Общая характеристика электровозов …………………………………….. 3 стр.

2. Расположение оборудования …………………………………….. 7 стр.

3. Осевые формулы электровозов …………………………………….. 9 стр.

4. Тележка ……………………………………. 11 стр.

5. Рама тележки ……………………………………. 12 стр.

6. Колесная пара ……………………………………. 14 стр.

7. Неисправности колесных пар …………………………………….. 17 стр.

8. Тяговые передачи ……………………………………. 18 стр.

9. Букса ………………………………………………………………………… 20 стр.

10. Рессорное подвешивание …………...……………………….. 24 стр.

12. Шаровая связь ……………………………………. 27 стр.

13. Рычажная тормозная система ……………………………………. 29 стр.

14. Подвешивание тяговых двигателей …………………………………….. 33 стр.

15. Кузова и рамы электровозов ……………………………………. 34 стр.

16. Люлечное подвешивание ……………………………………. 36 стр.

17. Гидравлический гаситель ……………………………...……... 38 стр.

18. Противоразгрузочное устройство …………………………………….. 40 стр.

19. Автосцепное устройство СА-3 …………………………………….. 41 стр.

20. Поглощающий аппарат …………………………………….. 45 стр.

21. Песочное хозяйство ……………………………………… 47 стр.

Электровозом называют локомотив, приводимый в движение электрическими двигателями, которые получают электрическую энергию через токоприемник от контактной сети. В контактную сеть электроэнергия поступает от тяговой подстанции. В зависимости от рода используемого тока различают электровозы постоянного тока и электровозы переменного тока. Есть также электровозы двойного питания постоянным и переменным током. В редких случаях электровозы получают электроэнергию от аккумуляторов (так называемые контактно-аккумуляторные электровозы), установленных на нем же. Электровозы имеют сложное механическое, электрическое и пневматическое оборудование.

К механической части электровоза относятся кузов и тележки. Тележка включает в себя раму, колесные пары с буксами, подвески тяговых двигателей, тяговые передачи, рессорное подвешивание, рычажно-тормозные передачи. Кузов электровоза специальными опорами (рис. 1), а иногда и рессорами опирается на тележки. Отечественные электровозы имеют две, четыре или шесть тележек. При двух тележках в каждой из них устанавливают три колесные пары (шестиосные электровозы), при четырех и шести тележках — две колесные пары (соответственно восьмиосные и двенадцатиосные электровозы). Рессорами и буксами с подшипниками рамы тележек связаны с колесными парами. Благодаря рессорам уменьшается воздействие электровозов на путь, меньше изнашивается оборудование электровоза, так как снижается сила ударов, воспринимаемых им при прохождении стыков и неровностей пути.

Колесные пары электровозов приводятся во вращение двигателями, называемыми тяговыми. Валы двигателей соединяют с осями колесных пар зубчатыми передачами — редукторами. Колесные пары, приводимые во вращение тяговыми двигателями, называют движущими.

Широкое применение получил индивидуальный тяговый привод, при котором каждая колесная пара приводится во вращение своим тяговым двигателем. Такой привод осуществлен на всех электровозах.

Один тяговый двигатель с помощью специального редуктора может приводить во вращение, например, две колесные пары — это так называемый групповой привод, или монопривод. В России был построен опытный электровоз с моноприводом. Однако его характеристики (как технические, так и экономические) оказались хуже, чем у электровозов с индивидуальным приводом. Поэтому производство таких электровозов было признано нецелесообразным.

Электрическая часть электровозов, кроме тяговых двигателей, содержит множество различных аппаратов, предназначенных для пуска тяговых двигателей, изменения скорости и направления движения локомотива, электрического торможения, защиты оборудования от перегрузок, перенапряжений и токов короткого замыкания. Конструкция этих аппаратов зависит от рода используемого тока, но, как и тяговые двигатели, они находятся под высоким напряжением. Управляют ими обычно дистанционно (на расстоянии) - из кабины машиниста. Это система косвенного управления. Она применена на всех отечественных магистральных электровозах.

В качестве источника тока низкого напряжения при системе косвенного управления используют генераторы управления или полупроводниковые преобразователи. От них, кроме низковольтных аппаратов (т. е. аппаратов низкого напряжения), получают энергию приборы освещения и заряжается аккумуляторная батарея.

Для управления многими аппаратами используется сжатый воздух. Его получают с помощью компрессоров. Чтобы привести в действие пневматические (воздушные) тормоза локомотива и состава, т. е. чтобы управлять ими, также используют воздух, сжимаемый компрессорами.

Тяговые двигатели, часть электрических машин и аппаратов, выделяющих при работе значительное количество тепла, охлаждают потоками воздуха, создаваемыми вентиляторами. Мощные трансформаторы на электровозах переменного тока охлаждают маслом, циркуляция которого обеспечивается центробежными насосами.

Вентиляторы, компрессоры и насосы (вспомогательные механизмы) приводятся в действие отдельными электрическими двигателями (моторами). Агрегат, состоящий из вспомогательного механизма и мотора, представляет собой вспомогательную машину и его принято называть соответственно мотор-вентилятором, мотор-компрессором, мотор-насосом. К вспомогательным машинам относятся и генераторы тока управления, которые обычно отдельных двигателей не имеют; их устанавливают на одном валу с каким-либо вспомогательным двигателем (например, с двигателем вентилятора).

Электрические машины обладают свойством обратимости, т. е. могут работать в качестве, как двигателей, так и генераторов. На многих электровозах при движении по спуску, а в некоторых случаях и перед остановками тяговые двигатели переключают для работы в качестве генераторов. При этом кинетическая энергия и потенциальная, запасенная в поезде, преобразуются в электрическую и передаются в контактную сеть. Этот процесс называется рекуперацией электрической энергии. Рекуперация используется для электрического торможения поезда. На части электровозов электрическая энергия, вырабатываемая в генераторном режиме, поглощается в резисторах, превращаясь в тепловую. Такой способ электрического торможения называют реостатным. Чтобы осуществить рекуперацию, на электровозах постоянного тока устанавливают специальные мотор-генераторы для возбуждения тяговых двигателей, без которых они не могут устойчиво работать как генераторы.

Электрическое оборудование электровозов, работающее под высоким напряжением, объединено в две электрические высоковольтные цепи — силовую цепь, включающую в себя тяговые двигатели, пусковую и регулирующую аппаратуру, и цепь вспомогательных машин со своей аппаратурой. Низковольтные электрические аппараты, с помощью которых управляют аппаратами силовой и вспомогательных цепей, объединены в цепь управления.

Аппараты отключают и включают электрические машины в работу, а также устанавливают требуемое направление и скорость движения электровоза. Аппаратами управления машинист включает в кабине приводы аппаратов и тем самым регулирует работу двигателей и вспомогательных машин.

Электровозы ВЛ10 и ВЛ10У (рис. 1) предназначены для работы с грузовыми поездами на магистральных железных дорогах России, электрифицированных на постоянном токе с напряжением в контактной сети 3000 В.

Все оборудование электровозов рассчитано на надежную работу при напряжении в контактной сети от 2200 до 4000 В. Изменение температуры окружающего воздуха вне кузова допускается от

- 50 до +40 °С при влажности воздуха 90%, замеренной при температуре +27 °С. Высота над уровнем моря не более 1200 м.

В электрической схеме электровоза предусмотрены тяговый и рекуперативный режимы. Для регулирования частоты вращения тяговых двигателей предусмотрены три схемы их соединения: последовательное - «С», когда все восемь тяговых двигателей соединены последовательно и образуют одну группу (на «С» соединении на каждом двигателе напряжение будет 375В); последовательно – параллельное - «СП», когда имеются две группы тяговых двигателей, а в каждой группе – по четыре двигателя (на «СП» соединении на каждом двигателе напряжение будет 750В); параллельное - «П», когда имеются четыре параллельные группы и в каждой группе – по два тяговых двигателя (на «П» соединении на каждом двигателе напряжение будет 1500В).

Основные технические данные электровозов ВЛ10 и ВЛ10у следующие:

№№ п/п	Наименование	Серия электровоза
ВЛ10	ВЛ10у	ВЛ10к
	Номинальное питающее напряжение, В
	Ширина колеи, мм	I 520
	Мощность часового режима на валах тяговых двигателей, кВт	5 360
	Мощность продолжительного режима на валах тяговых двигателей, кВт	4 600
	Передаточное отношение зубчатой передачи	88/23
	Конструкционная скорость, км/ч
	Масса с 2/3 запаса песка
	Нажатие колесной пары на рельс, тс
	Высота оси автосцепки от головки рельса, мм	980—1080
	Диаметр колеса по кругу катания при новых бандажах, мм	1 250
	Длина электровоза по осям автосцепки, мм	32 840

В режиме тяги на каждом из этих соединений можно работать как на полном поле ПП, так и на четырех ступенях ослабления поля с коэффициентами на каждом соединении: 0,75; 0,55; 0,43; 0,36.

Работа с выключенными поврежденными двигателями возможна на всех трех соединениях только в режиме тяги.

Все схемы составлены при условии наличия напряжения в контактной сети и поднятом токоприемнике электровоза. Элементы электрооборудования, имеющие рядом с цифрой (условное обозначение) индекс 1, относятся к первой половине (кузову) электровоза, имеющие индекс 2 – ко второй. Аналогично номера элементов электрооборудования и проводов, обозначенные на схемах в скобках, относятся ко второй половине электровоза. Все провода цепи управления, обозначенные цифрами без буквенного индекса (например, 0, 1, 2, 3 и т.д.), а также провода К5, К37, К63 и т.д. идут на клеммы контроллеров машиниста; провода, обозначенные буквой К (например, К10, К11 и т.д.), являются межкузовными, а провода, обозначенные буквой Н (например, Н15, Н16 и т.д.) – внутрикузовными. Провода 201 … 214 применены в схеме радиосвязи, К121 … К134 – в схеме локомотивной сигнализации, а провода 01, 02, 03 и т.д. являются запасными.

Положения блокировочных контактов и контактов контакторов изображены в основном при обесточенных включающих катушках электрических аппаратов. Положение групповых контакторов соответствует последовательному соединению тяговых двигателей, тормозных переключателей – тяговому режиму, реверсоров – положению «Вперед», переключателя вентиляторов – положению «высокая скорость вентиляторов».

Каждый электрический провод имеет свое обозначение в виде ярлычков, надетых на начало и конец данного провода. Система обозначения низковольтных и высоковольтных проводов несколько различна. Обозначение низковольтных проводов на электровозе и электромонтажных схемах соответствует их обозначению в принципиальной схеме (например, К1, Н12, 47 и т.д.). В принципиальной схеме низковольтному проводу обозначение присваивается со всеми его ответвлениями, т.е. участку цепи с постоянной электрической связью и одинаковым потенциалом. Этим и обуславливается наличие на электровозе от одного до нескольких проводов с одинаковым обозначением.

В высоковольтных монтажных цепях каждый отдельный провод имеет свое обозначение. Надпись на ярлычке условно обозначает зажим того аппарата, к которому подсоединяется данный конец провода. При этом первую часть обозначения составляет номер аппарата по схеме, а вторая часть указывает на зажим аппарата (например, 1В, 296-2, 273А и др.).

Полное обозначение монтажного провода при упоминании его в тексте выполняется в виде записи надписей на обоих ярлычках через дефис. Например, 8В-69+. Это означает, что одним концом провод подсоединен к зажиму верхнего контакта контактора 8, а вторым – к плюсовому зажиму шунта амперметра 69.

Наименование зажимов, верхний, средний, нижний на аппаратах приняты условно – по их установке с ориентацией от пола кузова. На контакторах с дугогашением зажим верхнего контакта в монтажной схеме всегда совпадает с контактом со стороны обозначения дугогашения на принципиальной схеме.

В электромонтажных схемах в отличие от принципиальной схемы цифровые индексы после схемного обозначения аппарата указывают только на тот зажим аппарата, к которому подсоединяется данный провод. В некоторых случаях для упрощения первую часть обозначения вместо номера по принципиальной электрической схеме составляет условный знак. Например, Т15 – зажим №15 тормозного переключателя; Я1- начало обмотки якоря первого тягового двигателя; КК2- конец обмотки возбуждения второго тягового двигателя и т.д. Провода, подсоединяемые к зажимам отключателей двигателей (ОД), имеют маркировки от 001 до 018. Провода, подсоеди-няемые к корпусу электровоза специальными бобышками, имеют обозначение «G» или «Ж».

Сочетание букв (условный знак)	Что обозначает
в первой части обозначения	в второй части обозначения
В	Двигатель вентилятора	Зажим верхнего контакта или один из зажимов некоторых аппаратов
Г	Генератор управления	Один из зажимов некоторых аппаратов
К	Начало обмотки возбуждения тягового двигателя или двигатель компрессора	Начало обмотки последовательного возбуждения вспомогательных двигателей
К	Межкузовной низковольтный провод
КК	Конец обмотки возбуждения тягового двигателя	Конец обмотки последовательного возбуждения вспомогательных двигателей
Н	Начало обмотки независимого возбужде-ния двигателя преобразователя, генерато-ра преобразователя и противокомпаунд-ных обмоток в цепи якорей тяговых двигателей	Зажим нижнего контакта
Внутрикузовной низковольтный провод
НН	Конец обмотки независимого возбуж-дения двигателя преобразователя, генератора преобразователя и противо-компаундных обмоток в цепи якорей тяговых двигателей
П	Двигатель преобразователя
ПГ	Генератор преобразователя
Р	Резистор
С		Зажим среднего контакта
Т	Контакт тормозного переключателя
Ш	Начало обмотки возбуждения генератора управления
ШШ	Конец обмотки возбуждения генератора управления
Я	Начало обмотки якоря тягового двигателя	Начало обмоток якорей вспомогательных двигателей и генераторов
ЯЯ	Конец обмотки якоря тягового двигателя	Конец обмоток якорей вспомогательных двигателей и генераторов
G (Ж)	Земля, корпус
r	Резистор в цепях панели управления и независимого возбуждения генератора преобразователя
А, Б, Д		Зажимы некоторых аппаратов

Монтаж цепей с номинальным напряжением 50В выполняют проводами на напряжение 1000В с определенными сечениями:

- для цепей управления выбирают сечения 2,5 кв. мм и 6 кв. мм;

- для цепей освещения, локомотивной сигнализации и сигнальных ламп – 1,5 кв. мм;

- для цепей радиостанции – 2,5 кв. мм, для многоамперных цепей – 25 кв. мм.

Монтаж высоковольтных цепей выполнен проводами с изоляцией на напряжение 4000В, с сечениями в соответствии с токовыми нагрузками от 4 до 185 кв. мм.

Провода цепей управления напряжением 50В и провода цепей напряжением свыше 1000В укладываются раздельно в отдельных пучках.

Дата добавления: 2015-04-25