Устройство тягового двигателя и его составных частей

Техническая характеристика

Назначение

Описание тягового двигателя постоянного тока ДТК-800А

ИДМБ.661141.004РЭ3

Электрические машины

Описание и работа

Книга 3

Руководство по эксплуатации

ЭЛЕКТРОВОЗ МАГИСТРАЛЬНЫЙ 2ЭС4К

(3ТС.000.003РЭ3)

Разработал Е.В.Супрович

Проверил Н.А.Сысоенко

Н. контр. Н.В.Мацакова

Утвердил В.И.Захаров

Листов 36

г. Новочеркасск

2006 г.

Содержание

Лист

1 Описание тягового двигателя постоянного

тока ДТК-800А…………………………………………………….. 3

1.1 Назначение…………………………………………………………. 3

1.2 Техническая характеристика……………………………………… 3

1.3 Устройство тягового двигателя и его

составных частей…………………………………………………… 4

1.4 Работа тягового двигателя…………………………………………. 26

1.5 Маркировка…………………………………………………………. 26

2 Описание и работа асинхронного электродвигателя НВА-55...... 27

2.1 Назначение…………………………………………………………. 27

2.2 Техническая характеристика……………………………………… 27

2.3 Устройство двигателя и его составных частей…………………... 28

2.4 Работа двигателя…………………………………………………… 29

3 Описание и работа электродвигателя постоянного

тока П22К-110У2………………………………………………..…. 31

3.1 Назначение………………………………………………………….. 31

3.2 Техническая характеристика………………………………………. 31

3.3 Устройство двигателя и его составных частей…………………. 31

3.4 Работа двигателя ………………………………………………….... 32

4 Описание и работа электродвигателя ЭТВ-20М3………………….. 35

4.1 Назначение………………………………………………………….. 35

4.2 Техническая характеристика………………………………………. 35

4.3 Устройство двигателя и его составных частей…………………. 35

Тяговый двигатель постоянного тока ДТК-800А (в дальнейшем “тяговый двигатель”) предназначен для приведения во вращение колесных пар электровоза в режиме тяги и создания тормозного момента в режиме электрического торможения. Тяговый двигатель используется для опорно-осевого подвешивания с двухсторонней передачей момента на зубчатые колеса колесной пары. Вид климатического исполнения двигателя - У1 в соответствии с ГОСТ 15150.

Техническая характеристика тягового двигателя ДТК-800А представлена в таблице 1.

Таблица 1

Наименование показателя	Значение
Номинальный режим работы	часовой	продолжительный
Мощность, kW(кВт)
Напряжение на коллекторе, V(В)
Ток якоря, A(А)
Частота вращения якоря, r\min(об/мин)
Частота вращения якоря наибольшая, r\min(об/мин)
Расход вентилирующего воздуха не менее, m^3/min (м^3/мин)
КПД, %	94,1	94,3
Степень возбуждения, %

Продолжение таблицы 1

Наименование показателя	Значение
Класс нагревостойкости: - обмоток главного полюса - обмоток добавочного полюса - обмотки якоря - компенсационной обмотки	F F H H
Сопротивление обмоток постоянному току при температуре 20ºС, Ом - якоря - главных полюсов (без шунта) - компенсационной и добавочных полюсов	0,0321 0,0182 0,0313
Напряжение изоляции относительно корпуса, В
Масса, kg(кг)

Тяговый двигатель представляет собой шестиполюсную компенсированную электрическую машину постоянного тока с последовательным возбуждением и независимой системой вентиляции. Охлаждающий воздух поступает в тяговый двигатель со стороны коллектора и выходит из тягового двигателя со стороны, противоположной коллектору, через щелевые отверстия подшипникового щита.

Тяговый двигатель в соответствии с рисунком 1 состоит из щитов подшипниковых 1 и 11, траверсы 2, остова 3, якоря 4, моторно-осевых подшипников 4 в соответствии с рисунком 2.

1.3.1 Деталь остова – стальная отливка сложной формы является одновременно магнитопроводом и корпусом. К остову крепятся шесть главных,

Рисунок 1 – Продольный разрез тягового двигателя ДТК-800А.

Рисунок 2 – Вид на тяговый двигатель со стороны коллектора.

шесть добавочных полюсов и подшипниковые щиты с роликовыми подшипниками, в которых вращается якорь. Со стороны коллекторной камеры в остове имеется вентиляционный люк, через который входит охлаждающий воздух, и два коллекторных люка для осмотра и обслуживания коллектора и щеточного аппарата. Коллекторные люки закрываются крышками. Для лучшего уплотнения на крышках люков предусмотрены войлочные прокладки. С торцев остов имеет горловины с привалочными поверхностями для установки подшипниковых щитов. На торцевой стенке остова со стороны коллектора в соответствии с рисунком 2 расположены устройства стопорения 1, фиксации 3 и проворота 2 траверсы. С наружной стороны остов имеет прилив для крепления кронштейна подвески двигателя к раме тележки, прилив для коробки выводов, рымы для транспортировки и кантования остова и двигателя, два прилива для крепления букс моторно-осевых подшипников. В нижней части остов имеет отверстия Ø20 мм для слива конденсата.

Главные полюсы крепятся к остову четырьмя болтами М20, добавочные – тремя болтами М16. Болты добавочных полюсов изготовлены из немагнитной стали и маркированы на торце головки конусным углублением. Для предохранения от самоотвинчивания под головки установлены пружинные шайбы.

Схемы электрические соединений приведены на рисунке 3. Соединение катушек между собой выполнено пайкой твердым припоем. К остову межкатушечные соединения закреплены скобами.

Концы обмоток через резиновые втулки выведены в коробку выводов. Подсоединительные зажимы закреплены на опорных изоляторах. Для предохранения от самоотвинчивания под изоляторы установлены пружинные шайбы. Коробка выводов закрывается стеклопластовой крышкой и уплотняющими резиновыми клицами. Для исключения проникновения пыли и влаги коробка выводов уплотнена прокладками из губчатой резины.

Главный полюс в соответствии с рисунком 1 состоит из катушки 10 и сердечника 9. Сердечник главного полюса выполнен шихтованным из штампованных стальных листов и стянут заклепками. Для крепления полюса к остову в сердечник запрессованы два стальных стержня с резьбовыми отверстиями под болты крепления. В каждом сердечнике имеется восемь пазов открытой формы, расположенных параллельно продольной оси добавочных полюсов. В эти пазы укладываются катушки компенсационной обмотки.

Катушка главного полюса имеет 15 витков, намотанных из мягкой медной проволоки. Для лучшего прилегания катушки к внутренней поверхности

остова и поверхности полюса её в процессе изготовления опрессовывают в специальном приспособлении для придания соответствующей формы. К крайним виткам катушки припаяны выводы из гибкого медного провода. Корпусная изоляция катушки состоит из слюдинитовой ленты. Межвитковая изоляция выполнена из электронита.

Главные полюсы выполнены моноблочной конструкцией. Моноблоки представляют собой неразъемные соединения, получаемые пропиткой в эпоксидном компаунде изолированных катушек, надетых на сердечники полюсов, с последующей их термообработкой. К поверхности катушки, прилегающей к остову, приклеивают прокладки из электронита. Это обеспечивает предохранение изоляции катушки от повреждения и плотное зажатие катушки между наконечником полюса и остовом.

Добавочный полюс в соответствии с рисунком 1 состоит из сердечника 7 и катушки 6. Сердечник полюса выполнен по высоте из двух частей, изготовленных из стального листа. На часть сердечника, расположенную со стороны якоря, крепятся латунные наконечники, устанавливается катушка и закрепляется немагнитной планкой, выполняющей одновременно роль второго немагнитного зазора, и стальной планкой.

Катушка добавочного полюса имеет семь витков, намотанных из мягкой медной проволоки. Выводы катушек – из гибкого медного провода. Корпусная изоляция катушки аналогична изоляции катушки главного полюса. Катушка с полюсом пропитываются в эпоксидном компаунде и после выпечки представляют собой единый монолитный блок.

Компенсационная обмотка в соответствии с рисунком 1 состоит из шести отдельных катушек 5 по 11 витков каждая. В шести пазах полюса расположено по три витка, в двух пазах - по два витка. Намотана компенсационная катушка из мягкой медной ленты. Выводы катушки выполнены из гибкого медного провода. Междувитковая и основная корпусная изоляция катушки выполнена полиимидной лентой; короностойкий слой корпусной изоляции - слюдинитовой лентой, покровная – лентой стеклянной. От механических повреждений изоляция защищена изоляционными пазовыми гильзами. Крепление компенсационной обмотки в пазах полюса выполняется клиньями из профильного стеклопластика.

1.3.2 Траверса 1 в соответствии с рисунком 4 разрезная, по наружному ободу имеет зубчатый венец, входящий в зацепление с зубьями шестерни поворотного механизма. На траверсе закреплены шесть кронштейнов 2 с изоляционными пальцами 3, шесть щеткодержателей 4 и соединяющие их между собой провода 5. В двигателе траверса крепится фиксирующим и двумя стопорными устройствами, а также специальным разжимным устройством 6.

Поворотный механизм траверсы в соответствии с рисунком 5 состоит из шестерни 1 и валика 4, установленного в отверстии остова 3. Шестерня 1 входит в зацепление с зубьями траверсы 2. Валик имеет квадратную головку. При вращении валика шестерня проворачивает траверсу.

Устройство фиксации траверсы в соответствии с рисунком 6 состоит из подкладки 1, накладки 2 с пазом для входа фиксатора и фиксатора 3. Накладка прикреплена к траверсе двумя болтами через продольные пазы, что позволяет при установке нейтрали накладку перемещать. Контроль установки траверсы на геометрическую нейтраль в эксплуатации производят по совпадению рисок Б, нанесенных на остове и траверсе в районе разжимного устройства.

Стопорное устройство траверсы в соответствии с рисунком 7 состоит из болта 1, установленного в отверстии остова, накладки 2 и обоймы 3. Накладка 2 при вращении болта 1 входит в обойму 3 и прижимает траверсу 4 к подшипниковому щиту 5.

Разжимное устройство в соответствии с рисунком 8 состоит из двух шарниров, закрепленных гайками 2 и шайбами 3 на траверсе, шпильки 4 и пружинного стопора 5. Один шарнир имеет отверстие с правой резьбой, другой – с левой. В шарниры вкручена шпилька, имеющая шестигранник для вращения её ключом, и зубчатое колесо для её стопорения пружинным стопором 5. При вращении шпильки 4 в ту или другую сторону происходит разжатие или сжатие траверсы по диаметру. В рабочем положении траверса должна быть разжата.

Кронштейн щеткодержателя разъемный, состоит из корпуса и накладки, которые с помощью болта закреплены на двух изоляционных пальцах, установленных на траверсе. Изоляционные пальцы представляют собой стальные шпильки, опрессованные прессмассой с последующей установкой фарфоровых изоляторов. Щеткодержатель крепят к кронштейну шпилькой и гайкой с пружинной шайбой. Положение щеткодержателя в осевом направлении относительно петушков коллектора регулируется специальной шайбой, размещенной на шпильке крепления щеткодержателя. На сопрягаемых поверхностях кронштейна и щеткодержателя для более надежного их крепления выполнена гребенка, которая позволяет выбрать и зафиксировать определенное положение щеткодержателя по высоте относительно рабочей поверхности коллектора.

Щеткодержатель в соответствии с рисунком 9 состоит из корпуса 1, имеющего окно для щеток 2, и двух нажимных пальцев 3. Корпус и пальцы отлиты из латуни. Нажатие пальцев 3 на щетки 2 создают две пружины 4. Вин-

ты 5 служат для регулирования усилия нажатия пружин. В окно щеткодержа-

теля устанавливаются две разрезные щетки марки ЭГ- 61А размером

(2х10)х40х52 мм.

1.3.3 Якорь 8 в соответствии с рисунком 1 состоит из коллектора, сердечника, втулки якоря 14, вала 15, задней нажимной шайбы 13 и обмотки якоря.

Коллектор по способу крепления коллекторных пластин - арочного типа, в соответствии с рисунком 10, состоит из нажимного конуса 1, комплекта крепящих болтов 2 с уплотнительными шайбами 3, изоляционных манжет 4 и 8, комплекта медных и изоляционных пластин 5, изоляционного цилиндра 6 и втулки коллектора 7, которая одновременно является передней нажимной шайбой и обмоткодержателем. Для обеспечения герметичности коллекторной камеры А в коллекторе имеются два уплотнительных замка Б и В, которые заполняются уплотнительной замазкой. На втулку якоря коллектор посажен с натягом и дополнительно закреплен гайкой.

Сердечник якоря посажен с натягом на втулку якоря 14, напрессованную на вал, и состоит из штампованных листов электротехнической стали с электроизоляционным покрытием. Сердечник закреплен на втулке с одной стороны нажимной шайбой 13, с другой – втулкой коллектора. В сердечнике имеются пазы открытой формы для размещения обмотки и аксиальные отверстия для прохода вентилирующего воздуха. Наличие втулки якоря обеспечивает возможность замены вала в случае его повреждения без полной разборки якоря.

Втулка якоря 14 коробчатой конструкции. По наружному диаметру обработана под посадку задней нажимной шайбы 13, сердечника якоря и коллектора, по внутреннему – под посадку на вал. На выступающем конце втулки имеется резьба для установки гайки крепления коллектора.

Нажимная шайба 13 представляет собой два кольца, соединенных ребрами. Внутреннее кольцо является ступицей для посадки на втулку якоря, а наружное - упором для сердечника и обмоткодержателем. Наружное кольцо оклеено стеклопластиком для повышения поверхностного сопротивления изоляции обмотки.

Вал якоря 15 имеет галтельные переходы от одного диаметра к другому. Цилиндрические поверхности вала обработаны под посадку втулки якоря, внутренних колец подшипников, уплотнительных колец подшипниковых узлов. Конусные части вала предназначены для установки шестерен зубчатой передачи.

Обмотка якоря простая петлевая с уравнителями первого рода, расположенными на стороне коллектора под катушками якоря. Состоит из якорных катушек 12 и уравнителей 4, концы которых приварены к петушкам коллектора. Схема соединения катушек якоря и уравнителей с коллекторными пластинами показана на рисунке 11. Обмотка якоря в пазах сердечника закреплена клиньями из профильного стеклопластика, а лобовые части обмотки закреплены стеклобандажом.

Катушки якоря и уравнители выполнены из изолированного обмоточного провода. Основная корпусная изоляция выполнена полиимидной лентой; короностойкий слой корпусной изоляции – слюдинитовой лентой; покровная - лентой стеклянной. Для обеспечения влагостойкости изоляции и повышения ее срока службы якорь пропитан вакуумнагнетательным способом в кремнийорганическом лаке.

1.3.4 Подшипниковые щиты 1 и 11 в соответствии с рисунком 1 выполнены стальными отливками, имеют гнезда для посадки наружных колец подшипников, развитые посадочные утолщения по наружному контуру для запрессовки щитов в остов и фланцы с отверстиями для крепления щитов болтами к остову. Во фланцах имеется четыре отверстия с резьбой для выжимных болтов, с помощью которых щиты выпрессовываются из остова при разборке двигателя. В остов подшипниковые щиты запрессованы и закреплены болтами. Под головки болтов установлены пружинные шайбы. С наружной стороны на щитах имеются трубки для подачи смазки в подшипники и бобышки с резьбой для крепления кожухов зубчатой передачи.

Якорные подшипники – радиальные однорядные с короткими цилиндрическими роликами: НО-42330Л1М. Для смазывания подшипников используется

смазка Буксол. Добавление смазки производится через трубки, ввинченные в отверстия подшипниковых щитов. Внутренние кольца подшипников посажены на вал якоря с натягом и в осевом направлении зафиксированы на валу в соответствии с рисунком 12 кольцами 2 и 5. Наружные кольца подшипников установлены в гнезда подшипниковых щитов и закреплены в аксиальном направлении крышками 1. Последние крепятся к щиту болтами. Под головки болтов установлены пружинные шайбы, предохраняющие болты от самоотвинчивания.

Конструкцией подшипниковых узлов предусмотрены уплотняющие устройства, которые обеспечивают защиту подшипников от проникновения в них жидкой смазки из кожухов зубчатой передачи и утечки смазки из подшипниковых камер.

С внутренней стороны лабиринтные уплотнения через отверстия А сообщаются с атмосферой. Это способствует выравниванию давления в подшипниковых камерах до уровня атмосферного и тем самым исключается выдавливание смазки из них разностью давлений, возникающих в работающем двигателе при продувке через него вентилирующего воздуха. С внутренней стороны уплотнения образованы кольцами 5 и крышками 4. С наружной стороны уплотнения образованы кольцами 2, 3 и крышками 1.

При добавлении смазки в подшипники отработанная смазка попадает в камеры Б и через каналы В сбрасывается наружу. Смазка, проникшая в подшипниковые узлы из кожухов зубчатой передачи, возвращается обратно через отверстия Д в крышках 1, показанные на рисунке 12, а та ее часть, которая попала в камеру Б, сбрасывается через каналы В наружу.

Удаление отработанной смазки из канала В производится при каждом добавлении смазки в подшипники.

1.3.5 Моторно-осевые подшипники в соответствии с рисунком 13 состоят из вкладышей 1, 2 и букс 3 с постоянным уровнем смазки. В пазы моторно-осевых горловин остова буксы установлены с натягом и закреплены болтами. Буксы невзаимозаменяемые. Вкладыши 1 и 2 отлиты из латуни, внутренняя их поверхность залита баббитом. Во вкладышах, обращенных к буксам, имеются окна для поступления смазки в зону трения. Вкладыши имеют бурты, фиксирующие их положение в осевом направлении. От проворачивания они крепятся в остове шпонками 8. Для регулирования натяга посадки вкладышей в моторно-осевых подшипниках между буксами и остовом установлены прокладки 4, которые по мере износа наружного диаметра вкладышей удаляют. В буксе 3 имеются две сообщающиеся камеры Б и В. В масло камеры Б погружены косы, плетеные из шерстяной пряжи. Камера В, заполненная маслом, нормально не сообщается с атмосферой. По мере расходования масла его уровень в камере Б понижается. Когда он окажется ниже отверстия трубки 6, воздух поступает через эту трубку в верхнюю часть камеры В, перегоняя из нее масло через отверстие А в камеру Б. В результате уровень масла в камере Б повысится и закроет нижний конец трубки 6. После этого камера В будет разобщена с атмосферой и перетекание масла из нее в камеру Б прекратится. Таким образом, пока в запасной камере В находится масло, уровень его в камере Б не будет понижаться. Буксу заправляют маслом по трубке 7 через отверстие А под давлением с помощью специального шланга с наконечником. Уровень масла в буксе контролируют указателем 5.

Дата добавления: 2015-04-29