Author: Ветров Ю.Н. Приставко М.В.
Tags: железнодорожный транспорт справочник железнодорожника пособие машиниста инженерное конструкция железнодорожного составва пособие
ISBN: 5-94069-003-3
Year: 2000
Text
Ю.Н.Ветров, М.В.Приставко Конструкция тягового подвижного состава
Ю.Н.ВЕТРОВ, М.В.ПРИСТАВКО
КОНСТРУКЦИЯ тягового ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Под редакцией Ю.Н.Ветрова
Утверждено Департаментом кадров и учебных заведений МПС России в качестве учебника для студентов техникумов и колледжей железнодорожного транспорта
Москва
2000
Сканировал Вячеслав Михед Aka PatriotRR
УДК629.41.02
ББК 39.22
В.39
В. 39 Ветров Ю.Н., Приставке М.В. Конструкция тягового подвижного состава. Учебник для техникумов и колледжей железнодорожного транспорта. — Под ред. Ю.Н.Ветрова— М.: Желдориздат, 2000 — 316 с.
В учебнике рассмотрены виды ТПС, технические и экономические характеристики, эксплуатационные требования.
Предназначен для студентов средних специальных учебных заведений железнодорожного транспорта и может быть полезен для работников железнодорожного транспорта, связанных с технической эксплуатацией, обслуживанием и ремонтом ТПС.
Ил. 172, библиогр.24 назв.
Рецензенты: Кабанов Ю.И.—преподаватель Улан-Удэнского колледжа ж-д.трансп., Дайлидко А.А.—преподаватель Брянского колледжа ж-д.трансп.
ISBN 5-94069-003-3
© Ветров Ю.Н., Приставко М.В., 2000
© ИПК Желдориздат, оформление, 2000
ВВЕДЕНИЕ
В учебнике рассмотрены:
— виды тягового подвижного состава ТПС, эксплуатируемые на железнодорожном транспорте;
— их сравнительные технические и экономические характеристики;
— основные эксплуатационные требования, предъявляемые к ТПС,
— механическая часть;
— ходовая часть;
— вспомогательное оборудование;
— размещение оборудования;
— гидравлическая передача;
— новые серии ТПС.
Изучение этого материала способствует успешной работе выпускников средних специальных учебных заведений, связанной с эксплуатацией, техническим обслуживанием и ремонтом тягового подвижного состава.
Материал, изложенный в учебнике, базируется на знаниях, полученных при изучении физики, математики, черчения, материаловедения, технической механики, электрических машин и энергетических установок.
1*
3
1. виды тпс
1.1. Виды ТПС, эксплуатируемые на железных дорогах России; их сравнительные технические и экономические
характеристики
ТПС включает в себя локомотивы и моторвагонный подвижной состав (электро- и дизель-поезда).
Транспортные машины, предназначенные для создания движущей силы — силы тяги, под действием которой по рельсовым путям железных дорог перемещаются составы с грузами и пассажирами, называются локомотивами (французское locomotive от латинского loco moveo — сдвинуть с места).
Локомотивы подразделяются на электровозы, тепловозы, паровозы, газотурбовозы, автомотрисы и мотовозы.
Тип локомотива определяет его силовая установка, ее устройство и принцип действия.
На тепловозах роль силовой установки выполняет тепловой поршневой двигатель внутреннего сгорания с высокой степенью сжатия - дизель, преобразующий химическую энергию топлива в механическую.
Электровозом называют локомотив, приводимый в движение электрическими двигателями, которые получают электрическую энергию через токоприемник от контактной сети. В контактную сеть электроэнергия поступает от электростанций (тепловых, атомных и т. д.), через тяговые подстанции. В зависимости от рода используемого тока различают электровозы постоянного тока и электровозы переменного тока. Существуют также электровозы двойного питания постоянным и переменным током. В редких случаях электровоз получает электроэнергию от аккумуляторов, установленных на самом электровозе. Такие электровозы называют контактно-аккумуляторными.
Паровозом называется локомотив, у которого роль силовой установки выполняет паросиловая установка, состоящая из парового котла—генератора энергии и паровой машины—двигателя. Котел преобразует химическую энергию топлива в энергию перегретого пара высокого давления, этот пар используется в паровой машине в качестве рабочего тела.
Газотурбовозом называют локомотив, на котором в качестве первичного двигателя используется газовая турбина. Высоко нагретый
4
сжатый газ, необходимый для работы турбины, получают в газогенераторе при сжигании топлива.
Автомотрисой называют самоходный пассажирский железнодорожный вагон с двигателем внутреннего сгорания, к которому могут быть прицеплены один или два вагона.
Авто- и мотодрезинами называются самоходные повозки соответственно с автомобильным или мотоциклетным двигателем.
Мотовозами называют самодвижущиеся средства с двигателем внутреннего сгорания, применяемые на подъездных путях промышленных предприятий.
Электропоездом называется моторвагонный подвижной состав, приводимый в движение, как и электровоз, тяговыми электродвигателями, получающими энергию через контактный провод оттяговых подстанций. Электропоезда формируются из моторных, прицепных и головных вагонов и могут состоять из 4, 6, 8, 10 и 12 вагонов. Вагоны, на которых установлены тяговые двигатели, называются моторными. Вагоны, не имеющие тяговых двигателей, но с помощью электрического оборудования, совместно работающие с моторными вагонами, называются прицепными. Вагоны, имеющие кабины управления, называются головными (рис.1).
Дизель-поезд состоит из двух моторных и, как правило, четырех прицепных вагонов. Кабины управления находятся в обоих моторных вагонах. В качестве силовой установки на дизель-поездах применяются поршневые двигатели внутреннего сгорания с самовоспламенением—дизели.
Важнейшими характеристиками локомотивов являются: осевая формула, осевая нагрузка, служебный вес, сцепной вес, габарит и коэффициент полезного действия.
Осевая формула характеризует число, расположение и назначение движущих колесных пар.
Для локомотивов тележечного типа осевая формула представляет собой сочетание цифр, число цифр соответствует числу тележек, каждая цифра показывает число осей в тележке. Далее ставится «+», если тяговое усилие передается через сочленение тележек, или «-», если тележки не соединены между собой (не сочленены) и тяговое усилие передается через раму кузова. Индекс «0» у цифр показывает, что каждая ось имеет индивидуальный (отдельный) привод.
Например, тележечный электровоз ВЛ60 имеет осевую формулу 30-30, которая показывает, что у электровоза две трехосные тележки, тележки не соединены между собой и каждая ось имеет отдельный (индивидуальный) привод (тяговый электродвигатель). Тепловоз ТЭП-70 Зо-Зо.
5
09 10 07 08 06 05 04 03 02 01
09 10 06 05 04 03 02 01
01 02 03 04 10 09
01 02 10 09
^igijHgawjyEiiiHair^
09 10 07 08 06 05 04 03 02 11 12 01
Рис. 1. Схемы формирования электропоездов:
Г — головной вагон; М — моторный; П — прицепной.
Цифры — окончание номеров вагонов
У восьмиосного двухсекционного электровоза с несочлененными тележками, у которого каждая секция самостоятельно работать не может (электровозы ВЛ10, ВЛ10у, ВЛ80т, ВЛ80р) осевая формула 2о-2о-2о-2о, с сочлененными тележками — 2о+2о+2о+2о (электровоз ВЛ8).
Осевые характеристики электровозов, у которых каждая секция работает самостоятельно, будет 2(2о-2о) — электровоз ВЛ 11, 2(2о-2о) электровоз ВЛ 80с. Цифры 2 или 3 перед скобкой означают число секций локомотива у тепловоза 2ТЭ116 — Зо-Зо+Зо-Зо или 2(3о-3о).
У локомотивов нетележечного типа в осевой формуле последовательно перечислено число осей бегунковых, ведущих (сцепных) и поддерживающих. Например, у тепловоза ТГМ1 осевая формула -0-3-4); бегунковых осей нет, ведущих три с групповым приводом, поддерживающих нет. Тепловоз Э371 осевая формула 2—50—1 две бегунковых оси, пять ведущих с индивидуальным приводом, одна поддерживающая.
За рубежом в осевых формулах локомотивов число движущих колесных пар показывают не цифрами, а буквами латинского алфавита. Буква А — одна ось, В — две, С — три и т.д. Например, осевая характеристика тепловоза ТЭП-70 30-30, записывается Со-Со.
Осевая нагрузка (нагрузка от осей на рельсы) характеризует статическое воздействие локомотива на железнодорожный путь. Для магистральных локомотивов эксплуатирующихся на железных дорогах нашей страны, наибольшая допустимая нагрузка на рельсы составляет 225кН. У локомотивов ВЛ 15, ВЛ85, 2ТЭ121 — 245кН.
Служебным весом локомотива называется его полный вес — с локомотивной бригадой и экипировочными материалами, (для тепловоза с полным запасом воды и масла и двумя третями запасов топлива и песка).
Сцепной вес — вес, передающийся на движущие колесные пары. Так как почти у всех локомотивов все оси являются движущими, то для них сцепной вес равен служебному.
Габаритом называется предельное поперечное очертание (перпендикулярно оси пути), за пределы которого не должна выступать ни одна часть локомотива. Для локомотивов стандартом установлены габариты Т и 1-Т. Габарит1-Т имеет предельно наибольшую ширину 3400мм и высоту 5300 мм.
Тепловозы имеют высокое значение коэффициента полезного действия 26-30 %. Пробеги тепловозов без пополнения запасов воды и топлива составляют 800-1000 км. Тепловозы автономны, т.е. не за
7
висят от контактной сети, как электровозы, и поэтому эксплуатация тепловозов не требует устройств электроснабжения, и железные дороги с тепловозной тягой обходятся дешевле электрифицированных железных дорог. Тепловозы выгодно эксплуатировать на маневровой и вывозной работе.
Средний эксплуатационный к.п.д. тепловоза повышается с использованием его мощности на 80-100%, а при использовании мощности на 30% к.п.д. снижается до 20%.
Электрическая тяга имеет ряд преимуществ перед тепловозной. Современные тепловые электростанции с мощными и экономичными агрегатами работают с к.п.д. до 40% и к.п.д. электрической тяги при получении энергии от таких электростанций составляет 25-30%. Кроме того, тепловозы работают на дорогом высококалорийном топливе. Тепловые электрические станции могут работать на более низких сортах топлива. При питании линии от гидроэлектростанций к.п.д. электровозов и электропоездов составляет 60-62%. Эффективность электрической тяги возрастает также при питании участков от атомных электростанций.
Средневзвешенный эксплуатационный коэффициент полезного действия электротяги при питании от электростанций всех типов, с учетом потерь топлива при его добыче, транспортировке и хранении:
к.п.д. электрических станций;
к.п.д. линий электропередачи с учетом к.п.д. транспортных подстанций (=0,95-0,96);
к.п.д. тяговой подстанции (=0,94-0,97);
к.п.д. контактной сети (=0,94-0,96);
к.п.д. электрического локомотива (=0,85-0,88);
коэффициент, учитывающий потери топлива (=0,94-0,96).
Повышение зависит от повышения к.п.д..
Электровозы более надежны в эксплуатации, требуют меньших затрат на осмотры и ремонты. Электрическая тяга может перерабатывать запасенную механическую энергию в электрическую и отдавать ее при рекуперативном торможении в контактную сеть для использования ее другими электровозами или моторными вагонами, работающими в это время в тяговом режиме.
Классификация и характеристика локомотивов
Классификация тепловозов ведется по ряду признаков:
— по роду службы: грузовые, пассажирские, универсальные (грузопассажирские, маневрово-вывозные и др.), маневровые, промышленные;
8
— по числу секций: односекционные, двухсекционные, трехсекционные, четырехсекционные;
— по типу передачи: тепловозы с электрической передачей (постоянного тока, переменно-постоянного тока, переменно-переменного тока), тепловозы с гидравлической передачей, а также тепловозы малой мощности с механической передачей;
— по конструкции ходовых частей: тележечные и с жесткой рамой; большинство тепловозов эксплуатируемых на железных дорогах России тележечного типа;
— по ширине колеи: нормальной 1520 мм (1435 мм во многих странах дальнего зарубежья) и узкой колеи от 600 до 1100 мм.
Серии тепловозов это группы тепловозов построенных по одним и тем же проектам. На железных дорогах России серии принято обозначать сочетанием заглавных букв русского алфавита и цифр. Буквы серии тепловоза обозначают: первая Т — тепловоз; вторая Э — с электрической передачей, Г — с гидравлической передачей; третья П — пассажирский, М — маневровый, у грузовых тепловозов третья буква в обозначении серии отсутствует.
Цифры после букв обозначают номер серии, а у магистральных тепловозов указывают также на завод изготовитель. Тепловозы, спроектированные и построенные Харьковским заводом транспортного машиностроения им. В.А. Малышева обозначаются номерами серии сГпо 49. Номера серии с 55 по 90 присваиваются тепловозам Коломенского тепловозостроительного завода им. В.В. Куйбышева, а с 100 и выше тепловозам постройки ПО «Лугансктепловоз».
Цифры перед буквенным обозначением указывают на число секций многосекционного тепловоза. Буква после номера серии указывает либо на модернизированный вариант (ЗТЭ10М), либо на завод изготовитель, если первоначально тепловоз производился другим заводом (2ТЭ10Л — Луганск).
Электровозы, работающие на железных дорогах России, в зависимости от их конструкции и страны — производителя, подразделяют на серии. В обозначения серий всех отечественных электровозов входят буквы ВЛ, и затем цифры: например, ВЛ60, ВЛ80, ВЛ85 — электровозы переменного тока соответственно шестиосные, восьмиосные и двенадцатиосные; ВЛ8, ВЛ 10, ВЛ11 — восьмиосные постоянного тока; ВЛ 19, ВЛ22, ВЛ23 — шестиосные постоянного тока; ВЛ 15 — двенадцатиосный постоянного тока; ВЛ82- восьмиосный двойного питания.
Кроме того, в необходимых случаях в обозначение серии добав
9
ляют буквы: м — модернизированный (ВЛ22М), у — увеличенная нагрузка от оси на рельс (ВЛ10у), п — пассажирский (ВЛ60п), к — с кремниевыми выпрямителями (ВЛ80к), р — с рекуперацией электрической энергии (ВЛ60р), т — с реостатным торможением (ВЛ80т), с — с возможностью работы двух электровозов по системе многих единиц в режимах тяги и реостатного торможения (ВЛ80с), в — с вентильными тяговыми двигателями (ВЛ80в), а — с асинхронными тяговыми двигателями (ВЛ80а).
Пассажирские электровозы, построенные на заводах Чехословакии, имеют в обозначении серии буквы ЧС, к которым добавляются цифры: ЧС 1, ЧСЗ — четырехосные постоянного тока; ЧС2 — шестиосный постоянного тока; ЧС6, ЧС7, ЧС200 — восьмиосные постоянного тока; ЧС4 — шестиосный переменного тока; ЧС8 — восьмиосный переменного тока.
1.2. Основные эксплуатационные требования, предъявляемые к ТПС
В общем виде требования, предъявляемые к локомотивам, можно сформулировать так: современный локомотив должен развивать возможно большую силу тяги (мощность) при минимальных затратах на его производство и эксплуатацию. Развитие локомотивостроения должно развиваться в следующих направлениях:
— повышение секционной мощности;
— увеличение удельной мощности;
— повышение надежности с целью увеличения межремонтных пробегов;
— повышение к.п.д.;
— расширение пределов унификации и типизации применяемых узлов и деталей;
— улучшение конструкции с целью снижения себестоимости постройки и ремонта;
— увеличение степени автоматизации работы отдельных агрегатов и локомотива в целом;
— улучшение тяговых свойств;
— применение передачи переменного тока;
— повышение нагрузок от колесной пары на рельс;
— снижение динамического воздействия на путь;
10
— повышение безопасности движения;
— увеличение конструкционной скорости;
— улучшение условий труда локомотивных бригад.
В процессе конструирования должны быть учтены ряд ограничений и реально существующие условия эксплуатации. Наиболее существенным ограничением при создании ТПС является необходимость вписать его внешние очертания в габарит подвижного состава железных дорог колеи 1520 (1524) мм. Наружные размеры ТПС должны соответствовать требованиям ГОСТ.
Конструкция ходовой части должна обеспечивать безопасность движения во всем диапазоне допустимых скоростей, как на прямых, так и на кривых участках пути, в том числе малого радиуса. Климатические факторы, которые могут воздействовать на ТПС, определены ГОСТом.
Категории размещения оборудования, устанавливаемого вне кузова, — I, устанавливаемого в кузове и кабине, — II. Оборудование, устанавливаемое в кузове и кабине, должно быть пригодно к эксплуатации при температурах окружающей среды от +40 до — 60 °C.
Все элементы конструкции, оборудование, элементы монтажа проектируются таким образом, чтобы они безотказно функционировали в условиях больших динамических воздействий, которые возникают при прохождении колес по стыкам рельс и неровностям пути, при сцеплении локомотива с составом и из-за вибрации. Конкретные значения механических факторов, которые должны быть учтены при расчете и конструировании узлов и деталей оборудования, оговорены ГОСТ 17516-72.
Допустимые пределы изменения напряжения у токоприемника элек-троподвижного состава определены ГОСТ 6962-75 «Транспорт электрифицированный с питанием от контактной сети. Ряд напряжений».
Все оборудование электровоза и электропоезда должно надежно работать без ограничений по времени при изменении напряжения токоприемника в пределах, указанных в таблице 1. Максимальное и минимальное значения напряжения определяют границы колебаний во всех режимах работы электроподвижного состава, кроме коммутационных.
На участках магистральных железных дорог, электрифицированных на постоянном токе, на которых применяется рекуперативное торможение, максимальное напряжение на токоприемнике электроподвижного состава может достигать 4000 В.
Электровозы и электропоезда являются энергоемкими потребителями электрической энергии, поэтому при выборе системы преобразова-
11
Таблица 1.
Значения напряжения на токоприемнике
Электроподвижной состав Напряжение, В
номинальное рабочее
Магистральных железных дорог: переменного тока постоянного тока 25000 3000 29000-19000 3850-2200
Промышленного транспорта: переменного тока постоянного тока 10000 1500 11500-7500 1950-1100
ния электрической энергии в механическую, силовой схемы, системы вспомогательных машин необходимо выбирать варианты, обеспечивающие максимально возможные к.п.д., коэффициент мощности и минимальное искажение напряжения в системе электроснабжения.
При создании системы управления следует максимально автоматизировать процесс управления тяговым подвижным составом, стремясь оптимизировать режимы ведения поезда по заданному параметру (максимальному использованию коэффициента сцепления, минимальному расходу топлива, соблюдению графика движения и т. д.), и облегчить условия работы локомотивной бригады.
Одновременно схема локомотива должна быть приемлема для работы по системе многих единиц как двух локомотивов, так и локомотива (многосекционного) и секции. Это позволяет меньшими ступенями повышать мощность тяговой единицы в поезде, а, следовательно, и массу поезда без увеличения числа локомотивных бригад и более рационально использовать подвижной состав.
Большой опыт эксплуатации транспортной техники в районах холодного климата показывает, что главным требованием в данном случае является повышение надежности. Это объясняется тем, что устранять неисправности в таких условиях значительно труднее, а также тем, что при низких температурах отказы механического оборудования внезапны и более опасны.
В кузове локомотива выделяется большое количество теплоты. При конструировании приходится принимать меры, чтобы интенсивность вентиляции кузова обеспечивала превышение температуры в кузове по сравнению с температурой вне кузова не более чем на 15 °C. Такое требование необходимо, чтобы создать условия локомотивной бригаде для контроля и обслуживания оборудования в пути следова
12
ния. Одновременно система вентиляции должна включать устройства очистки охлаждающего воздуха от воды, снега, пыли и т. д.
Важно, чтобы силовая схема и схема управления ТПС обеспечивали повышенную живучесть тягового подвижного состава, т. е. имелась возможность оперативно отключать поврежденное в пути следования оборудование, собирать временные аварийные схемы и обеспечить с соответствующим изменением силы тяги самостоятельное движение поезда до места ремонта или остановочного пункта.
Для облегчения ремонта электрическое и пневматическое оборудование собирают во взаимозаменяемые блоки, сборка и испытание которых может осуществляться вне ТПС. ГОСТ предусматривает, что конструкция ТПС должна обеспечивать безопасность локомотивных бригад и пассажиров, защиту от воздействия возникающих вредных и опасных производственных факторов: низких (высоких) температур, шума, вибрации, электромагнитных полей и др. Кроме того, компоновка ТПС должна обеспечивать удобный и безопасный доступ к узлам и агрегатам при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте.
Для обеспечения безопасности на локомотиве должен устанавливаться комплект специальных систем: автоматическая локомотивная сигнализация с автостопом и устройством контроля бдительности машиниста, радиостанция двусторонней связи, звуковые и световые сигналы, прожекторы, автоматический и ручной тормоза. Современный тяговый подвижной состав должен быть оборудован пневматическим, электрическим и ручным механическим тормозами. При торможении пневматическим тормозом на горизонтальном прямолинейном участке пути со скорости ПО км/ч тормозной путь одиночно следующего локомотива не должен превышать 1100 м. Ручной тормоз должен обеспечивать удержание одиночного локомотива на спуске с уклоном 30 °/00 при усилии на рукоятке не более 343 Н и коэффициенте трения между колесом и рельсом не менее 0,25. Действия пневматического и электрического тормозов должны быть автоматически скоординированы для исключения заклинивания колесных пар.
Требования к надежности тягового подвижного состава определяются на стадии разработки проекта следующими показателями:
— наработка до отказа первого рода, при котором необходим вызов вспомогательного локомотива;
— наработка до отказа второго рода, при котором нет необходимости вызова вспомогательного локомотива;
— срок службы до списания.
Надежность зависит не только от особенностей конструкции ТПС
13
и качества его изготовления, но и от периодичности проведения ремонтов. Поэтому одновременно с конкретными показателями надежности устанавливают периодичность технического обслуживания, текущих и капитальных ремонтов как локомотива в целом, так и его наиболее важных узлов.
2. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Рама и кузов. Назначение, классификация и условия работы
Главная рама тягового подвижного состава является основанием для основного оборудования и должна быть жесткой для обеспечения надежной работы размещенного на ней оборудования. Главная рама служит и для передачи горизонтальных поперечных и продольных сил и должна быть прочной и жесткой и в этих направлениях.
Кузов служит для внешнего ограждения с целью защиты от атмосферных воздействий основных узлов и агрегатов. В кузове находятся посты управления и должны быть созданы условия для работы локомотивной бригады. Кузова могут выполняться в виде съемного капота, либо полностью закрытым «вагонного» типа.
Кузова капотного типа имеют ряд преимуществ перед кузовами закрытого типа. Основное из них — хорошая видимость из кабины машиниста в обоих направлениях, что особенно важно для маневровых работ.
У локомотивов с закрытыми кузовами боковые стенки размещены с учетом максимального использования ширины габарита подвижного состава. Это позволяет бригаде обслуживать силовые агрегаты, не выходя из локомотива, улучшает условия работы и аэродинамику локомотива.
В зависимости от восприятия вертикальных и горизонтальных нагрузок различают кузова только с несущей рамой, с несущей рамой и боковыми стенками, цельнонесущие, у которых рама, стенки, крыша и их обшивка участвуют в восприятии нагрузок. Применение цельнонесущих кузовов позволяет существенно снизить общий вес локомотива. У современного тягового подвижного состава на раме кузова размещено автосцепное устройство. В зависимости от продольных балок рам кузовов различают кузова охватывающего и не охватывающего типов. Кузова охватывающего типа у электровозов ВЛ60к, ВЛ80 всех индексов, ВЛ 10, ВЛ10у, ВЛ11 и всех электровозов серии ЧС; не охватывающего типа у электровозов ВЛ22М, ВЛ23, ВЛ8, у тепловозов ТЭМ2, 2М62, 2ТЭ116 и других серий.
Таким образом, кузова локомотивов должны удовлетворять следующим требованиям: защищать от атмосферных воздействий обору
15
дование и обеспечивать его охлаждение, обладать достаточной прочностью, т.е. иметь необходимые запасы прочности по усталости, выдерживать продольную статическую нагрузку 2500-3000 кН, иметь необходимую жесткость, обеспечивающую определенную частоту собственных колебаний. Кузов должен иметь такую планировку, которая обеспечивает свободный доступ к оборудованию и сообщение между кабинами машиниста, возможность осмотра, монтажа, демонтажа и ремонта без снятия кузова.
Кузова вагонов дизель-поездов и электропоездов должны, кроме того, иметь хорошую систему вентиляции и отопления салонов для летнего и зимнего режимов работы, а также раздвижные и поворотные двери, упругие поворотные площадки для удобства перехода из одного вагона в другой.
2.2. Конструкция рам, кузовов и усилия, действующие на их элементы
Грузовые тепловозы 2М62,2ТЭ10В, 2ТЭ10М, 2ТЭ116 выполнены с несущей главной рамой и составным кузовом вагонного типа. На маневровых тепловозах применены съемные кузова капотного типа на несущей раме. Несущие кузова вагонного типа имеют пассажирские тепловозы ТЭШ0, ТЭП60, ТЭП70, ТЭ109.
Кузов тепловоза ТЭМ2 (рис. 2) — капотного типа, состоит из пяти главных частей: кузова холодильной камеры 1, кузова над двигателем 2 (съемный), кузова над высоковольтной камерой 3, кабины машиниста 4 и кузова над аккумуляторами 5. Съемный кузов крепится к раме тепловоза болтами и соединяется с другими частями кузова при помощи клиновидного крепления, состоящего из двух упоров 32 и клина 33. Места соединения кузовов закрываются специальными заделками 11. Для удобства обслуживания и доступа к узлам и агрегатам тепловоза в кузове имеются боковые двери, съемные листы и люки на крыше. По краям крыши вдоль тепловоза выполнено ограждение 21 из труб. Кабина машиниста (рис. 3), кузов над аккумуляторами и над высоковольтной камерой выполнены как единый монтажный узел. Кабина внутри покрыта тепло- и звукоизоляцией. Для снижения шума, проникающего в кабину, каркас ее изнутри покрыт противошумной мастикой слоем толщиной 5^-6 мм. Приварка кузова к кабине производится до изоляции кабины.
16
Стены кабины изолированы пакетами изоляции из мипоры и обшиты твердой древесно-волокнистой плитой. Потолок и верхние торцевые части кабины покрыты матами из капронового волокна и обшиты перфорированными алюминиевыми листами.
Настил пола кабины выполнен в виде отдельных щитов, состоящих из фанерной плиты толщиной 25 мм, изолирующего слоя толщиной 16 мм и обшивочного листа из твердой древесно-волокнистой плиты. По контуру щитов в местах их установки на металлоконструкцию наклеена губчатая резина толщиной 8 мм. Сверху щиты закрыты линолеумом. В настиле пола сделаны люки для доступа к соединениям трубопроводов, проходящих в каркасе кабины. Оконные и дверные проемы внутри кабины облицованы деревянными раскладками, а места соединения листов внутренней обшивки закрыты штабиками. Все окна в кабине имеют одинарное остекление, сталинит толщиной 5 мм уплотнен по контуру профильной резиной. Средние боковые окна 10 в кабине раздвижные.
Кабина имеет по одному выходу на заднюю и переднюю площадки. Входная дверь представляет собой металлический лист с выштам-пованным оконным проемом, усиленный по контуру гнутым профилем. Нижняя часть двери (под окном) армируется, изолируется пакетами из мипоры, обшивается твердой древесно-волокнистой плитой и защитным металлическим листом толщиной 1 мм. По контуру обшивки дверь отделывается металлическими штабиками. В дверь вмонтирован замок с ручками.
Для обслуживания высоковольтной камеры в передней торцевой стене кабины расположена дверь 22, в которую встроены металлический шкаф для одежды и ниша для хранения продуктов, закрываемые дверью. Обе двери изолированы и снабжены в отличие от входных дверей защелками. В целях обеспечения безопасности дверной проем в высоковольтную камеру имеет ограждение 23, при открытии которого специальным выключателем снимается нагрузка с генератора. С правой стороны в кабине находятся пульт управления, контроллер, кран машиниста и кран вспомогательного тормоза локомотива.
Кузов над аккумуляторами представляет собой металлическую конструкцию из уголкового сортового проката, гнутых профилей и наружной обшивки. Внутри кузова имеются два яруса замкнутых элементов в виде рамок для установки поддонов с аккумуляторами и ряд приварных элементов для крепления банок с аккумуляторами на поддонах. В кузове выполнены двустворчатые с просечками двери 7 (см.рис.2) с каждой стороны и люк 31 на крыше для обслуживания
2-395
17
oo
S2SSSL
13
Рис. 2. Кузов тепловоза ТЭМ 2:
1 — холодильная камера; 2 — кузов над двигателем; 3 — кузов над высоковольтной камерой; 4 — кабина машиниста; 5 — кузов над аккумуляторами; 6 — корпус задней песочницы; 7 — дверь аккумуляторной камеры; 8, 17 — съемные листы для доступа к электрооборудованию; 9 — дверка для доступа к двухмашинному агрегату; 10 — съемный лист для выемки двухмашинного агрегата; 11 — заделка межкузовных соединений; 12 — дверь кузова; 13 — люк для загрузки песка; 14 — корпус передней песочницы; 75 — кронштейн для крепления антенны; 16, 29 — жалюзи перед вентиляторами охлаждения тяговых электродвигателей передней и задней тележек; 18 — люк для подключения проводов при реостатном испытании; 19 — съемный лист для доступа к водяному баку; 20 — съемный лист для доступа к вентилятору охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки; 21 — ограждение; 22 - люки над двигателем; 23 — съемный лист для доступа к воздушному фильтру; 24 — жалюзи воздушного фильтра; 25 — люк для доступа к воздухоохладителю; 26 — люк для выемки турбовоздуходувки; 27 — люк для выемки компрессора; 28 — вентиляционный люк; 30 — место расположения светового номера; 31 — люк над аккумуляторами; 32 — упор; 33 — клин; 34 — ниша для прожектора
to
26 29 30
26
27
Рис.
ы
15
го
12
3. Расположение оборудования в кабине машиниста тепловоза ТЭМ1:
калорифер; 2 — сиденье; 3 — подлокотник; 4 —
1 —
вентилятор; 5 — огнетушитель; 6 — светильник; 7 — динамик; 8 — светильник зеленого света; 9 — инструментальный ящик; 10— окно; И — теневой щиток; 12 — пульт управления радиостанцией; 13 — параван; 14 — стеклоочиститель; 15 — бумагодержатель; 16 — скоростемер; 17 — клапан сигналов; 18 — кран вспомогательного тормоза;
19 — батарея обогрева; 20 — кран машиниста; 21 — люки пола; 22 — дверь в высоковольтную камеру; 23 — ограждение проема двери в высоковольтную камеру; 24 — выключатель песочницы; 25 — пульт управления; 26 — пепельница; 27 — сиденье; 28 — ручной тормоз; 29 — аптечка; 30 — стол машиниста
и выемки аккумуляторов. Люк снабжен вытяжным колпаком для удаления газов, образующихся при эксплуатации аккумуляторов.
Кузов над аккумуляторами соединен в единый узел с корпусом 6 задней песочницы. На торцевой части корпуса песочницы расположена дверь и ниша 34 для установки прожектора, в верхней части — люки 13 для загрузки песка и кронштейн 15 для крепления антенны.
Каркас кузова над двигателем и высоковольтной камерой выполнен из швеллеров, угольников, гнутых профилей и обшит снаружи листами. Дверь кузова 12 представляет собой металлический лист с просечками в верхней и нижней частях, средняя часть между просечками изолируется стекловолокном и закрывается металлическим коробом. В местах расположения просечек дверь снабжена съемными щитками, которые также имеют изоляцию. По контуру дверной проем уплотнен профильной резиной.
Внизу с правой стороны кузова над двигателем находятся жалюзи 29 перед вентилятором охлаждения тяговых двигателей передней тележки, а также жалюзи 24 воздушного фильтра дизеля и съемный лист 23, предназначенный для демонтажа и монтажа воздушного фильтра дизеля. Люки 22,26 на крыше кузова нужны для доступа к цилиндровым крышкам дизеля и турбокомпрессору. Люк над турбокомпрессором имеет люк 25 для доступа к воздухоохладителю дизеля. Для доступа к водяному баку на крыше кузова предусмотрен люк, закрытый съемным листом 19.
Люки выполнены из штампованных листов, имеют тепловую изоляцию из стекловолокна и по контуру профильное уплотнение. Кузов над двигателем теплоизолирован матами из стекловолокна, закрытыми металлической обшивкой. К кузову приварены кронштейны для крепления оборудования. Для удобства проведения работ некоторые из стоек кузова сделаны съемными. На кузове высоковольтной камеры установлены съемные листы и двери. С правой стороны кузова имеется люк 18 для подключения электропроводов при реостатных испытаниях.
Каркас кузова холодильной камеры образован из продольных нижних балок, задней стенки, корпуса передней песочницы 14, опоры вентилятора и рамы под редуктор. Сваренные между собой они образуют единую конструкцию, обшитую сверху и с боков металлическими листами.
К кузову приварены рамки, угольники и кронштейны для установки оборудования. Холодильная камера представляет собой самостоятельную технологическую единицу, которая полностью собирается и
21
проверяется на узловой сборке, а затем устанавливается и приваривается к раме тепловоза. Входная дверь в холодильную камеру расположена в передней части корпуса песочницы. В задней стенке, отделяющей кузов холодильной камеры от дизельного помещения, имеются отверстия для прохода труб и вала привода редуктора холодильника.
Кузов тепловоза 2ТЭ116 (рис. 4) вагонного типа с несущей рамой. Он состоит из главной (несущей) рамы, блок-кабины с кузовом над высоковольтной камерой, кузова над дизелем и холодильной камеры.
Рис. 4. Кузов тепловоза 2ТЭ116:
1 — кабина машиниста; 2 — кузов над высоковольтной камерой; 3 — жалюзи забора воздуха для охлаждения тормозных резисторов; 4 — крыша ЭДТ; 5 — крыша над выпрямительной установкой; 6 — жалюзи забора воздуха для охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки и выпрямительной установки; 7 — крыша над дизелем; 8 — жалюзи забора воздуха для охлаждения главного генератора; 9 — кузов над дизелем; 10 — крыша с глушителем; 11 — жалюзи забора воздуха для дизеля; 12 — крыша над компрессором; 13 — жалюзи забора воздуха для охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки; 14,17 — верхние и боковые жалюзи; 15 — крыша над охлаждающим устройством; 16 — переходной тамбур; 18 — холодильная камера; 19,20 — жалюзи забора воздуха для вентиляции кузова; 21 — путеочиститель
22
В лобовой части кабины машиниста(рис. 5) установлены песочные бункера 21, которые заправляют через горловины, закрытые крышками. Расположение и конструкция окон обеспечивают хороший обзор пути. Для уменьшения воздействия прямых солнечных лучей и бликов лобовые окна имеют отрицательный угол установки и оборудуются шторами, регулируемыми по высоте. Раздвижные боковые окна имеют поворотные предохранительные щитки. Для остекления всех окон и предохранительных щитков применены безосколочные стекла. Для вентиляции кабины предусмотрены лючок 6 вверху лобовой
Рис. 5. Расположение оборудования в кабине машиниста тепловоза 2ТЭ116:
1 — пол; 2 — микрофон; 3 — скоростемер; 4 — графикодержатель;
5 — локомотивный светофор; 6 — вентиляционный лючок; 7 — кондиционер; 8 — панель сигнальных ламп; 9 — боковое окно; 10 — подлокотник; 11 — клапан тифона и свистка; 12 — кнопка маневровой работы; 13 — привод ручного тормоза; 14 — откидное сиденье; 15 — дверь; 16 — термосы; 17 — панель приводов; 18 — пульт радиостанции; 19 — прижим для путевых документов; 20 — штурвал контроллера; 21 — бункер песочниц; 22 — пульт управления; 23 — буферный фонарь; 24 — лампа освещения скоростемера; 25 — кран машиниста; 26 — кран вспомогательного тормоза; 27 — сиденье машиниста; 28 — штурвал привода ручного тормоза; 29 — огнетушитель; 30 — шумоизоляционный пакет
23
части, а также два лючка в задней части крыши. Кроме того, в средней части кабины под пультом управления установлен отопительно-вентиляционный агрегат, который забирает воздух через отверстие в лобовой стенке кабины. От того же агрегата теплый воздух поступает на обдув лобовых окон. Для кондиционирования воздуха в кабине машиниста на крыше кабины установлены кондиционеры 7.
Пол 7 кабины под пультом стационарный, а в свободной ее части выполнен в виде съемных щитов. На задней стенке установлен штурвал 28 привода ручного тормоза 13. Центральная входная дверь 75 в задней стенке кабины имеет окно с двойным остеклением.
Крыша кабины, боковые стенки, задняя стенка (включая дверь) и полы имеют хорошую шумоизоляцию. Шумоизоляционным материалом являются стеклоплиты в виде отдельных пакетов 30 различных размеров и штапельное волокно из капроновых отходов в виде отдельных матов. Маты и пакеты уложены в каркас кабины. Места прохода труб и кабелей через заднюю стенку кабины уплотнены штапельным волокном и закрыты металлическими заделками. Кроме того, на внутреннюю поверхность наружной обшивки кабины нанесен слой противошумной мастики. На опорных поверхностях каркаса под установку внутренней обшивки уложены полосы термошумоизоляционного картона.
Внутренняя обшивка кабины машиниста выполнена из алюминиевых перфорированных листов. На перфорированные листы со стороны каркаса наклеена стеклоткань.
Кабину машиниста тепловоза устанавливают на раму без амортизаторов и приваривают сплошным швом к обносному швеллеру рамы тепловоза.
Кузов над высоковольтной камерой отделяет кабину машиниста от дизельного помещения. Задняя стенка кузова представляет собой каркас из гнутых профилей, обшитый с обеих сторон металлическими листами. Между обшивкой по всей площади стенки уложены пакеты шумоизоляционного материала. Передний торец кузова над высоковольтной камерой (ВВК) приварен к кабине машиниста, задний — к кузову над дизелем. В левой стенке есть дверь для входа в тепловоз, а в задней стенке — две двери для сообщения с дизельным помещением. Двери имеют шумоизоляцию (аналогично задней стенке), в верхней части дверей расположены окна с двойным остеклением.
В кузове над ВВК размещены высоковольтная камера и комплексное устройство автоматики. Кузов над ВВК приваривается к обнос-
24
ному швеллеру рамы тепловоза. Кабину машиниста с кузовом над высоковольтной камерой, предварительно собранные (сваренные) в блок, устанавливают на раму тепловоза.
Основой кузова над дизелем является каркас из гнутых профилей, который изнутри и снаружи обшит металлическими листами. Внутренняя обшивка прикреплена к каркасу винтами. Поверхность листов наружной обшивки, прилегающая к каркасу, покрыта противошумной мастикой.
На левой стенке кузова имеются три, а на правой четыре оконных проема. На каждой стенке есть также проемы, закрытые жалюзи с жесткими створками, предназначенные для забора воздуха на охлаждение тяговых электродвигателей передней и задней тележек, выпрямительной установки, тягового генератора. Кроме того, имеются проемы для забора воздуха дизелем и вентиляции кузова, на которые установлены жалюзи с поворотными створками.
Холодильная камера состоит из двух частей: шахты холодильника (охлаждающего устройства) с блоками радиаторных секций и мотор-вентиляторами охлаждения и части кузова от дизеля до шахты холодильника. В этой части кузова, которая является продолжением дизельного помещения, кроме оборудования охлаждающего устройства, установлены мотор-компрессор, мотор-вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки, санузел, задние песочные бункера, элементы автоматики водяной и масляной систем.
Боковые наружные стенки холодильной камеры (рис. 6) не имеют обшивки. Их каркас предназначен для установки коллекторов и секций холодильника. В средней части холодильной камеры имеется арка с наклонными боковыми стенками, обшитыми металлическими листами, в которых предусмотрены люки для осмотра мотор-вентилято-ров, радиаторных секций и коллекторов. Арка служит для прохода из одной секции тепловоза в другую. Стенки арки являются направляющими для потока воздуха. Мотор-вентиляторы при ремонте вынимают через отверстия в крыше после снятия верхних жалюзи. В поддоне шахты имеются люки для рециркуляции воздуха, закрываемые крышками 1 и И.
Для выемки оборудования из кузова тепловоза крыша над всеми составными частями кузова, кроме кабины, выполнена в виде отдельных съемных секций 4, 5, 7, 10, 12 и 15 (см.рис. 4). Секции крепят к кузову болтами. Между стыками секций ставят уплотнения, препятствующие попаданию атмосферных осадков внутрь кузова. На компенсирующие угольники, приваренные по профилю крыши, наде-
25
Рис. 6. Холодильная камера тепловоза 2ТЭ116:
1,11 — крышки; 2,5 — коллекторы; 3,7 — боковые и верхние жалюзи; 4,10—радиаторные секции; 6 — опора мотор—вентилятора; 8—мотор-вентилятор; 9 — труба; 12 — рамка; 13 — уплотнение; 14,17 — накладки; 75 — пластина; 16,18,19 — прокладки; 20— кронштейн; 21 — амортизатор; 22 — скоба
вают резиновый уплотнитель. Сверху на уплотнитель устанавливают металлический пояс, состоящий из двух одинаковых половин, зацепы которых соединяют их с нижними краями обшивки крыши, усиленными компенсирующими угольниками. Вверху половины каждого пояса стягивают двумя болтами.
Секции крыши над выпрямительной установкой, над дизелем и над компрессором выполнены в виде коробов, основой которых является каркас из гнутых профилей, обшитый снаружи и снизу листами. По бокам крыши по всей ее длине закреплено уплотнение, которое при установке крыши не допускает образования щели между верхним торцом стенки кузова и крышей. С обеих сторон секций крыши имеются кассетные рамки, в которые вмонтированы кассеты для фильтрации воздуха, поступающего через воздухозаборники на охлаждение электрических машин и выпрямительной установки. Вынимают кассеты фильтров для их осмотра и промывки через люки, расположенные в нижней части крыши.
26
В крыше с глушителем изнутри на специальных кронштейнах закреплен болтами глушитель шума выхлопа дизеля, кроме того, там же смонтирован расширительный водяной бак.
Крыша над холодильной камерой состоит из крыши над охлаждающим устройством и крыши над компрессором. В крыше над охлаждающим устройством установлены верхние жалюзи мотор-вентилято-ров, имеющие отдельные пневматические приводы.
В крыше ЭДТ смонтированы тормозные резисторы электродинамического тормоза, вентиляторы и жалюзи забора воздуха для охлаждения резисторов. Устанавливают и вынимают тормозные резисторы и вентиляторы через четыре люка в крыше, закрываемые крышками.
В несущем кузове рама, боковые стенки, верхние пояса, кабины образуют единую несущую систему, все элементы которой воспринимают внешние нагрузки. Рама — главный, но не единственный элемент системы и поэтому она существенно облегчается.
Применяются следующие конструкции несущих кузовов:
с боковыми стенками в виде раскосой фермы (ТЭП60, ТГ102);
безраскосные с тонкостенными балками — листами (ТЭШО, ТЭ109).
Безраскосные кузова (рис. 7) проще и технологичнее в изготовлении и в массовом производстве предпочтительнее.
Рамы тепловозов ТЭП60 и ТЭ109 представляют собой тонкостенные сварные конструкции из гнутых и штампованных элементов.
Рис. 7. Несущий кузов тепловоза ТЭ109 с безраскосными фермами: а — общий вид; б — концевая часть
27
Продольные балки рам расположены по бокам кузова и соединены между собой тонкостенными поперечными креплениями, а также вваренными топливными баками, которые включаются в несущую систему конструкции.
По бокам топливного бака приварены ниши для аккумуляторных батарей. Наряду с боковыми продольными балками продольные усилия у тепловозов ТЭП10 и ТЭ109 воспринимаются центральной балкой. Усилия от центральной балки передаются на боковые балки при помощи поперечных креплений. Усилия от автосцепок передаются на боковые балки через раскосы концевых частей. Между основными силовыми балками имеются дополнительные балки для крепления вспомогательного оборудования.
В безраскосных кузовах применяется обшивка боковых стен стальными листами толщиной 2-2,5 мм с ребрами жесткости, расположенными через определенные интервалы. Эти боковые стенки — основные несущие элементы.
Крыша над машинным отделением состоит из съемных секций, которые воспринимают только нагрузки от веса и сил инерции укреп-
ленных на них агрегатов.
Боковые стенки кузова тепловоза ТЭП60 (рис. 8) выполнены
о ----------- о □
Рис. 8. Несущий кузов тепловоза ТЭП60 с раскосными фермами:
1 — съемный каркас для вентилятора холодильника наддувочного воздуха; 2 — верхий обносной пояс; 3 — планки для крепления обшивы; 4 — наклонная стойка; 5 — вертикальная стойка; 6 — топливный бак;
7 — нижняя обносная балка; 8 — стяжной ящик; 9 — шкворневая балка;
10 — продольная труба
28
из вертикальных 5 и наклонных 4 стоек, которые придают ему достаточную жесткость и прочность. Нижние концы элементов стенок приварены к боковой обносной балке рамы кузова 7, а верхние — к швеллерной балке №16, которая идет по всему контуру каркаса и является опорной балкой 2 для приварки элементов каркаса крыши кузова. В зоне камеры охлаждающего устройства имеется дополнительный каркас 1, состоящий из поперечных и продольных швеллеров, наклонных стоек для установки гидромоторов, щитов для доступа к воздуховодяным секциям.
Каркас крыши (рис. 9) состоит из поперечных дуг, соединенных продольными элементами. Каркасы над обеими кабинами и над охлаждающим устройством приварены к верхнему швеллеру. В зоне охлаждающего устройства к каркасу прикреплены два диффузора для вентиляторов холодильника. Между ними вварен наполнительный бак водяной системы охлаждающего устройства.
Над дизельным помещением каркас, дуги которого приварены к верхнему швеллеру, находится лишь по бокам крыши. По концам каркаса кузова расположены каркасы кабин машиниста, они приварены к раме и к основному каркасу кузова и имеют общую крышу. Посредине крыша закрывается съемными люками (рис. 10). Всего имеется пять крупных люков, каждый из которых может сниматься. Большое количество более мелких люков потребовал опыт эксплуатации первых тепловозов. Через люк 5 заливается масло в фильтр-бак гидростатического привода, через люк 7 вынимаются кассеты масло-пленочного воздушного фильтра дизеля. В люках крыши имеются окна, часть из которых открывается. Через окно люка 1 имеется возможность выхода на крышу, что отмечено надписью, и предусмотрен поручень.
Помимо силовых элементов, все каркасы имеют второстепенные звенья, образующие оконные проемы, опорные планки, к которым крепится обшивка, полы кузова и др.
Каркасы кузова, крыши и люков выполнены из гнутых профилей с толщиной стенок от 2 до 6 мм. Материал их — сталь 20 с гарантией на свариваемость.
Боковые стенки между передней кабиной машиниста и холодильником дизеля обшиты алюминиевыми листами толщиной 3 мм, приклепываемыми заклепками диаметром 6 мм к элементам боковых стенок. Радиусная часть крыши обшита стальными листами толщиной 2 мм, остальные поверхности — 1,5 мм.
Все двери наружные и внутренние, а также большая часть деталей
29
А-А
Рис. 9. Каркасы крыши кузова:
1 — каркас крыши передней кабины; 2 — каркас боков крыши; 3 — каркас крыши над холодильником; 4 — наполнительный бак; 5 — диффузор холодильника; 6 — каркас крыши задней кабины; 7 — ниша для прожектора
Рис. 10. Люки крыши кузова тепловоза ТЭП60:
1 — люк над высоковольтной камерой; 2 — люк над генератором; 3 — люк над дизелем; 4 — люк над воздуходувкой дизеля; 5 — люк над масляным баком дизеля; 6 — люк над резервуаром противопожарной установки; 7 — люк над воздушным фильтром дизеля
боковых окон и люков, через которые забирают воздух для охлаждения электрических машин, отштампованы из стальных листов толщиной 2 мм.
Боковые стенки кузова, крышу, люки в зоне дизельного помещения изолируют пенопластом ПСБ-С и обшивают стальными листами толщиной 0,8 мм. Толщина изоляции ПСБ-С на боковых стенках равна 50 мм, на воздушную прослойку остается 10 мм.
Боковые стенки кузова грузового восьмиосного электровоза (рис. 11) состоят из каркаса, приваренного к раме 18, и обшивки. Каркас сварен из прокатных и гнутых профилей, обшитых стальным листом толщиной 2 мм. Для повышения жесткости стенок листовая обшивка имеет продольные гофры 3 и 17.
Крыша 5 кузова выполнена из стальных листов; на ней расположены восемь люков песочниц 15 и для удобства монтажа и демонтажа оборудования — люки, закрываемые крышками 7, 9,10 и 11 с уплотнениями, исключающими попадание влаги в кузов. Для забора воздуха на крыше предусмотрены лабиринтные жалюзи 22. На крышу поднимаются по лестнице, расположенной в высоковольтной камере, через люк в одной из крышек. В задней торцевой стенке кузова находится дверь для прохода по переходному мостику, закрытому брезентовым суфле 12, во вторую секцию. В боковой стенке имеются задвижные 6 и глухие 8 окна, а в кабине машиниста — два лобовых 20 и четыре боковых окна, из которых два задвижных 2 и два глухих 1. В лобовых стеклах 20 применено трехслойное стекло. С левой сто-
31
Рис. 11. Кузов секции грузовых восьмиосных электровозов с несочлененными тележками:
1 — глухое окно; 2 — задвижное окно; 3 — продольные гофры; 4 — дверь; 5 — крыша кузова; 6 — задвижное окно; 7,9,10,11 — крышки;
1 — глухое окно; 12 — брезентовое суфле; 13 — каркасы под оборудование; 14 — воздухопровод; 15 — люки песочниц; 16 — каркасы под оборудование; 17 — продольные гофры; 18 — рама; 19 — сигнальные фонари; 20 — лобовые стекла; 21 — прожектор; 22 — лабиринтные жалюзи
роны кузова расположены двери 4, на лобовой стенке кабины установлены прожектор 21 и два сигнальных фонаря 19. Каркасы под оборудование приварены к раме 18 и представляют отдельные блоки 13 и 16. На раме расположен воздухопровод 14.
В каждой секции имеется кабина машиниста, в ней стены, пол и потолок теплоизолируют полистирольным пенопластом толщиной от 50 до 100 мм. Облицовку потолка и стен выполняют декоративным бумажно-слоистым пластиком. Пол оклеен поливинилхлоридным линолеумом. Стенки всех элементов облицовки закрыты декоративными накладками.
Кузов вагона электропоезда ЭР200 представляет собой замкнутую оболочку (рис. 12) с вырезами для оконных и дверных проемов.
32
Рис. 12. Сечение кузова вагона электропоезда ЭР200
Он состоит из продольных (боковые балки рамы, верхние обвязочные профили боковых стен, гофры боковых стен и крыши) и поперечных (стойки боковых стен, дуги крыши и поперечные балки рамы) элементов жесткости, которые связаны между собой тонколистовой обшивкой. Такая конструкция кузова позволяет включить в работу все его элементы.
Конструкция кузова вагона включает в себя следующие крупногабаритные узлы: раму, пол, крышу, боковые и торцевые стены. Сварная рама (без хребтовой балки) собрана из двух консольных частей, двух продольных элементов (прессованные профили прямоугольного сечения) и набора поперечных балок.
3-395
33
Консоли кузовов моторных вагонов и задняя консоль кузовов головных вагонов одинаковы и только передняя консоль кузова головного вагона выполнены несколько иначе. Последнее вызвано установкой по продольной оси передней консоли центральной балки, в которой вмонтирована автосцепка СА-3 с резинометаллическим поглощающим аппаратом. Центральная балка соединена с одной стороны с буферной балкой, а с другой — через раскосы со шкворневой балкой.
Остальные консоли кузова не имеют центральных балок, и передача продольной нагрузки от буферной балки на шкворневую и далее на продольные элементы рамы происходит непосредственно через раскосы. Буферные и шкворневые балки, а также центральная балка головного вагона сварены из листов толщиной 10 — 14 мм, раскосы выполнены из прессованного профиля коробчатого сечения высотой 170, шириной 195 и толщиной стенки 12 мм. Поперечные балки рамы изготовлены из прессованного швеллерообразного профиля с высотой стенки 120 мм и шириной полки 60 мм.
Сваренная рама кузова сверху покрыта несущим полом, собираемым из гофрированных листов толщиной 2 мм. В полу предусмотрены три широких желоба, куда при сборке вагона укладывают провода электропроводки. Соединение стыков листов осуществляют только на поперечных балках рам. Листы пола к балкам рамы приваривают электрозаклепками. Расположение гофров в листах пола по всей длине рамы обеспечивает полное включение пола в работу кузова, причем пол воспринимает и значительные продольные усилия.
Крыша выполнена из гофрированного листа, подкрепленного изнутри потолочными дугами, и собирается из отдельных, заранее изготовленных секций длиной около 3,5 м. Каждая секция включает в себя среднюю часть крыши (на участке большого радиуса) и два ската. Средняя часть собирается из двух листов толщиной 2 мм и имеет 14 гофров с шагом 170 мм. Скаты крыши для придания большей жесткости выполнены небольшим радиусом и обшиты гладким листом толщиной 3 мм. Дуги изготовлены из прессованного Z-об-разного профиля и приварены к листам секций точечной контактной сваркой.
Боковая стена кузова выполнена из гофрированных листов толщиной 3 мм, армированных горизонтальными и вертикальными элементами жесткости. Все элементы жесткости изготовлены из прессованных профилей Z-образного сечения, за исключением верхнего продольного обвязочного профиля, имеющего Т-образную форму.
34
При сборке боковых стен первоначально собирают стойки оконных и дверных проемов. Профили и стойки соединяют с гофрированными листами обшивки контактной точечной сваркой.
Торцевая стена имеет каркас, сваренный из прессованных профилей швеллерообразного сечения, который обшит гофрированным листом толщиной 3 мм. Каркас лобовой стены головного вагона выполнен из прессованных профилей различных сечений. В передней части стены расположены две сварные вертикальные балки.
Для передачи усилия от вертикальных стоек на стойки боковых стен, раму и крышу под окнами лобовой стены смонтирована основная горизонтальная балка. В каркас входит также ряд вертикальных и горизонтальных профилей, придающих лобовой стене головного вагона необходимую форму. Снаружи каркас обшит листом толщиной 2 мм.
Внутренние конструкции вагона включают в себя пол, потолок, боковые торцовые и поперечные стены, а также шкафы и перегородки. Д ля снижения шума и вибрации кузов с внутренней стороны покрыт слоем противошумной мастики, на металлический пол дополнительно нанесен слой асбестовой изоляции толщиной 4-5 мм, элементы внутренних конструкций соединены с кузовом через резиновые прокладки толщиной 3 мм, а обрешетка пола — посредством резиновых втулок высотой 15 мм. Тепло- и звукоизоляция выполнена из пенопласта и пенополиуретана. Полки металлических оконных стоек и потолочных дуг оклеены пакетами из теплоизоляционного материала. На пол, боковые стены и потолок (поверх изоляции) в качестве гидроизоляционного слоя наклеена полиамидная пленка.
Пол покрыт щитами из столярных плит толщиной 19 мм и линолеумом, а стены и потолок облицованы декоративным бумажно-слоистым пластиком светлых тонов.
В пассажирском салоне поверх линолеума дополнительно настелен синтетический ковер. Общая толщина пола в салоне 130, а боковых стен — 95 мм.
Торцевые стены представляют собой шкафы для размещения электрооборудования. Стены и двери шкафов выполнены из алюминиевых сплавов и облицованы со стороны тамбура декоративным пластиком. В шкафах изнутри для утепления и противопожарной безопасности нанесен слой асбестовой изоляции толщиной 3-4 мм. Перегородки служебных помещений изготовлены из столярных плит, облицованных декоративным пластиком.
Внутреннее оборудование вагона включает в себя двери, окна, кресла, санузлы. Две входные двери расположены по концам вагона
3*
35
с обеих его сторон. Они выполнены поворотными, одностворчатыми с уплотнением по контуру. В конце головного вагона и по концам моторных вагонов расположены торцовые двери, предназначенные для перехода обслуживающего персонала и пассажиров из вагона в вагон. Эти двери отличаются друг от друга наличием верхней части либо стекла, либо зеркала.
Передняя часть кабины машиниста выполнена остекленной. Окна кабины изготовлены из безосколочных стекол, не поддающихся абразивному воздействию и не влияющих на нормальное восприятие цветовых сигналов. Окна обеспечивают хорошую видимость в условиях эксплуатации электропоезда при температурах от +60 до -40° С.
В целях равномерного обогрева лобовых окон зимой, предотвращения запотевания и образования на них инея предусмотрен пленочный электрообогрев стекол. Герметично запрессованное в металлические рамки стекло (триплекс) состоит из двух закаленных пластин, склеенных прозрачной эластичной прокладкой, обеспечивающей безосколочность панели при механических повреждениях и являющейся одновременно изолирующей прокладкой между двумя нагревательными элементами панели.
Окно пассажирского салона представляет собой пакет, состоящий из наружной и внутренней алюминиевых рамок с безосколочными стеклами, армированный резиновым профилем. Между рамками смонтирован пластмассовый профиль, во внутреннюю полость которого заложено влагопоглощающее вещество. Для обеспечения герметичности окна пространство между каждой рамкой и пластмассовым профилем промазано специальным герметиком. Текстолитовая прокладка и пластмассовый профиль служат для предохранения окна и стены вагона от промерзания. Окно устанавливают снаружи вагона в оконный проем кузова, армированный резиновым профилем. Окна салона подразделяются на глухие неоткрывающиеся и с открывающейся форточкой; последних по два с каждой стороны вагона.
В качестве примера несущей главной рамы рассмотрим конструкцию рамы тепловозов 2ТЭ10М и ТЭМ2 мало чем отличающихся друг от друга (рис. 13). Основными силовыми элементами являются две продольные хребтовые балки 4 из двутаврового проката № 45а, верхняя и нижняя полки которых усилены приваренными накладными полосками 7 из стального листа толщиной 22 мм. Продольные балки по концам связаны литыми стяжными ящиками 6, которые крепятся к нижним поясам балок. С наружной стороны по периметру раму окаймляет обносной пояс 5, выполненный из швеллера № 16 и явля-
36
Рис. 13. Главная рама тепловоза 2ТЭ1 ОМ:
1 — опора; 2 — шкворень; 3 — сферические опоры; 4 — хребтовая балка; 5 — обносной пояс; 6 — стяжной ящик; 7 — продольные накладные полосы; 8 — отсеки (ящики ); 9 — горизонтальные листы; 10 — поперечные перегородки; 11 — трубы (кондуиды ); 12 — поперечные кронштейны
37
ющийся основанием для кузова. Обносной пояс соединен с продольными балками при помощи кронштейнов 12, изготовленных из листа толщиной 6 мм и имеющих по контуру сечение в виде уголка и облегчающие вырезы в средней части. В местах приварки опор кузова и шкворней, для придания раме необходимой жесткости продольные балки скреплены поперечными перегородками 10 толщиной 10-12 мм. Хребтовые балки сверху и снизу связаны между собой горизонтальными листами настила 9 толщиной от 4 до 14 мм, имеющими вырезы для монтажа оборудования на раме. К хребтовым балкам и усиливающим листам снизу с каждой стороны приварены по два кронштейна для крепления топливного бака. На продольной оси рамы снизу в двух местах приварены шкворни 2, соединяющие раму с тележками. Шкворни, представляющие собой отливки из стали 25ЛП диаметром 280 мм, приварены к раме через усиливающие шкворневые листы толщиной 20 мм. Для предохранения шкворней от износа на них насаживаются и привариваются сменные втулки.
Вокруг каждого шкворня на раме установлены по четыре сферические опоры 3, которыми главная рама опирается на раму тележки. В местах передней и задней опор главной рамы приварены четыре литые опоры 1 под домкраты для подъемки надтележечного строения тепловоза. В передней и задней части рама закрыта лобовыми листами. К переднему лобовому листу крепится путеочиститель.
Внутри рамы между хребтовыми и обносными балками на нижний настил рамы установлены трубы (кондуиты) 11, в которых протянуты кабели электрических цепей тяговых электродвигателей. Там же проходят каналы, по которым поступает воздух для охлаждения тяговых электродвигателей. Между хребтовыми и обносными балками с обеих сторон в средней части рамы вварены ящики 8, в которых размещается аккумуляторная батарея.
Рама кузова электровоза ВЛ11 является основным его элементом, несущим все виды нагрузок. Она выполнена сварной и представляет собой конструкцию прямоугольной формы (рис. 14), продольные балки 3 рамы изготовлены из швеллеров № 16в и 32в2, связанных между собой листом 2 толщиной 8мм. Продольные балки скреплены между собой буферными брусьями 1, двумя шкворневыми балками 5 коробчатого сечения и двумя балками 4 двутаврового сечения.
К продольным балкам приварены подкладки для подъема кузова домкратами. В боковинах рам предусмотрены специальные отверстия под установку кронштейнов для подъема кузова краном с помощью
38
Рис. 14. Рама кузова электровоза ВЛ 11:
] — буферные брусья; 2 — лист; 3 — продольные балки; 4 — балки двутаврового сечения; 5 — шкворневые балки
тросов. Кронштейн к раме кузова крепят болтами. К шкворневым балкам приварены обечайки с впрессованными в них шкворнями центральных опор. В буферный брус вварена коробка для автосцепки, сила тяги передается через раму кузова.
Рис. 15. Рама кузова электровоза ВЛ60к:
1 — буферный брус; 2 — балка под маятниковую опору; 3 — балка под трансформатор; 4 — опора трансформатора
39
2.3. Устройство опор рам и кузовов
Кузова ТПС опираются на тележки через опоры, которые служат для передачи массы кузова с оборудованием на тележки и возвращения их в первоначальное положение при выходе ТПС из кривых участков пути.
Опоры рам кузова тепловозов. Опорно-возвращающие устройства имеют различные конструктивные схемы:
— роликовые с постоянными: возвращающим моментом и моментом трения,
— комбинированные резино-роликовые опоры с упругим шкворневым устройством,
— маятниковые, с пружинными возйращающими аппаратами,
— пружинные, работающие на вертикальную и горизонтальную нагрузки,
— опоры на маятниковых подвесках.
Роликовые опорно-возвращающие устройства с постоянными возвращающим моментом и моментом трения установлены на тепловозах ТЭЗ, М62, 2ТЭ10Л, ТЭП10 (рис. 16). Опора имеет стальной
Рис. 16 Роликовые опоры кузова:
1 — крышка; 2 — кольцо; 3 — верхняя плита; 4 — обойма; 5 — ролик;
6 — нижняя плита; 7 — шаровая опора; 8 — щуп; 9 — корпус
40
литой корпус 9, в котором размещен подвижный роликовый механизм, включающий нижнюю 6 и верхнюю 3 плиты, два ролика 5 объединенные обоймами 4, сферическое гнездо 7, воспринимающее нагрузку от шаровой опоры кузова. Нижняя опорная плита крепится к корпусу 9 с помощью болтов и нажимного кольца. Внутренняя полость роликового опорно-возвращающего устройства заполняется осевой смазкой. Корпус закрыт крышкой, а вся опора брезентовым чехлом. Рабочие поверхности опорных плит наклонены в обе стороны от среднего положения на угол 2°.
При неподвижном тепловозе каждый ролик находится в углублениях, образованных наклонными поверхностями опорных плит. При движении тепловоза на прямой, из-за виляния колесных пар и перемещения тележек, ролики то входят в углубления, то выходят из них, но очень незначительно. При вписывании в кривую под действием боковой силы от рельса тележка, поворачиваясь вокруг центрального шкворня, отклонится от среднего положения. Отклонятся от своего среднего положения и нижние плиты опор, отчего ролики перекатятся на наклонные части поверхностей плит и в опорах возникают горизонтальные силы, стремящиеся вернуть тележку в первоначальное положение, при котором ее продольная ось будет совпадать с продольной осью рамы кузова. Следовательно, роликовый механизм, включенный в конструкцию опоры, является и возвращающим устройством, которое возвращает тележку в первоначальное положение при выходе из кривых участков пути.
На тепловозах ТЭМ1 и ТЭМ2 установлены скользящие опоры кузова (рис. 17), стальные корпуса которых укреплены на боковинах рам тележки. В корпусе имеется стальная опорная плита, зафиксированная штифтом, и стальное сферическое гнездо. Опорная поверхность сферического гнезда залита сплавом ЦАМ9-1,5, закрепленным с помощью спиральных канавок. Опорная поверхность плиты, также имеет проточенные канавки, а трущаяся поверхность цементирована и закалена. Внутренняя поверхность корпуса заполнена осевой смазкой и закрыта крышкой, а вся опора защищена брезентовым чехлом.
Комбинированные резино-роликовые опоры с упругим шкворневым устройством установлены на тепловозах 2ТЭ10М (В), 2ТЭ116 (рис. 18).
Для распределения нагрузок от колесных пар на рельсы передние опоры расположены вокруг шкворня на радиусе 1632 мм, задние на радиусе 1232 мм. Рама кузова опирается на раму тележки через четыре комбинированные опоры. Каждая опора состоит из двух ступеней: нижняя — роликовая опора качения б — жесткая, верхняя
41
510
Рис. 17. Скользящая опора кузова:
1 — крышка; 2 — гнездо армированное; 3 — прокладка; 4 — корпус;
5 — плита опорная; 6 — пробка; 7 — штифт
Рис. 18. Резино-роликовая опора кузова:
1 — опорная плита; 2 — резинометалический элемент; 3 — стакан;
4 — регулировочная пластина; 5 — чехол; 6 — роликовоя опора
42
упругая, состоящая из семи резинометаллических элементов 2. Роликовый механизм комбинированной опоры такой же, как у тепловоза 2ТЭ10Л. упругая ступень расположена между опорным кольцом роликового устройства на тележке и опорным кольцом кузова. Упругая опора ограничена коническим стаканом 3 с обеспечением зазора, превышающего наибольший относ кузова, который происходит при прохождении тепловозом кривых радиусом 125 м. Резинометаллический элемент представляет собой резиновую шайбу толщиной 30 мм, привулканизированную к стальным пластинам толщиной 2 мм. Комплекты тележки не должны отличаться друг от друга по высоте более чем на 1 мм. Это достигается установкой регулировочных прокладок под опорную часть рамы кузова. Таким образом, при комбинированной опоре роликовая часть обеспечивает поворот тележки и возвращающий момент, а поперечное перемещение кузова (относ) обеспечивается за счет поперечного сдвига каждого комплекта резинометаллических элементов. Упругое опирание главной рамы тепловоза позволяет получить дополнительный прогиб до 20 мм в рессорном подвешивании тепловоза и тем самым улучшить динамико-прочностные показатели ходовых частей экипажа тепловоза.
Передача силы тяги с тележки на кузов осуществляется шкворневым устройством с поперечной свободно-упругой подвижностью ±40 мм для улучшения условий вписывания и показателей горизонтальной динамики при движении тепловоза, а также уменьшения рамных давлений на рельс и обратного воздействия веса тележки на кузов. Шкворень является осью поворота тележки в горизонтальной плоскости (рис. 19).
Литой шкворень 7 приварен к раме кузова 2. Нижняя часть шкворня с приваренной стальной втулкой 8 входит по легкоходовой посадке во втулку 6 ползуна 5, перемещающегося в поперечном направлении на 40 мм в каждую сторону. К пяти поверхностям ползуна (нижнему основанию, поверхностям, перпендикулярным и параллельным оси тележки) приварены планки 4,11,15 изготовленные из стали 60Г и термообработанные. Такие же планки приварены к днищу и внутренним поверхностям гнезда шкворневой балки тележки перпендикулярно продольной оси. Зазор между планками ползуна и гнезда должен быть в пределах 0,14-1,42 мм. При поперечном перемещении шкворня ползун упирается в упор 3, передвигающийся во втулке 16. Упор своим буртом сжимает пружину 1, помещенную в боковой цилиндрический стакан 17, закрепленный снаружи гнезда шкворневой балки 12. На противоположенной стороне гнезда шкворневой
43
Рис. 19. Шкворневой узел:
1 — пружины; 2 — главная рама; 3 — упор; 4,11,13,14,15 — планка; 5 — ползун; 6,8,16 — втулка; 7 — шкворень; 9 — подвижная крышка; 10 — неподвижная крышка; 12 — шкворневая балка рамы тележки; 17 — цилиндрический стакан
балки установлено аналогичное устройство. Каждый стакан упорно-возвращающего устройства закреплен четырьмя болтами М24, которые попарно законтрены проволокой. Пружины 1 установлены без создания предварительного усилия на упор (с зазором 0,5 мм). Гнездо шкворня заполнено осевым маслом и закрыто сверху неподвижной крышкой 10, которая имеет четыре кронштейна, где перемещается подвижная крышка. Для пополнения масла в процессе эксплуатации к гнезду подведена трубка с масленкой. Уровень масла контролируют по уровню в масленке.
Опоры кузова тепловоза ТЭП60. Кузов тепловоза опирается на тележки через четыре главные опоры с возвращающими аппаратами и восемь дополнительных боковых опор (рис. 20). При движении тепловоза в кривой главная рама под действием центробежных сил отклоняется наружу кривой. При этом стальной опорный конус (корпус) воздействует на резиновый конус 6 и передает усилие на стойку 4 опоры, и наклоняет ее на некоторый угол. Штоки возвращающих аппаратов 3 связаны своими головками с кузовом и будут перемещаться в направлении перемещения кузова. Пружины обоих возвращающих аппаратов будут сжиматься. При перемещении
44
Ст
Рис. 20. Схема опорно-возвращающей системы тепловоза ТЭП60: 1 — боковая опора; 2 — рама кузова; 3 — возвращающие аппараты; 4 — главная опора кузова; 5—шкворневая балка тележки; 6 — резиновый конус главной рамы тепловоза относительно тележки его боковые опоры проскальзывают по верхним стаканам опор тележки и преодолевают силу трения между опорными поверхностями.
Главные опоры кузова. Главная опора кузова (рис. 21) состоит из вертикальной стойки 5, отлитой из стали 25ЛП, концы которой оснащены коническими амортизаторами, из резины и выполняют роль шарниров. Четыре амортизатора на одну тележку подбирают, согласно техническим условиям так, чтобы прогибы их не отличались друг от друга более чем на 2 мм. Амортизаторы исключают износ пятника и не требуют смазки. Верхняя часть опоры размещается в нише главной рамы тепловоза, нижняя в нише шкворневой балки тележки. Между дном ниши шкворневой балки и стальным конусом устанавливается регулировочное кольцо 10, номинальная толщина которого 10 мм. В случае регулирования распределения нагрузок по колесным парам при взвешивании тепловоза или необходимых зазоров между главной рамой и тележкой, толщина регулировочных колец может быть увеличена. Наибольшая толщина регулировочных колец допускается до 30 мм. Верхний и нижний конусы фиксируются шпильками 1. Так как кроме вертикальной статической нагрузки, опоры передают тяговые усилия раме кузова, то в главной опоре рамы кузова и в кронштейне рамы кузова установлены специальные стальные камни 6 и 7. Суммарный зазор а + в между камнями кронштейна главной рамы и камнями главных опор составляет 0,3-13 мм.
45
Рис. 21. Главные опоры кузова:
1 — фиксирующие шпильки; 2 — опорный конус; 3 — резьбовая заглушка; 4 — амортизатор; 5 — стойка главной опоры; 6,7 — упорные камни; 8 — заглушка; 9 — защитный чехол; 10 — регулирующая прокладка; 11 — возвращающий аппарат; 12 — хомут защитного чехла
Возвращающий аппарат главных опор состоит из корпуса 4, к которому приварено дно, служащее проушиной для соединения аппарата с главной опорой кузова. В корпусе установлена пружина 3, которая с одной стороны опирается на стакан 2 со стороны главной опоры кузова, а с другой на стакан 6 со стороны кронштейна рамы кузова — через регулировочные прокладки 5. Внутри стаканов находится стяжка 18, которая посредством резьбы М42 соединяется с проушиной со стороны кронштейна рамы кузова.
конструкция скобы
Рис. 22. Возвращающий аппарат главных опор кузова:
7 — пружина со стороны главной опоры кузова; 2 — стакан; 3 — пружина; 4 — корпус возвращающего аппарата; 5 — регулировочные прокладки; 6 — стакан; 7 — предохранительная скоба; 8 — проушина со стороны кронштейна рамы кузова; 9—втулка металлокерамическая; 10—стяжка; 11 — стопорная шайба; 12 — контрящая гайка; 13 — регулировочное кольцо; 14 — втулка стяжки; 75 — крышка корпуса; 16 — предохранительная скоба
Боковые ОПОры. Вертикальную нагрузку от веса кузова с оборудованием воспринимают также и боковые опоры (рис. 23). Они снимают лишний вес с резиновых амортизаторов главных опор и стабилизируют нормальное положение кузова, смягчают колебания при отклонениях кузова тепловоза в кривых участках пути, снижают колебания кузова относительно вертикальной оси за счет трения между плитами рамы кузова и стаканов боковых опор. Боковые опоры состоят из стального литого кронштейна 13, приваренного к боковине рамы тележки и опирающегося на него стального стакана 72, на который опирается пружина 10. Вертикальная нагрузка на пружину передается штоком 7 через стакан 8 посредством упора 9 и регулировочного винта 14. В зоне трения стакана к наружной его части приварена стальная втулка 77. Кузов опирается на боковую опору через стальную
47
Рис. 23 Боковая опора кузова:
1 — разгрузочный упор; 2 — болты, укрепляющие верхнюю плиту; 3 — опорная плита; 4 — верхний опорный стакан; 5 — кронштейн опорной скобы; 6 — защитный чехол; 7 — шток; 8 — подвижный стакан; 9 — упор; 10 — пружина; 11 — направляющая втулка; 12 — нижний опорный стакан;73 — кронштейн боковой опо
ры; 14 — регулировочный винт; 15 — предохранительный колпачек; 16 — стопор; 17 — втулка; 18 — валик; 19 — укрепляющие болты; 20 — валик; 21 — втулка; 22 — шарнирная скоба
48
плиту 3. При перемещении тележки относительно кузова скоба, соединенная с тележкой кронштейном 5 шарнирной скобы, ведет за собой верхнюю часть боковой опоры, перемещая ее относительно опорной плиты. Возникающее на их стыке трение способствует уменьшению колебаний кузова в горизонтальной плоскости. Нижняя часть перемещается в вертикальной плоскости относительно нижнего кронштейна 13. Нижний стакан 8 закрыт защитным чехлом.
Особенности опорно-возвращающей системы ТеПЛОВОЗа ТЭП70. Начиная с тепловоза № 8 опорно-возвращающие устройства (рис. 24) включают группу из восьми пружин 2 (по четыре на каждой боковине), упругое шкворневое устройство 6 и два горизонтальных гидравлических гасителя колебаний 3. Своими опорными витками пружины закреплены в гнездах рамы тележки и кузова и поэтому при поперечных колебаниях кузова верхние витки пружин смещаются относительно нижних. Под действием центробежной силы Ст перемещается кузов. Силе Ст противодействуют силы упругости пружины 2 второй ступени подвешивания В., силы сопротивления
Ст
Рис. 24. Схема работы опорно-возвращающих устройств тепловоза ТЭП70:
1 — рама тепловоза; 2 — пружина второй степени подвешивания; 3 — гасители колебаний; 4 — пружина первой ступени; 5 — рама тележки; 6 — пружинное устройство; 7 — низко опущенный шкворень
4-395
49
гасителей колебаний Fc, сила упругости пружины 6 шкворневого устройства Вп. при прекращении действия центробежной силы пружины второй ступени подвешивания 2 и пружины 6 шкворневого устройства устанавливают кузов в первоначальное положение. Следовательно, пружины являются опорами и возвращающими элементами.
Шкворневое устройство тепловоза ТЭП70 (рис. 25) состоит из корпуса 3 отлитого за одно с кронштейном для подвешивания тягового двигателя. Корпус прикреплен болтами к нижнему листу шкворневой балки тележки. Внутри корпуса находится шкворень 4, который соединен с рамой кузова болтовым креплением. На цилиндрической части шкворня с натягом 0,04-0,12 мм установлена сменная втулка. В кор-
Рис. 25. Шкворневое устройство тепловоза ТЭП70:
1 — стакан; 2 — упор; 3 — корпус; 4 — шкворень; 5 — проставка; 6 — пружина; 7 — маслозаливная горловина; 8 — пресс-масленка; 9 — рама; 10 — шаровая втулка; 11 — упорные сег-
менты
50
пусе установлены два упорных сегмента 11, служащих направляющими гнезда шкворня. Сегменты от поперечного смещения удерживаются стопорами и снизу подпираются проставкой 5, уплотненной в корпусе резиновым кольцом. Для свободного перемещения восьмигранной рамки-гнезда 9 шкворня в поперечном направлении между ним и упорными сегментами должен быть зазор 0,2-0,6 мм, регулируемый прокладками. Между шкворнем и гнездом установлена промежуточная плавающая шаровая втулка 10. Для снятия концентрации напряжений в шкворневом устройстве при наклоне кузова соприкасающиеся поверхности шаровой втулки и гнезда выполнены сферическими. Шкворневое устройство снизу закрыто крышкой уплотненной прокладкой. К боковым стенкам корпуса болтами прикреплены стаканы 1 с пружинами 6 и упорами 2. Для создания предварительного натяга пружин до 3430 Н между корпусом и стаканом, а так же между его крышкой и пружиной установлены регулировочные прокладки. Стаканы в корпусе уплотнены резиновыми кольцами. Маслозаливная горловина 7 с пробкой установлена на одной из крышек стакана.
Шаровая СВЯЗЬ электровозов. Шаровая связь (рис. 26) , предназначенная для передачи продольных сил от тележки к кузову, состоит из шарового шарнира 5 с впрессованной в него латунной втулкой 3, свободно сидящей на хвостовике шкворня 6. Шарнир расположен в корпусе 4. В брусе 1 шаровой связи на прессовой посадке крепят сегментообразные упоры, которые имеют пазы, позволяющие шкворню перемещаться в поперечном направлении и поддерживающие корпус на определенной высоте. К нижней части бруса прикреплена болтами крышка 7. В крышке имеется маслоспускное отверстие, которое закрывается пробкой. Для герметизации внутренней полости бруса ставят прокладку.
Шаровая связь работает в масляной ванне. Масло (трансмиссионное автотракторное зимой марки 3, летом — Л из расчета 28 кг в один узел) заливают во внутреннюю полость бруса шаровой связи через Г-образную трубку 8,выходящую в нижней части бруса. Уровень масла контролируют с помощью Г-образной трубки, ввернутой в брус: максимальный уровень его должен быть не ниже риски на стержне.
Продольные усилия от тележки на кузов передаются от упора на корпус, шар, втулку 3, шкворень 6. Шкворень благодаря проскальзыванию в гнезде шарового шарнира не воспринимает вертикальных нагрузок.
Суммарный зазор m + п регулируют прокладками 2.
4*
51
Рис. 26. Шаровая связь электровозов:
1 — брус; 2 — прокладка; 3 — латунная втулка; 4 — корпус; 5 — шаровый шарнир; 6 — хвостовик шкворня; 7 — крышка; 8 — г-образная трубка
52
2.4. Автосцепное устройство.
Назначение и классификация
Автосцепное устройство предназначено для автоматического сцепления локомотива с другими единицами подвижного состава или вагонов электропоезда, дизель-поезда, передачи и смягчения действия продольных (растягивающих и сжимающих) усилий развивающихся во время движения в поезде.
Автосцепки разделяются на две группы; механические и унифицированные. Механические автосцепки обеспечивают автоматическое сцепление единиц подвижного состава. Унифицированные автосцепки помимо сцепления производят соединение межвагонных коммуникаций (воздухопроводы, электро- и радиоцепи, паропроводы отопления). Механические автосцепки устанавливаются на грузовом и пассажирском подвижном составе общего назначения и межвагонные коммуникации соединяются вручную. Унифицированные автосцепки применяют на вагонах метрополитенов и некоторых типов зарубежного моторвагонного подвижного состава.
Автосцепное устройство тягового подвижного состава Российских железных дорог общего назначения бывает двух типов: вагонного и паровозного. Автосцепное устройство вагонного типа устанавливается на электровозах, тепловозах, грузовых и пассажирских вагонах, вагонах электро- и дизель-поездов и тендерах паровозов. Автосцепные устройства паровозного типа устанавливаются на паровозах, мотовозах, автодрезинах и некоторых специальных вагонах.
Узлы и детали автосцепного устройства (рис. 27): автосцепка 13, поглощающий аппарат 5, тяговый хомут 6, передний 9 и задний 1 упоры, ударная розетка переднего упора, центрирующий прибор, рас-цепной привод, поддерживающая планка 4.
Автосцепка предназначена для сцепления единиц подвижного состава и передачи тяговых и ударных нагрузок.
Поглощающий аппарат смягчает удары и рывки, предохраняя подвижной состав, грузы и пассажиров от опасных динамических воздействий.
Тяговый хомут через клин передает поглощающему аппарату тяговое усилие от автосцепки.
Передний и задний упоры расположены между стенками хребтовой балки. Они передают нагрузку на раму. Передний упор отлит вместе с ударной розеткой. Тяговые усилия передаются на него от
53
Рис. 27. Автосцепное устройство вагонного типа и его детали:
1 — задний упор; 2 — фиксирующий кронштейн; 3 — рычаг; 4 — поддерживающая планка; 5 — поглощающий аппарат; 6 — тяговый хомут; 7 — упорная плита; 8 — клин; 9 — передний упор; 10 — поддерживающий кронштейн; 11 — маятниковая подвеска; 12 — центрирующая балочка; 13 — автосцепка; 14 — цепь
поглощающего аппарата через упорную плиту. Ударные нагрузки передаются на задний упор непосредственно от корпуса поглощающего аппарата.
Ударная розетка служит для усиления концевой балки рамы локомотива и восприятия в некоторых случаях части удара от автосцепки наряду с поглощающим аппаратом.
Центрирующий прибор состоит из двух маятниковых подвесок 11 и центрирующей балочки 12. Он возвращает автосцепку в центральное положение после бокового отклонения.
Расцепной привод состоит из расцепного рычага 3, цепи 14, поддерживающего 10 и фиксирующего 2 кронштейнов. Он предназначен для расцепления автосцепок.
Поддерживающая планка удерживает автосцепку в горизонтальном положении и на определенной высоте, предусмотренной установочным чертежом.
Автосцепное устройство на тяговом подвижном составе устанавливается в соответствии с требованиями ГОСТ 3475-81. На электровозах серий ВЛ19, ВЛ22, ВЛ23, ВЛ8 оно располагается на раме тележки (рис. 28), так как разместить автосцепку, чтобы ее продольная ось находилась на нужной высоте от уровня головок рельсов на главной
Рис. 28. Расположение автосцепного устройства на раме тележки локомотива:
1 — рама тележки; 2 — специальный карман; 3 — ударная розетка
55
раме электровозов этих серий, не представляется возможным. Стальная литая рама тележки электровоза в передней части имеет специальный карман 1, в котором размещается поглощающий аппарат 2. Передние опорные поверхности в кармане для поглощающего аппарата и упорной плиты расположены на расстоянии 390 мм от передней плоскости концевой балки рамы тележки. Между передним и задним упорами кармана расстояние 625 мм. Ударная розетка с маятниковым центрирующим устройством крепится к концевой балке рамы тележки сваркой или шестью болтами стайками. На остальных электровозах и на тепловозах (рис. 29) поглощающий аппарат 1 находится в специальном кармане 2 на главной раме локомотива.
На паровозах, дрезинах, мотовозах устанавливается автосцепка без поглощающего аппарата и соединяется с розеткой, закрепленной на концевой балке. Паровозная розетка представляет собой стальную
Рис. 29. Расположение автосцепного устройства на раме локомотива:
1 — поглощающий аппарат; 2 — главная рама локомотива
56
чашеобразную отливку с приваленной плитой. Автосцепка может отклоняться от центрального положения в горизонтальной плоскости. Валик, которым автосцепка соединяется с корпусом розетки, ставится сверху.
2.5. Конструкция и действие автосцепки СА-3
Автосцепка СА-3 (советская автосцепка третьего варианта) является тягово-ударной нежесткого типа (рис. 30). Она состоит из корпуса 4 и деталей механизма сцепления.
Рис. 30. Автосцепка СА — 3:
1 — отверстие для клина; 2 — замкодержатель; 3 — предохранитель; 4 — корпус; 5 — замок; 6 — подъемник; 7 — валик подъемника; 8 — упор;
9 — малый зуб; 10 — большой зуб
57
Корпус 4 является основной частью автосцепки и предназначен для передачи тяговых и ударных нагрузок, а также размещения деталей механизма сцепления. Он представляет собой стальную отливку, головная часть которой переходит в хвостовик 1. В хвостовике имеется отверстие 2 под клин, соединяющий автосцепку с тяговым хомутом. Голова автосцепки имеет большой 4 и малый 2 зубья, которые образуют пространство — зев автосцепки 5. В это пространство выступают замок и замкодержатель, которые взаимодействуют в сцепленном состоянии со смежной автосцепкой. Очертания в плане малого и большого зубьев, а также выступающей в зев части замка называется контуром зацепления автосцепки. Головная часть автосцепки снаружи имеет упор, предназначенный для передачи при неблагоприятном сочетании допусков жесткого удара на розетку. У большого зуба имеется три усиливающих ребра: верхнее, среднее и нижнее, которые плавно переходят в хвостовик и соединяются между собой перемычкой. На корпусе (рис. 31) со стороны малого зуба сделан прилив 9 с отверстиями для валика подъемника и запорного
Рис. 31. Корпус автосцепки:
1 — торец хвостовика; 2 — отверстие для клина тягового хомута; 3 — ударная стенка зева; 4 — боковая поверхность большого зуба; 5 — тяговая поверхность; 6 — прилив со стороны малого зуба; 7 — окно для выхода в зев замка; 8 — окно для выхода лапы замкодержателя; 9 — боковая поверхность большого зуба; 10 — прилив со стороны малого зуба; 11 — прилив с отверстием для валика подъемника; 12 — тяговая поверхность малого зуба; 13 — боковая поверхность малого зуба; 14 — ударная поверхность малого зуба
58
болта. В ударной стенке зева имеются два окна: большое 11 для выхода в зев замка и малое 12 для выхода лапы замкодержателя.
Приливы и отверстия в кармане корпуса служат для размещения деталей механизма и правильного их взаимодействия (рис. 32). Серповидный прилив 2 вверху на внутренней стенке малого зуба ограничивает перемещение замка внутрь кармана. Нижняя часть прилива переходит в полочку 3, на которую опирается верхнее плечо предохранителя. В стенке корпуса со стороны малого зуба имеется отверстие 12 с приливом снаружи для размещения толстой цилиндрической части стержня валика подъемника, а со стороны большого зуба
Рис. 32. Внутренняя часть корпуса автосцепки:
1 — технологическое вертикальное отверстие; 2 — серповидный прилив; 3 — полочка; 4 — шип для замкодержателя; 5 — ребро, ограничитель ухода лапы замкодержателя; 6 — приливы, опоры подъемника; 7 — приливы, опоры подъемника; 8 — отверстие для валика подъемника; 9 — ограничительная стенка; 10 — ребра жесткости; 11 — отверстие для сигнального отростка замка; 12 — отверстие для валика подъемника; 13 — отверстие для направляющего зуба замка; 14 — отверстие для выпадания мусора
59
__отверстие 8 для тонкой цилиндрической части стержня. Рядом с этим отверстием находятся приливы 6 и 7, которые служат опорами для подъемника, а выше — шип 4 для навешивания замкодержателя. На дне кармана имеются отверстия: И для сигнального отростка замка, 13 для направляющего зуба замка и для выпадения мусора, случайно попавшего в карман. Ребро 5 стенки 9 со стороны большого зуба служит ограничителем ухода лапы замкодержателя внутрь корпуса. Внизу полости кармана, ограниченной той же стенкой и ударной стенкой зева, имеется отверстие, которое пересекает нижнее ребро большого зуба. Через это отверстие извне воздействуют на замкодержатель для восстановления сцепления ошибочно расцепленных автосцепок. По всей высоте малого зуба проходит вертикальное отверстие 1, которое выполнено для уменьшения массы корпуса и улучшения технологии литья. Вдоль хвостовика на его горизонтальных стенках с выходом в переходную зону расположены ребра жесткости 10.
Механизм сцепления состоит из замка, замкодержателя, предохранителя, подъемника и валика подъемника.
Замок (рис. 33) служит для запирания сцепленных автосцепок. Замок включает в себя замыкающую часть 8, которая служит для запи-
Рис. 33. Замок:
1 — сигнальный отросток; 2 — овальное отверстие; 3 — направляющий зуб; 4 — опорная поверхность; 5 — прилив; 6 — прорезь под нижнее плечо предохранителя; 7 — цилиндрический шип; 8 — замыкающая часть
60
Ф24
Рис. 35. Предохранитель:
Рис. 34. Замкодержатель:
1 — противовес; 2 — стенка; 3 — овальное отверстие; 4 — лапа; 5 — расцепной угол; 6 — хвостовик лапы
1 — верхнее плечо; 2 — отверстие; 3 — втулка; 4 — нижнее плечо; 5 — фаски; 6 — углубление; 7 — фаски
рання автосцепок; цилиндрический шип 7, на который навешивается предохранитель; овальные отверстия 2, через которые проходит валик подъемника; поверхность 4 (радиальная опора), которой замок опирается на наклонное дно кармана корпуса и перекатывается по нему во время сцепления или расцепления автосцепок; направляющий зуб 3, препятствующий перемещению опоры замка по дну кармана; сигнальный отросток 1, окрашенный в красный цвет, по которому судят о положении замка в автосцепке.
Замкодержатель вместе с предохранителем (собачкой) удерживает замок в нижнем положении при сцепленных автосцепках, а вместе с подъемником — в верхнем положении при расцеплении до разведения единиц подвижного состава. Замкодержатель (рис. 34) имеет лапу 4, которая взаимодействует со смежной автосцепкой; противовес 1, под действием которого в собранном механизме лапа выходит в зев автосцепки; овальное отверстие 3 в стенке 2, с помощью которого замкодержатель навешивается на шип корпуса автосцепки; расцепной угол 5, который взаимодействует с подъемником замка. Замкодержатель поворачивается на шипе и перемещается в вертикальной плоскости.
Предохранитель (рис. 35) имеет отверстие, верхнее 1 и нижнее 4 плечи. Верхнее плечо в сцепленном состоянии перекрывается противовесом замкодержателя, что препятствует уходу замка внутрь кар
61
мана корпуса автосцепки. Нижнее плечо предохранителя взаимодействует с подъемником при расцеплении автосцепок и выводит верхнее плечо из зацепления с противовесом замкодержателя. Отверстие 2 предназначено для навешивания предохранителя на шип замка. Предохранители изготавливаются штамповкой или литьем.
Подъемник (рис. 36) служит для подъема предохранителя и пере
мещения замка из зева внутрь кармана корпуса при расцеплении
автосцепок, а также удерживает замок с замкодержателем в расцепленном положении до разведения единиц подвижного состава. Подъемник включает в себя: широкий палец 1, который поднимает нижнее плечо
Рис. 36. Подъемник:
1 — широкий палец; 2 — узкий палец; 3 — опорное углубление;
4 — буртик; 5 — отверстие
предохранителя и уводит замок; узкий палец 2, который взаимодействует с расцепным углом замкодержателя и вместе с замкодержателем удерживает замок в расцепленном положении до разведения автосцепок; отверстие 5 для квадратной части валика подъемника.
Валик подъемника (рис. 37) предназначен для поворота подъемника замка при расцеплении автосцепок и ограничения выхода замка из кармана в зев собранной автосцепки. Балансир 7, соединяемый с цепью расцепного привода, облегчает возвращение валика в исходное положение после разведения автосцепок. Стержень валика подъемника состоит из толстой 2, тонкой 4 цилиндрических и квадратной частей. Цилиндрические части располагаются в соответствующих отверстиях корпуса, кроме того, толстая часть удерживает замок от выпадения, имеющаяся на ней выемка предназначена для запорного болта. Квадратная часть валика находится в отверстии подъемника.
62
Рис. 37. Валик подъемника:
I — балансир; 2 — толстая цилиндрическая часть стержня; 3 — квадратная часть стержня; 4—тонкая цилиндрическая часть стержня; 5 — выемка для запорного болта 6 — фаска
Начало сцепления (рис. 38, а). При сближении автосцепок замки нажимают друг на друга, и каждый из них перемещается в карман корпуса. Верхние плечи предохранителей скользят по полочкам и проходят над противовесами замкодержателей. Находящиеся ниже полочек противовесы не препятствуют перемещению замков с предохранителями.
Продолжение сцепления (рис. 38, б). При дальнейшем сближении автосцепок замки продолжают перемещаться внутри корпуса. Одновременно малые зубья нажимают на лапы замкодержателей и утепляют их заподлицо с ударной стенкой зева. При этом замкодержатели проворачиваются на шипах и их противовесы поднимают вверх предохранители. Малые зубья начинают скользить по наклонным поверхностям зева в направлении к боковым стенкам больших зубьев.
Конец сцепления (рис. 38, в). Замки, освобожденные от нажатия, опускаются и, располагаясь между малыми зубьями, препятствуют их обратному выходу. При выдвижении замков в нижнее положение, верхние плечи предохранителей соскакивают на полочки с противовесов замкодержателей и становятся против них, тем самым, препятствуя уходу замков внутрь корпусов, — автосцепки сцеплены. У сцепленных автосцепок сигнальные отростки не видны.
63
Рис. 38. Положение деталей при сцеплении автосцепок
Начало расцепления (рис. 39, а). От натяжения цепи расцепного привода вместе с валиком подъемника вращается и подъемник. Он своим широким пальцем нажимает на нижнее плечо предохранителя, отчего верхнее плечо поднимается — предохранитель выключен.
Продолжение расцепления (рис. 39, б). При дальнейшем вращении валика подъемника широкий палец подъемника уводит замок внутрь корпуса автосцепки, а затем узкий палец нажимает снизу на замкодержатель и поднимает его, освобождая себе проход за расцеп-ной угол замкодержателя.
Конец расцепления (рис. 39, в). Замок полностью уводится внутрь корпуса автосцепки. Замкодержатель под действием собственного веса опускается на шип. Узкий палец подъемника заходит за расцепной угол замкодержателя — автосцепки расцеплены. Замок остается в расцепленном положении до разведения вагонов, так как он опирается на широкий палец подъемника. Последний узким пальцем упирается в замкодержатель, который в свою очередь упирается лапой в малый зуб соседней автосцепки. Для восстановления ошибочно расцепленных автосцепок без разведения вагонов необходимо снизу корпуса через отверстие А нажать на лапу замкодержателя. При этом подъемник освобождается от упора в расцепной угол замкодержателя, и замок возвращается в первоначальное положение.
Сборка и разборка автосцепки. Перед сборкой автосцепки необходимо осмотреть карман корпуса и убедиться, что в нем нет посторонних предметов, и приливы для деталей находятся в исправном состоянии.
Сборка автосцепки выполняется в следующем порядке. Подъемник 1 замка (рис. 40, й) укладывают на полукруглую опору, расположенную в кармане на стенке со стороны большого зуба 4, так, чтобы широкий палец был повернут кверху, а прилив корпуса вошел в углубление подъемника со стороны узкого пальца. Затем в карман корпуса входят замкодержатель 2 и навешивают на шип 3. Подъемник и замкодержатель следует прижать к стенке кармана, чтобы они препятствовали установке замка.
Перед установкой замка нужно на его шип надеть предохранитель (рис.40, б) и повернуть по направлению стрелки так, чтобы нижнее плечо предохранителя, пройдя через прорезь пролива, уперлось в вертикальную стенку замка. Затем замок вводят в корпус и бородком, крючком Г-образной формы или каким-либо другим предметом поднимают нижнее плечо предохранителя так, чтобы его верхнее
5-395
65
Os Os
Рис. 39 Положение деталей при расцеплении автосцепок
Рис. 40. Положения подъемника и замкодержателя в кармане корпуса автосцепки (а), предохранитель на шипе замка (6), замок с предохранителем в кармане корпуса (в), положение валика подъемника при постановке в карман корпуса (г)
плечо стало выше полочки, находящейся в кармане (рис. 40, в), а направляющий зуб вошел в предназначенное для него отверстие на дне кармана.
Далее, установив валик подъемника в положение, показанное на рис. 40, г, вводят его в отверстие корпуса со стороны малого зуба. При этом следует слегка нажать на замок и протолкнуть валик подъемника, чтобы его балансир дошел до пролива корпуса и отверстие для крепящего болта расположилось против паза на толстой цилиндрической части стержня; затем замок надо опустить. Задняя кромка его овального отверстия должна находиться против толстой цилиндрической части стержня валика подъемника.
5*
67
Чтобы убедиться, правильно ли выполнена сборка, рукой нажимают на замок и перемещают внутрь кармана корпуса заподлицо с ударной стенкой зева, а затем отпускают. Замок должен быстро и беспрепятственно возвратится в свое начальное положение. Также проверяют подвижность замкодержателя, нажимая до отказа и отпуская лапу. После этого определяют, нет ли заеданий в деталях механизма при расцеплении. Для этого валик подъемника поворачивают против часовой стрелки до отказа, затем отпускают.
Валик подъемника и другие детали должны свободно возвратиться в исходное положение. Подвижность деталей проверяют несколько раз подряд. После сборки механизмы автосцепки контролируют надежность перекрытия палочки верхним плечом предохранителя. Для этого замок вытягивают из кармана корпуса, насколько позволяют зазоры между удерживающими его деталями, а затем вталкивают внутрь кармана. Замок должен свободно уходить внутрь кармана корпуса.
Для обеспечения правильного взаимодействия деталей автосцепки установлены соответствующие допуски и размеры, которые проверяются с помощью специальных шаблонов (предельных калибров) и универсального измерительного инструмента. Механизм автосцепки, у которого эти размеры находятся в пределах установленных норм, закрепляются в корпусе запорным болтом длинной 90 мм и диаметром 10 мм. Под головку болта ставят фасонную шайбу и пропускают его через отверстие в проливе на стенке корпуса так, чтобы болт прошел выемку в утолщенной цилиндрической части валика подъемника. Болт закрепляют гайкой, под которую предварительно устанавливают фасонную шайбу. Полукруглую часть шайбы загибают на грань завинченной гайки для предохранения от самопроизвольного отвертывания. Таким же образом загибают шайбу на грань головки болта. На этом сборка заканчивается. После сборки автосцепки, чтобы снова проверить подвижность деталей, поворачивают до отказа валик подъемника, как было описано выше.
Разбирают автосцепку в порядке, обратном сборке.
Автосцепка электропоезда ЭР200. На вагонах электропоезда ЭР200 устанавливается автосцепка жесткого типа, а на головных со стороны кабины машиниста нежесткого типа СА-3. Автосцепка установленная на электропоезде ЭР200 представляет из себя разновидность автосцепки системы Шарфенберга (рис. 41). Она состоит из стального литого корпуса 19, внутри которого расположена замковая система. Последняя включает в себя замок 17, закрепленный на валике 5, вращающемся во втулках 6, и серьгу 2, шарнирно уста-
68
Рис. 41. Автосцепка скоростного электропоезда ЭР200:
1 — направляющий рог; 2 — серьга; 3 — конический центрирующий выступ; 4 — цилиндрическая часть центрирующего выступа; 5 — валик;
6 — втулка; 7 — листовая рессора; 8 — валик; 9 — стяжной болт; 10 — стакан; 11 — цапфа; 12 — корпус амортизатора; 13 — резинометаллические пакеты; 14 — затяжная гайка; 15 — рукоятка; 16 — рычаг; 17 — замок; 18 — механизм блокировки; 19 — литой корпус; 20 — блокировочная тяга; 21 — выталкивающая пружина; 22 — пружинные центрирующие элементы
новленную на замке. Замок под действием выталкивающей пружины 21 стремится повернуться против часовой стрелки относительно валика 5. В корпусе также расположено блокирующее устройство, состоящее из тяги 20 и механизма блокировки 18. Расцепной привод состоит из рычага 16, закрепленного на валике 5, и рукоятки 15, соединенной с рычагом с помощью троса. После расцепления рукоятка навешивается на специальный крюк, расположенный в нижней части корпуса автосцепки.
В головной части корпуса автосцепки находятся конический центрирующий выступ 3, переходящий в цилиндрическую часть 4, предназначенную для окончательного (точного) центрирования автосцепок.
69
Симметрично коническому центрирующему выступу относительно продольной оси автосцепки расположено соответствующее углубление. Центрирование автосцепок при сцеплении в соосном их расположении осуществляется взаимодействием указанных выше элементов. При отклонении автосцепки в сторону конического углубления предварительное центрирование обеспечивается направляющим рогом 1.
Автосцепка соединена с амортизатором 12, который состоит из резинометаллических пакетов 13, стянутых с помощью стяжного болта 9 и валика 8. Горизонтальное положение автосцепки обеспечивается с помощью листовых рессор 7 и затяжной гайки 14. Расстояние А должно быть в пределах 30-40 мм. Сжимающие нагрузки передаются на амортизатор через стакан. Расположение автосцепки вдоль оси вагона обеспечивается регулировкой пружинных центрирующих элементов 22, связанных с рамой вагона.
Автосцепное устройство закреплено на раме вагона с помощью цапф 11, входящих в соответствующие отверстия корпуса амортизатора 12. Действует автосцепка следующим образом. При сцеплении автосцепок конический выступ 3 одной автосцепки входит в соответствующее углубление другой автосцепки и нажимает на толкатель механизма блокировки 18. Под действием выталкивающей пружины 21 замок 17 поворачивается против часовой стрелки. Вырез замка при этом захватывает серьгу 2 смежной автосцепки и удерживает ее в крайнем положении. В сцепленном состоянии зазоры между контактирующими поверхностями автосцепок выбраны, обе серьги натянуты. Сцепленное положение обеспечивается благодаря тому, что в таком состоянии серьга расположена за поперечной осью валика замка.
Для расцепления с помощью рукоятки 75 натягивают трос и поворачивают рычаг 16 из положения I в положение II. Замок 17 поворачивается и освобождает серьгу 2 смежной автосцепки. При этом блокировочная тяга 20 перемещается в положение II. Автосцепки расцеплены. Удержание в расцепленном положении осуществляется с помощью блокировочного механизма.
2.6. Конструкция и действие поглощающих аппаратов
Пружинно-фрикционные поглощающие аппараты шестигранного типа. Большая часть подвижного состава в Российской Федерации оборудована пружинно-фрикционными поглощающими аппа
70
ратами шестигранного типа. К их числу относятся аппараты Ш-1-ТМ, Ш-2-В, Ш-2-Т. Следует отметить, что детали этих аппаратов невзаимозаменяемы.
Пружинно-фрикционные поглощающие аппараты шестигранного типа (рис. 42) имеют корпус 3 с шестигранной горловиной, в которой размещены нажимной конус 1 и три клина 2. Между клиньями и днищем корпуса 3 аппарата размещены пружины 4 и 5 подпорного комплекта. В аппарате Ш-1-ТМ имеется шайба 6, которая у аппаратов Ш-2-В и Ш-2-Т отсутствует с целью увеличения высоты пружины.
Большая часть (75 — 90 %) воспринимаемой аппаратами данного типа кинетической энергии соударяющих масс вагонов преобразуется в основном в тепловую энергию фрикционного взаимодействия деталей фрикционного узла и частично в потенциальную энергию сжатия пружин 4 и 5.
Поглощающий аппарат Ш-1-ТМ (см. рис. 42, а) имеет максимальный рабочий ход 70 мм и установочные размеры 23043184568 мм.
Рис. 42. Пружинно-фрикционные поглощающие аппараты шестигранного типа:
1 — нажимной конус; 2 — клин; 3 — корпус; 4, 5 — пружины; 6 — шайба
71
Энергоемкость аппарата в состоянии поставки (неприработанного) составляет около 25 кДж. Энергоемкость приработанного аппарата, которую он приобретает после 1-2 лет эксплуатации, составляет 50 кДж при продольной силе 2,5-3 МН, что позволяет производить соударения грузовых вагонов с массой брутто 84 т со скоростями до 2,22 м/с.
Из зависимости усилия сжатия аппарата от скорости соударения (рис. 43) видно, что соударение вагонов со скоростями выше 2,5 м/ с сопровождается закрытием приработанных поглощающих аппаратов. Закрытие аппаратов после выбора его рабочего хода приводит к передаче значительных продольных динамических воздействий на конст
рукцию вагона и груз, что может привести к их повреждению.
Поглощающий аппарат Ш-2-В (рис. 42, б) имеет установочные размеры 2304184568 мм и максимальный рабочий ход 90 мм. Энергоемкость аппарата в состоянии поставки составляет около 25 кДж, а в приработанном состоянии — 60 кДж при продольной силе 2 МН. Соударения грузовых вагонов с массой брутто 85 т, оборудованных данными аппаратами, показали, что продольной силе 2 МН соответствует скорость соударения 2,78 м/с (рис. 43). Закрытие аппаратов Ш-2-В происходит при скоростях соударения вагонов свыше 3,06 м/с.
Установка поглощающих аппаратов Ш-2-В на грузовые вагоны с розеткой переднего упора длиной 185 мм не допускается. Невыполнение этих требований, а также ошибочная установка на указанные вагоны поглощающих аппаратов Ш-2-В, имеющих максимальный ход сжатия 90 мм, приводит к выбору зазора между упором головки автосцепки и розеткой, равного (75+7) мм, и последующему повреж-
дению, как автосцепки, так и розетки вагона.
Аппаратами Ш-2-Т (см. рис. 42,в) оборудованы восьмиосные вагоны, а также восьмиосные тепловозы. Неприработанные аппараты данного типа имеют энергоемкость около 30 кДж. После приработки аппараты Ш-2-Т имеют энергоемкость
Рис. 43. Зависимости усилия сжатия аппаратов типа Ш-1-ТМ, Ш-2-В и Ш-2-Т от скорости соударения
72
65 кДж, что позволяет производить соударения восьмиосных вагонов с массой брутто 172 т со скоростями до 1,83 м/с при продольной силе Р=2,5 МН (рис. 43).
Поглощающий аппарат Р-2П. Резинометаллический поглощающий аппарат Р-2П (рис. 44) состоит из корпуса 1, нажимной 2 и промежуточной 4 плит, а также комплекта из девяти резинометаллических элементов 3. Каждый элемент состоит из двух стальных листов толщиной 2 мм, между которыми расположена резиновая часть элемента, выполненная из морозостойкой резины 7-ИРП-1348 с твердостью 65-80 ед. по Шору и жестко связанная вулканизацией с ар
мировочными листами.
Резиновая часть элемента по своему периметру имеет параболическую выемку, вследствие чего предотвращается выжимание резины за пределы армировочных листов при полном сжатии аппарата. Толщина каждого элемента составляет 41 мм, поперечные размеры 265-220 мм. С целью исключения относительного смещения резинометаллических элементов при сжатии аппарата на его днище, нажимной и промежуточ
ных плитах, а также на стальных листах резинометаллических элементов имеются фиксирующие выступы и соответствующие им углубления.
Ход аппарата равен 70 мм. При сборке аппарата сначала в корпус 1 сбоку заводят нажимную плиту 2 и устанавливают так, чтобы ее упорная часть полностью выходила из окна корпуса. Затем устанавливается промежуточная плита 4 таким образом, чтобы ее боковые заплечики обхва
тывали продольные стенки корпуса. После этого четыре резинометаллических элемента 3 размещают между промежуточной плитой и днищем корпуса. Фиксирующие выступы на элементах должны совпадать с соответствующими углубления-
Рис. 44. Резинометаллический поглощающий аппарат: / — корпус; 2 — нажимная плита; 3 — резинометаллические элементы; 4 — промежуточная плита
73
ми. Под прессом или при помощи специальной струбцины эти элементы через промежуточную плиту сжимают в корпусе аппарата, чтобы между нажимной 2 и промежуточной 4 плитами можно было поставить остальные пять резинометаллических элементов. На этом сборка аппарата заканчивается.
При номинальных размерах деталей поглощающего аппарата и
пространства для его установки на вагон начальная затяжка составляет 21 мм, чему соответствует усилие около 115 кН. Наибольшее усилие в конце хода при квазистатическом сжатии аппарата не превышает 1,3 МН.
Силовые характеристики резинометаллических аппаратов и, в частности, Р-2П зависят от скорости их деформации (г, м/с), что определяется явлением рассеивания напряжения в материале с течением времени — релаксацией, которая лежит в основе таких процессов, характерных для деформации резины, как ползучесть и гистерезис. Статическая — при нагружении под прессом (кривая 7) и динамическая — при соударении вагонов (кривая 77) характеристики аппарата Р-2П приведены на рис. 45.
При сжатии аппарата на полный ход относительная линейная деформация резиновых элементов составляет 0,27. Коэффициент полноты силовой характеристики при статическом нагружении достигает 0,32, а при динамическом — 0,4. Коэффициент необратимого поглощения энергии соответственно — 0,32 и 0,38. При отрицательных температурах повышаются жесткость на начальном этапе сжатия и коэффициент полноты силовой характеристики. При этом те же значения энергоемкости и конечного усилия реализуются при меньшем
ходе сжатия аппарата.
Рис. 45. Силовые характеристики аппарата Р-2П
Разброс значений твердости резины обусловливает соответствующий разброс энергоемкости аппарата, которая составляет 20-25 кДж при статическом нагружении и 25-29 кДж при динамическом. Характеристики каждого отдельного аппарата стабильны. Масса аппарата составляет 116 кг.
74
2.7. Ходовая часть
2.7.1. Тележки. Назначение и условия работы
Тележки предназначены для восприятия вертикальной нагрузки от кузова и рамы с установленным на ней оборудованием и распределения ее между отдельными колесными парами с помощью рессорного подвешивания, передачи тяговых и тормозных сил. Кроме того тележки направляют движение тягового подвижного состава в рельсовой колее, передавая на главную раму поперечные усилия от рельсового пути.
Вертикальные и горизонтальные (продольные и поперечные) действующие на тележки силы делятся на статические и динамические.
Вертикальные статические силы создаются массой кузова с оборудованием, массой оборудования, установленного на тележке и массой рамы тележки. Эти нагрузки от рамы тележки передаются через рессорное подвешивание на колесные пары. При движении тягового подвижного состава происходит перераспределение вертикальных статических нагрузок, и появляются нагрузки, обусловленные вертикальными неровностями пути и выбоинами бандажей.
Продольные горизонтальные силы это — силы тяги или силы торможения, а также силы, возникающие при ударе по автосцепке.
Горизонтальные поперечные силы, вызванные извилистым движением колесных пар, возникающим при входе и выходе из кривых, при движении в кривых и по горизонтальным неровностям пути.
Вследствие наличия поперечных зазоров между гребнями бандажей и рельсами, конусности бандажей колес, тяговый подвижной состав при движении по прямым участкам пути устанавливается под острым углом к оси пути. При этом крайние наружные колесные пары прижимаются попеременно то к правой, то к левой рельсовой нити.
Перемещение колесных пар происходит в противоположных направлениях, т.е. при перемещении передней колесной пары к правому рельсу, задняя перемещается к левому. В результате возникает извилистое движение тягового подвижного состава, при котором круги катания колес имеют различные диаметры.
Виляние создает изгиб рамы тележки в горизонтальной плоскости, как и при движении тягового подвижного состава в кривых участках пути. Частота извилистого движения тягового подвижного состава зависит от конусности бандажа. Чем больше конусность бандажа, тем больше частота виляния.
75
Гребни бандажей крайних колесных пар препятствуют перемещению тягового подвижного состава наружу кривой, вызванного действием центробежной силы. Под воздействием сил со стороны наружного рельса происходит поворот тягового подвижного состава в точках, где колеса опираются на рельсы, и возникают силы трения. Горизонтальные силы (реакции) рельсов и силы трения передаются через колеса, оси, буксы раме тележки и вызывают ее изгиб в горизонтальной плоскости.
Наружные колеса набегают на наружный рельс и прижимаются к нему, а так как бандажи колес имеют коническую форму, то у этих колес крайних пар диаметр круга катания будет больше, чем у внутренних колес этих же пар.
Так как оба колеса колесной пары жестко запрессованы на ось и имеют одинаковую частоту вращения, то колесо с большим кругом катания будет стремиться забегать вперед. Крайние колесные пары будут стремиться поворачиваться по часовой стрелке. Средние колесные пары тележки при малом радиусе кривой будут прижиматься к внутреннему рельсу, и стремиться по той же причине поворачиваться в обратную сторону по отношению к крайним колесным парам.
Так как рама тележки удерживает все колесные пары параллельными друг другу, она испытывает изгиб в горизонтальной плоскости. Вызванный этими силами, изгибающий момент, зависит от массы тягового подвижного состава, длины его базы, радиуса кривой и скорости движения.
В раме тележки под действием центробежной силы и ветра появляются дополнительные горизонтальные и вертикальные (от создаваемого этими силами опрокидывающего момента) нагрузки.
Силы, действующие на раму тележки, вызывают в ее элементах изгиб в вертикальной и горизонтальной плоскостях, и их кручение.
Таким образом, на раме тележки замыкаются все силы, возникающие в ходовой части тягового подвижного состава.
Тележки тепловозов.
Челюстная тележка тепловоза. Тележка трехосная челюстная тепловозов с электрической передачей и опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей (тепловозы ТЭЗ, 2ТЭ10Л, М62, ТЭМ1,ТЭМ2).
Основными элементами тележки этого типа являются челюстная связь букс с рамой тележки и сбалансированное рессорное подвешивание. Устройство тележки показано на рис. 46.
76
Рис. 46. Челюстная тележка тепловоза со сбалансированным рессорным подвешиванием:
1 — балка концевая; 2 — песочная труба; 3 — тяговый электродвигатель; 4 — канал для подвода охлаждающего воздуха; 5 — колесная пара; 6 — гребнесмазыватель; 7 — рама; 8 — балансир; 9 — масленка; 10 — тормозная колодка; 11 — резиновый амортизатор; 12 — букса; 13 — тормозной цилиндр; 14 — подвеска рессоры; 15 — шкворневая балка; 16 — опора рамы; 17 — маслоуказатель; 18 — предохранительная скоба; 19 — листовая рессора; 20— винтовая стяжка тормозной тяги; 21 — подвеска рессоры; 22 — букса с пружинным упором; 23 — струнка; 24 — пружина; 25 — резиновый амортизатор; а — боковины рамы; б — поперечные балки
Бесчелюстная тележка с индивидуальным рессорным подвешиванием. Унифицированные бесчелюстные трехосные тележки с индивидуальным приводом каждой колесной пары через односторонний, одноступенчатый редуктор от тягового электродвигателя постоянного тока с циркуляционной принудительной системой смазки моторно-осевых подшипников, разработанные и освоенные в серий-ном производстве ПО «Лугансктепловоз» для магистральных тепловозов 2ТЭ116, 2ТЭ116А, 2ТЭ10В, 2ТЭ10М, ТЭ130, 2М62У, маневровых ТЭМЗ, экспортных ТЭ109, ТЭ114, ТЭМ18.
Тележки этого типа имеют следующие преимущества. Одностороннее расположение тяговых электродвигателей позволяет увеличить использование сцепного веса примерно на 10% и снизить время разгона состава в случае работы тепловоза на однопутных участках с неровным профилем и частыми остановками. Увеличенный статический прогиб рессорного подвешивания обеспечивает низкую собственную частоту вертикальных колебаний (около 1 Гц). Применение индивидуального рессорного подвешивания на цилиндрических пружинах в сочетании с гасителями колебаний позволило сократить его вес, исключить трущиеся места, увеличить этим надежность, а также сократить расходы на эксплуатацию и ремонт. Использование поводков с обрезиненными шарнирами ликвидировало быстроизнашиваемые поверхности трения (наличники на раме и буксе) и значительно увеличило надежность буксового узла.
Введение поперечного упругого перемещения тележки относительно кузова повысило динамические показатели в горизонтальной плоскости и снизило воздействие локомотива на путь.
Конструкция тележки этого типа обеспечивает:
— изменение передаточного числа тягового редуктора от 4,41 (75:17) до 3,04 (70:23) при одном и том же тяговом электродвигателе, т.е. с обеспечением постоянства межцентрового расстояния тягового редуктора;
— работу тележки на колее шириной от 1520 до 1435 мм при вписывании в габарит 02-ВМ, изменяя положение дисков колёсных центров их сдвижки на колесной паре;
— возможность установки тормозного оборудования двух систем тормозов: типа Матросова для грузовых типов тепловозов и типа КНОРР со ступенчатым нажатием для тепловозов с конструктивной скоростью 120 км/ч и выше;
— обеспечение тягово-прочностных качеств тележек из расчёта максимально допустимой нагрузки от колесной поры на рельсы 226 кН (23тс).
Тележка тепловоза 2ТЭ116.
Тележка (рис. 47) состоит из следующих основных частей: рамы тележки 1, колесно-моторных блоков 5, рессорного подвешивания 3, опорно-возвращающего устройства 6, рычажной передачи тормоза 4, тормозного воздухопровода 7, песочного трубопровода 2.
Характерные отличительные особенности этих тележек — это отсутствие челюстной связи букс с рамой тележки и применение индивидуального рессорного подвешивания. Челюстная связь букс с рамой у этих тележек заменена поводком. Поводки резинометаллическими амор-
Рис. 47. Тележка тепловоза 2ТЭ116:
1 — рама тележки; 2 — песочный трубопровод; 3 — рессорное подвешивание; 4 — тормозная рычажная передача; 5 — колесно-моторные блоки; 6 — опорно-возвращающие устройства; 7 — тормозной воздухопровод
79
тизаторами соединены с буксой и рамой тележки. Эта связь позволяет передавать от колесных пар на раму тележки упруго, без наличия трения скольжения силу тяги, торможения, поперечные силы при набегании на рельс и обеспечивать симметричность и параллельность осей колесных пар в раме тележки при колебательных ее перемещениях, а также для улучшения воздействия тепловоза на путь. Увеличена поперечная подвижность средней колесной пары за счет установки ее в буксах со свободным осевым разбегом ±14 мм. Все это позволяет исключить из конструкции тележек быстро изнашивающиеся наличники рамы и букс, требующие значительных затрат на их обслуживание и замену.
Положения рамы тележки относительно колесных пар определяется пружинными комплектами индивидуального рессорного подвешивания, и нагрузка на каждую колесную пару передается через четыре пружинных комплекта, установленных на опорных кронштейнах букс.
Из-за отсутствия в витых пружинах внутреннего трения для избежания резонансных явлений параллельно рессорному подвешиванию включены рессорные гасители колебаний. Нагрузка от главной рамы тепловоза передается на четыре комбинированные резино-роликовые опоры, которые размещены на боковинах рамы тележки.
Сила тяги от рамы тележки на главную раму тепловоза передается шкворневым устройством, обеспечивающим поперечную свободноупругую подвижность шкворня кузова ±40 мм. Шкворень главной рамы тепловоза также является осью поворота тележки в горизонтальной плоскости.
Вследствие малого расстояния между колесными парами тележки тепловоза (1850 мм) и рядного положения тяговых электродвигателей (тяговые электродвигатели имеют опорно-осевое подвешивание в тележке и располагаются носиками в одну сторону «гуськом») шкворневое устройство размещено на продольной балке, расположенной над боковинами рамы тележки.
Тележка тепловоза ТЭМ7. Конструкция тележек (рис. 48) обеспечивает плавность хода, удовлетворяет требованиям воздействия тепловоза на путь и прочности элементов тележек.
Для облегчения трогания с места тяжелых составов можно включать передний по ходу движения тепловоза догружатель.
Каждая четырехосная тележка включает следующие основные узлы:
две двухосные тележки;
промежуточную раму;
маятниковые подвески;
80
6-395
Рис. 48. Тележка тепловоза ТЭМ7:
1 — кронштейн поворотного устройства автосцепки; 2 — маятниковая подвеска; 3 — тележка двухосная; 4 — рама промежуточная; 5 — механизм передачи силы тяги; 6 — уплотнение шкворня; 7 — шкворневое устройство; 8 — вторая ступень рессорного подвешивания; 9 — роликовая опора; 10 — щуп уровня масла
2 шкворня
два механизма передачи силы тяги;
вторую ступень рессорного подвешивания;
шкворневое устройство.
Двухосные тележки объединены в четырехосную промежуточной рамой, четырьмя маятниковыми подвесками и двумя механизмами передачи силы тяги.
Вертикальная нагрузка на тележку передается через роликовые опоры, расположенные на верхних плитах второй ступени рессорного подвешивания, далее через пружины второй ступени на промежуточную раму и через маятниковые подвески на рамы двухосных тележек. В двухосных тележках нагрузка передается от рамы через пружины первой ступени рессорного подвешивания и буксовые узлы на колесные пары.
Вертикальные (тяговые и тормозные) усилия от колесных пар передаются через буксовые тяговые поводки на раму двухосной тележки. От каждой рамы двухосных тележек усилия передаются на промежуточную раму через рычажные механизмы передачи силы тяги. Далее через шаровое шкворневое устройство, расположенное в промежуточной раме, усилие передается к шкворням главной рамы тепловоза.
Промежуточная рама, а, следовательно, и все верхнее строение тепловоза может отклоняться в поперечном направлении на маятниковых подвесках на 40 мм от среднего положения. Это улучшает ходовые качества тепловоза. Из 40 мм поперечного перемещения 20 мм — свободный ход, а 20 мм — подпружиненный.
Тележки электровозов.
Шестиосные электровозы имеют трехосные тележки, а восьмиосные — двухосные (рис. 49). Шестиосный электровоз имеет две тележки, а восьмиосные — четыре. Назначение тележек электровоза аналогично тележкам тепловоза.
Тележки электровозов ВЛ80 всех модификаций ВЛ10, ВЛ 11 по системе продольной связи с кузовом относятся к шкворневым, а тележки электровозов ВЛ 15, ВЛ85 (рис. 50), ВЛ86* к бесшкворне-вым. Под кузовом электровоза ВЛ85 установлено три тележки. Крайние тележки по конструкции одинаковы, а средняя отличается от них системой опор кузова. Боковины и брусья — сварные, коробчатого типа из листов прокатной стали. На них установлены кронштейны крепления оборудования тележки. Рамы тележек изготовлены из спо-82
койных малоуглеродистых сталей марки 16Д, СтЗсп 5 группы или низколегированных сталей 09Г2Д, 09ГСД, 15ХСНД 12 и 15 категории прочности.
Рис. 49. Тележка электровоза ВЛ11:
1 — рама; 2 — колёсная пара; 3 — рессорное подвешивание; 4 — тормозная система; 5 — подвешивание тягового электродвигателя; 6 — букса; 7 — люлечное подвешивание; 8 — зубчатая передача; 9 — шаровая связь
6*
83
00
1200
1170
Рис. 50. Тележка электровоза ВЛ85:
1 — рама; 2 — колесная пара; 3 — тяговый двигатель; 4 — букса; 5 — винтовые пружины; 6 — рессора;
7 — тормозная система; 8 — наклонные тяги; Оа — централь, равна 640мм
Тележки электропоездов.
Все тележки электропоездов двухосные и расположены по концам кузовов на одинаковом расстоянии от середины вагонов. Тележки имеют различную конструкцию, поэтому их подразделяют на тележки моторных и прицепных (головных) вагонов.
Кузов вагона шарнирно соединен с тележкой посредством пятникового устройства, вокруг которого она может поворачиваться в горизонтальной плоскости. Когда вагон проходит по кривым участкам пути, то оси колесных пар устанавливаются по радиусу кривой, что уменьшает угол набегания колеса на рельс и, следовательно, уменьшается износ гребня колеса и головки рельса.
На электропоездах ЭР2 и ЭР2Р тележки обеспечивают нормальную эксплуатацию вагонов при скоростях до 130 км/ч.
Тележка моторного вагона электропоезда ЭР2 (рис. 51) двухосная, челюстная, с двойным рессорным подвешиванием, с фрикционными гасителями колебаний 1 в буксовом подвешивании, гидравлическими гасителями 10 и поводками с резинометаллическими гасителями 9 в центральном подвешивании.
Тележка состоит из рамы 4, двух колесных пар с редукторами 7 и буксовыми узлами 2, центрального подвешивания 5 и рычажнотормозной передачи 3. На тележке установлены два тяговых двигателя 8 с двумя упругими муфтами 6.
Кузов вагона опирается на тележку через боковые скользуны надрессорного бруса, а передача тяговых и тормозных усилий осуществляется через центральный шкворень, снабженный резиновой втулкой — амортизатором. Продольные колебания кузова вагона и связанного с ним через шкворень надрессорного бруса ограничиваются поводками с резинометаллическими амортизаторами. Поводки упруго соединяют раму тележки с надрессорным брусом. На раме тележки укреплены два тормозных цилиндра, и система рычажнотормозной передачи от каждого цилиндра действует на два колеса с одной стороны.
Тележка моторного вагона электропоезда ЭР2Р (рис. 52) отличается от тележки моторного вагона электропоезда ЭР2 тем, что на этой тележке применен бесчелюстной буксовый узел с буксовыми поводками; состоит она из тех же основных узлов. Соединение кузова вагона с тележкой в основном такое же, как и на моторном вагоне электропоезда ЭР2.
Тележка прицепного вагона электропоезда ЭР2 двухосная, бес-
85
/1
Рис. 51. Тележка моторного вагона электропоезда ЭР2:
1 — фрикционный гаситель колебаний; 2 — буксовый узел; 3 — рычажнотормозная передача; 4 — рама; 5 — центральное подвешивание; 6 — упругая муфта; 7 — колесная пара с редуктором; 8 — тяговый двигатель; 9 — поводок с резинометаллическим гасителем; 10 — гидравлический гаситель
86
1
Рис. 52. Тележка моторного вагона электропоезда ЭР2Р:
1 — фрикционный гаситель колебаний; 2 — буксовый узел; 3 — колесная пара; 4 — центральное подвешивание; 5 — рычажно-тормозная передача; 6— рама; 7— упругая муфта; 8 — редуктор; 9 — тяговый двигатель; 10— буксовый поводок с резинометаллическим гасителем; И — гидравлический гаситель
87
челюстная, с двойным рессорным подвешиванием, гидравлическими гасителями 8 (рис. 53) и поводками с резинометаллическими гасителями 9 в центральном подвешивании. Она состоит из рамы 7, двух колесных пар 6 с четырьмя буксами 2, центрального подвешивания 3 и рычажно-тормозной передачи 5.
Рис. 53. Тележка прицепного вагона электропоезда ЭР2:
1 — рама; 2 — букса; 3 — центральное подвешивание; 4 — буксовое подвешивание; 5 — рычажно-тормозная передача; б — колесная пара; 7 — рессорный брус; 8 — гидравлический гаситель; 9 — поводковый резинометаллический гаситель
Тележка прицепного вагона электропоезда ЭР2Р состоит из тех же основных узлов, что и тележка прицепного вагона электропоезда ЭР2.
Тележки дизель-поездов типа ДР.
Ходовая часть дизель-поезда включает в себя двухосные, бесчелюстные, с двойным рессорным подвешиванием, с дисковым тормозом и низким расположением рамы, моторные, поддерживающие
88
и прицепные тележки. Моторные и поддерживающие тележки устанавливают под моторные, прицепные — под прицепные вагоны. Тележки состоят из буксового I (рис.54) и центрального II подвешивания, рамы III, дискового тормоза IV. На колесных парах V моторных тележек смонтированы осевые редукторы VII.
Рис. 54. Моторная тележка дизель-поезда ДР1:
I— подвешивание буксовое; II — подвешивание центральное; III — рама; IV — тормоз дисковый; V — колесная пара; VI — установка скребковых колодок; VII— редуктор осевой; 1 — скоба предохранительная; 2 — поводок буксовый; 3 — амортизатор; 4 — планка предохранительная; 5 — пружины буксовые; б — опора; 7 — стакан контровочный; 8 — втулка; 9 — вкладыши; 10 — тяга буксовая; 11 — корпус буксы; 12 — заземление; 13 — узел сайлентлока; 14 — рычаг реактивный; 75 — гайка контровочная; 16 — гайка; 77 — штанга подвески редуктора
2.7.2. Конструкция рам тележек
Рамы тележек тепловозов
Тележки конструктивно различаются в зависимости от передачи тепловоза, по числу колесных пар (двухосные, трехосные, четырехосные), способа передачи вращающего момента от тягового двигателя на колесные пары, от способа передачи нагрузки от кузова.
Рама челюстной тележки. Рама челюстной тележки (рис. 55) имеет две боковины 8, две межрамные поперечные балки 1, две концевые балки 3, продольную шкворневую балку 2.
89
Рис. 55. Рама тележки тепловоза М62:
1 — поперечные балки; 2 — шкворневая балка; 3 — концевые балки; 4 — верхний лист; 5 — буксовые струнки; 6 — буксовые челюсти; 7 — наличники; 8 — боковины; 9,11 — кронштейны; 10 — опоры для пружин рессорного подвешивания; 12 — цилиндрическое гнездо (пята)
Боковины рам и поперечные балки имеют коробчатые сечения и выполнены из листовой стали.
Соединения боковин и поперечных балок усиливаются накладкой верхнего листа 4, а в местах соединения балок развиты для возможности установки боковых опор.
Для шкворня главной рамы посередине шкворневой балки расположено цилиндрическое гнездо (пята) 12. В гнезде корневой балки вставлена цилиндрическая втулка.
К боковинам рамы тележки приварены литые буксовые челюсти 6 с наличниками 7 из стали 60Г.
К поперечным балкам приварены и прикреплены болтами кронштейны 9,11.
90
Кронштейн 11 имеет опоры с двух сторон под тяговые двигатели, кронштейн 9 имеет опору с одной стороны.
Для пружины рессорного подвешивания по буксам рамы тележки имеются выступающие опоры 10.
Буксовые емкости снизу стянуты под буксовыми струнками 5.
По концам струнка имеет охватывающие выступы, которые прижаты к челюсти по краям.
Для натяга струнки, между стрункой и челюстью имеется зазор. В зазор вставляют прокладку и зажимают ее между челюстью и стрункой болтами, головки которых приваривают к челюсти для предотвращения проворачивания болтов при завертывании гаек.
Три колесные пары с буксами установлены в челюсти рамы тележки. Челюсти внизу для усиления связаны струнками. Все колесные пары у тележек этого типа имеют осевой разбег относительно рамы тележки.
Масса кузова передается на тележку через четыре опоры. Опоры, расположенные на раме тележки симметрично относительно шкворня, используются для ограничения колебаний кузова и тележек в горизонтальной плоскости. Поэтому опоры магистральных тепловозов имеют роликовые возвращающие устройства, а тележки маневровых тепловозов имеют скользящие опоры трения.
Тяговые электродвигатели одной стороной через моторно-осевые подшипники опираются на ось колесной пары, а с другой стороны через пружинную подвеску на раму тележки.
Для передачи вертикальной нагрузки на колесные пары на тележке установлено одноступенчатое сбалансированное рессорное подвешивание.
На тележке установлено тормозное оборудование, которое состоит из двух тормозных цилиндров, рычажной передачи и тормозных колодок.
Рама трехосной бесчелюстной тележки. Рама трехосной бесчелюстной тележки тепловоза 2ТЭ10М, 2ТЭ116 (рис. 56) имеет сварную стальную конструкцию. Две боковины 7 и 14 и междурамные крепления (поперечные балки) 9,10,12, передние концевые крепления (концевые балки) 6 и шкворневая балка 11 образуют основу рамы.
Боковина в поперечном сечении имеет замкнутый профиль коробчатого сечения. Она сварена из вертикальных и горизонтальных листов из стали СтЗ или М16С. Толщина боковых вертикальных листов — 10 мм, верхнего горизонтального —- 14 мм и нижнего горизонтального — 22 мм.
Для опорно-возвращающего устройства сверху на боковины установлены платики опор 15, снизу приварены кронштейны литые и
91
Рис. 56. Рама тележки тепловоза 2ТЭ116:
1 — корпус фрикционного гасителя колебаний; 2 — кронштейны; тормозных цилиндров; 3 — кронштейны для опор тяговых электродвигателей; 4 — сварно-штампованые кронштейны; 5 — литые кронштейны; 6 — переднее концевое крепление; 7,14 — боковины; 8,10,12 — поперечные балки; 9 — полые вставки; 11 — шкворневая балка; 13— проставочные листы; 15 — платики опор
сварно-штампованные с трапециевидными пазами для крепления буксовых поводков и установки опор для пружин.
Снаружи к вертикальным листам боковин приварены вместе с подкладками корпуса фрикционных гасителей колебаний и кронштейны для тормозных цилиндров. В боковинах около удлиненных кронштейнов буксовых поводков имеются сквозные овальные отверстия, отверстия усиленные полыми вставками 9 для прохода горизонтальных рычагов передачи тормоза.
92
Для придания большей жесткости внутри боковин установлены диафрагмы, приваренные к листам в местах примыкания поперечных балок междурамного крепления.
Поперечные балки 8, 10, 12 сварной конструкции коробчатой формы выполнены из стальных листов толщиной 14 мм. Вертикальными ребрами поперечные балки приварены к внутренним частям боковых листов и к специальным выступам нижних листов боковин. Сверху приварены приставочные листы, связывающие поперечные балки с верхними листами боковин, образуя замкнутое сварное меж-дурамное крепление.
Для опор тяговых электродвигателей, к нижним листам поперечных балок приварены литые кронштейны 3.
На средние поперечные балки сверху строго по продольной оси рамы опирается продольная литая шкворневая балка, приваренная с помощью электросварки к верхним вертикальным листам поперечных балок. Сварочный шов укреплен наклепом.
В средней части шкворневая балка имеет массивное шкворневое гнездо и развитые горизонтальные полки по концам для повышения жесткости ее крепления, так как через эту балку и шкворень передается сила тяги на главную раму тепловоза.
В шкворневом гнезде монтируется подвижное в поперечном направлении шкворневое устройство, а в боковых стенках гнезда выполнены отверстия для пружинных комплектов упругих упоров шкворневого устройства.
Передняя концевая балка сварная, коробчатого сечения изогнута для удобства демонтажа фрикционного аппарата автосцепки. Концевая поперечная балка в связи с рядным расположением тяговых двигателей усилена. На эту балку передается часть массы тягового электродвигателя и реактивные усилия, которые развивается тяговым электродвигателем при передаче тягового момента.
Рама тележки электровоза
Рама тележки связывает элементы всех узлов и предназначена для распределения и передачи весовых нагрузок от кузова на колесные пары и восприятия от колесных пар и передачу на кузов тяговых и тормозных сил, сил инерции, которые возникают в вертикальном и горизонтальном, продольном и поперечном направлениях от неровностей пути при движении электровоза.
Рама двухосной тележки электровоза ВЛ 10, ВЛ10у, ВЛ11, ВЛ80к,
93
ВЛ80т, ВЛ8ОС, ВЛ80₽ (рис. 57) представляет собой цельносварную конструкцию прямоугольной формы и состоит из двух боковин 1 и 3, связанных между собой шкворневым 10 и двумя концевыми 2 брусьями.
Боковины и концевые брусья имеют коробчатое сечение и выполнены из листов прокатной стали М16С. К нижнему листу боковины приварены малые 14 и большие 13 буксовые кронштейны, отлитые из стали 20Л. К верхнему листу для усиления рамы приварены накладки 4. К накладкам крепят сварные наличники под скользуны боковых опор кузова. К накладке и наружной стороне боковины приварены кронштейны 5 люлечного подвешивания. С внутренней стороны бо-
Рис. 57. Сварная унифицированная рама двухосной тележки восьмиосных электровозов:
1, 3 — боковины; 2 — концевой брус; 4 — накладка; 5 — кронштейн люлечного подвешивания; 6, 11 — кронштейны рычагов ручного тормоза; 7 — кронштейны крепления тормозных цилиндров; 8 — кронштейны под гидравлические гасители; 9 — проушина шаровой связи для подвешивания тягового электродвигателя; 10 — шкворневый брус;
12 — кронштейн для подвески тормозной системы; 13 — большой буксовый кронштейн; 14 — малый буксовый кронштейн; 75 — кронштейн для подвески тормозной системы. 16 — брус шаровой связи
94
ковины приварены кронштейны 12 подвесок тормозной системы, а с наружной кронштейны 8 под гидравлические гасители колебаний. На концевых брусьях приварены кроншт ейны 15 для подвесок тормозной системы и накладка под ролик противоразгрузочного устройства.
Шкворневой брус 10 коробчатого сечения с усиливающими ребрами состоит из собственно шкворневого бруса, который отлит из стали 12ГТЛ-1 и бруса шаровой связи 16 отлитого из той же стали и приваренного в нижней части шкворневого бруса.
В средней части шкворневого бруса расположено овальное с коническим переходом по высоте углубление, через которое проходит шкворень. К шкворневому брусу с двух сторон приварены кронштейны для подвески рычагов ручного тормоза. На нижней стороне шкворневого бруса имеются площадки, к которым привариваются кронштейны под крепление тормозных цилиндров. В брусе шаровой связи имеются проушины для подвешивания тяговых электродвигателей. Во внутренней полости бруса размещены детали шаровой связи.
Рамы всех грузовых восьмиосных и двенадцатиосных электровозов (ВЛ15, ВЛ85 (см.рис. 57), ВЛ86Ф) унифицированы.
Рамы тележек электропоездов
Рама тележки моторного вагона электропоезда ЭР2 штампосварной конструкции имеет в плане Н-образную форму (рис. 58). Рама состоит из двух продольных балок 11, двух поперечных балок 6 и четырех литых концевых балок 10.
Продольная балка 11 сварена из двух штампованных швеллеров толщиной стенки 12 мм и усилена в средней части сверху и снизу стальными накладками 4 и 13. К продольным балкам приварены кронштейны /, 12,16,18, предназначенные для крепления тормозных цилиндров, деталей и узлов рычажно-тормозной передачи, центрального подвешивания, гидравлических и фрикционных гасителей, а также литые буксовые направляющие (челюсти), на которых смонтированы съемные наличники из антифрикционного чугуна, обладающего наименьшей склонностью к заеданию и высоким сопротивлением износу.
В средней части против мест приварки поперечных балок вварены стальные литые гильзы, сквозь которые пропускают подвески центрального подвешивания. Концы продольных балок закрыты приваренными к ним стальными литыми концевыми балками, к которым крепят кронштейны для подвески тормозных башмаков.
95
1
Рис. 58. Рама тележки моторного вагона электропоезда ЭР2:
1 — кронштейн оси горизонтального тормозного рычага; 2— наличник буксовый направляющий; 3,8 — буксовые направляющие; 4 — нижняя усиливающая накладка; 5 — распорка; 6 — поперечная балка; 7— плита тормозного цилиндра; 9 — кронштейн подвески тормозной траверсы; 10— концевая балка; 77— продольная балка; 72— кронштейн наклонного тормозного рычага; 13 — верхняя усиливающая накладка; 14 — основание фрикционного гасителя колебаний; 75 — стальная гильза; 16 — кронштейн подвески редуктора; 77 — кронштейн поводкового резинометаллического гасителя; 18 — кронштейн гидравлического гасителя
Поперечная балка 6 сварена из двух штампованных элементов толщиной 10 мм, имеющих сложную конфигурацию, обусловленную тем, что к этой балке крепят тяговый двигатель и подвешивают редуктор. Для крепления двигателя в нижней части балки приварены литые опоры, а сверху — упоры для клиньев, которыми притягивают при-96
ливы двигателя. С правой стороны от опор двигателя к поперечной балке приварен стальной литой кронштейн, предназначенный для подвески редуктора. Между поперечными балками 6 внизу установлены распорки 5, способствующие созданию большей жесткости. Соединение поперечных балок с продольными выполнено сваркой, места соединения усилены верхними и нижними накладками из стального листа толщиной 12 мм.
Рама тележки моторного вагона электропоезда ЭР2Р (рис. 59) в основном аналогична раме тележки моторного вагона электропоезда ЭР2. Она состоит также из двух продольных и двух поперечных балок, все соединения которых выполнены сваркой. Продольные
Рис. 59. Рама тележки моторного вагона электропоезда ЭР2Р:
1 — продольная балка; 2 — опора тягового двигателя; 3,4 — кронштейны для крепления буксовых поводков; 5 — продольная балка; 6, 16, 17 — кронштейны подвески деталей рычажно — тормозной передачи; 2 — плита тормозного цилиндра; 3 — кронштейны гидравлического гасителя;
4 — отверстие подвески центрального подвешивания; 5 — кронштейн поводкового гасителя; 6 — концевая балка; 7 — кронштейн подвески редуктора; 8 — поперечная балка; 9 — распорка; 10 — кронштейн
7-395
97
балки рамы имеют переменное сечение с плавным переходом от толстой средней части к более тонким концевым частям. Буксовые направляющие отсутствуют, но вместо них приварены стальные литые кронштейны для крепления поводков букс 3,4. К продольным балкам приварены концевые балки и кронштейны для крепления деталей рычажно-тормозной передачи и гасителей колебаний.
Поперечные балки рамы тележки электропоезда ЭР2Р такие же, как и у рамы тележки электропоезда ЭР2. Толщина стенок продольных и поперечных балок, накладок, усиливающих стыки, такая же, как и у рамы электропоезда ЭР2.
Рама тележки прицепного вагона электропоезда ЭР2 штампосварной конструкции состоит из двух продольных и двух поперечных балок и имеет в плане Н-образную форму. Продольные балки сварены из двух швеллеров и усилены сверху и снизу накладками из листовой стали толщиной 14 мм.
По концам продольных балок к нижним плоскостям приварены фланцы, к которым болтами крепят шпинтоны надбуксового рессорного подвешивания.
В средней части продольной балки сделаны отверстия для подвесок центрального подвешивания и сверху под валики подвесок установлены усиливающие накладки. К торцовой части продольных балок приварены концевые балки, к которым крепят кронштейны для подвески тормозных башмаков. К продольным балкам также приварены кронштейны для установки гидравлических и поводковых гасителей. Поперечные балки имеют коробчатое сечение и сварены из листовой стали. Толщина вертикальных элементов 8 мм, горизонтальных — 10 мм. Соединение поперечных балок с продольными выполнено при помощи сварки, места соединения усилены накладками. К поперечным балкам приварены боковые скользуны центрального подвешивания, а к продольным балкам рам тележек головных вагонов со стороны кабины машиниста прикреплены горизонтальные брусья для подвешивания на угольниках и косынках приемных катушек локомотивной сигнализации.
Рама тележки прицепного вагона электропоезда ЭР2Р по конструкции не отличается от рамы тележки прицепного вагона электропоезда ЭР2.
Рама тележки дизель-поезда
Продольные балки рам 6 (рис. 60) соединены между собой двумя поперечными балками 9. К балкам рам приварены кронштейн 4 для
98
крепления буксовых поводков со страховочными элементами, кронштейны-опоры 5 для соединения буксы с рамой, кольца-гнезда 7 для размещения металлокерамических скользунов, кронштейны 2 и 3 для установки элементов дискового тормоза и кронштейн 7 для установки элементов ручного тормоза. К поперечной балке моторной рамы, кроме того, приварены кронштейны 70 для крепления реактивной штанги подвески редуктора. Между поперечными балками в центральной части каждой рамы имеется устройство 8, предназначенное для размещения шкворневого узла тележки.
Рис. 60. Рама моторной тележки дизель-поезда ДР1:
7, 2, 3, 4,10 — кронштейны; 5 — кронштейн-опора; 6 — балка продольная; 7 — кольцо; 8 — устройство шкворневое; 9 — балка поперечная
7*
99
2.7.3. Колесные пары.
Назначение и классификация
Оси колесных пар. Колесные центры. Бандажи.
Конструкция зубчатых передач. Формирование колесных пар
Колесная пара является важным узлом ходовой части тягового подвижного состава железных дорог и обеспечивает его взаимодействие с рельсовым путем.
К конструкции, материалу и изготовлению колесных пар предъявляются требования по надежности и безопасности движения тягового подвижного состава.
Конструкция колесных пар локомотивов, электропоездов и дизельных поездов зависит от типа привода колесных пар, от места расположения на оси букс и подшипников. Они могут располагаться снаружи колесных пар или между колесами. По принципу насадки зубчатых колес колесные пары различаются на колесные пары с непосредственной насадкой зубчатого колеса на ось и на те, у которых зубчатое колесо укреплено на удлиненной ступице колесного центра. Колесная пара может иметь двухсторонний симметричный привод (электровозы) и не симметричный (боковой) односторонний привод (тепловозы и электропоезда).
Колесные пары состоят из оси, колесных центров с бандажами и зубчатых колес привода. По конструкции колесного центра колесные пары делятся на спицевые, дисковые и коробчатые. Колесные пары имеют диаметр колес 1050 и 1250 мм.
В соответствии с Правилами технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации каждая колесная пара ТПС должна иметь четко проставленные знаки о времени и месте ее формирования и полного освидетельствования, а также клейма о приемке ее при формировании. Порядок и расположение знаков и клейм установлен Инструкцией по освидетельствованию и формированию колесных пар локомотивов и электросекций.
Колесные пары тепловозов
У тепловозов с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей (ТЭЗ, 2ТЭ10Л (М, В), 2ТЭ116, ТЭМ2, М62) детали
100
колесных пар в основном унифицированы. На рис. 61 показана унифицированная колесная пара этих тепловозов. Унифицированная колесная пара состоит из оси, двух колесных центров с бандажами и зубчатого колеса привода.
На колесных центрах бандажи удерживаются за счет сил трения между соприкасающимися поверхностями и бандажными кольцами из специального стального проката. На ось колесной пары насажено зубчатое колесо для передачи вращающего момента от тягового электродвигателя.
Рис. 61. Унифицированная колёсная пара тепловозов.
1 — ось; 2 — колёсный центр; 3 — бандаж; 4 — пружинное кольцо; 5 — зубчатое колесо; а — концевые шейки; б — предступичная часть; в — подступичная часть; г — подступичная часть; д — внутренние шейки
У колесных пар (рис. 62), моторно-осевые подшипники которых оборудованы устройством для принудительной подачи масла (2ТЭ10М (В), 2ТЭ116), ось колесной пары в средней части имеет невысокий бурт, на котором укреплен зубчатый венец 8 шестеренчатого масляного насоса 7. Кольца би 12 лабиринтового уплотнения моторно-осевых подшипников 10 насажены в горячем состоянии на удлиненных подступичных частях колесного центра и зубчатого колеса. Для уплотнения кожуха тягового редуктора на проточку ступицы
101
насажено кольцо 14. Кольца и моторно-осевые подшипники, выполненные со сложной конфигурацией буртов, образуют лабиринтовые уплотнения. Зубчатый венец оси приводит во вращение шестерню масляного насоса и масло подается из нижней камеры крышки 3 моторно-осевых подшипников к верхним смазочным камерам 2. К
Рис. 62. Колёсная пара с приводом для принудительной смазки моторно-осевых подшипников:
1 — фитильная набивка или польстер; 2 — верхняя смазочная камера; 3 — нижняя масленая камера; 4 — бандаж; 5 — колесный центр; 6,12, — 16 — лабиринтные кольца; 7 — шестеренный масляный насос; 4 — зубчатый венец; 5 — ось; 6 — вкладыши моторно-осевого подшипника; 7—тяговый электродвигатель; 13 — зубчатый венец; 13 — эластичный элемент; 14 — боковой фланец; 17 — ролик; 18 — ступица; 79 — упорный элемент
102
шейкам оси масло подается при помощи фитильной набивки 1 из шерстяной пряжи или польстера.
Оси колесных пар. Оси колесных пар изготавливаются из осевых заготовок, мартеновской стали ОСЛ. Для снижения концентрации напряжений переход от одного сечения к другому выполняется плавным, по возможности большим радиусом и с наименьшей шероховатостью поверхности. Цилиндрические поверхности оси и их галтели упрочняют накаткой с последующей шлифовкой для насадки внутренних колец роликовых подшипников.
При опорно-рамном подвешивании тяговых электродвигателей средняя часть оси менее нагружена, поэтому ее диаметр в этой части несколько уменьшен и для облегчения она выполняется со сквозными отверстиями. Для запрессовки втулок под хвостовик привода скоростемера в торцах осей с обеих сторон расточены отверстия диаметром 80 мм. Концентрично центровым отверстиям на торцах оси колесной пары делают контрольные окружности, с помощью которых при ремонте проверяют и восстанавливают концентричность поверхности шеек и других частей оси.
Для обеспечения посадки колесных центров на ось концы подступичных частей обтачивают на конус на длине 7-10 мм с разностью диаметров до 1 мм. У унифицированных колесных пар на поясок, примыкающий к торцу оси, наносят знаки и клейма, содержащие: номер завода изготовителя, дату изготовления (год и месяц), номер плавки и порядковый номер оси, приемочные клейма ОТК завода изготовителя и приемщика МПС. Для выявления скрытых дефектов и микротрещин окончательно обработанные оси проверяют ультразвуковым дефектоскопом.
Колесные центры. Колесные центры изготовляются литыми или катанными из стали повышенного качества 25ЛШ. В средней части на внутренней поверхности ступицы колесного центра делается проточка, соединенная каналом с наружной поверхностью ступицы, которая служит для гидравлического ослабления натяга между колесом и осью при демонтаже колесной пары.
Бандажи колесных пар тепловозов изготовляются из специальной бандажной стали с содержанием углерода 0,57-0,65 % с пределом прочности sb= 850-950 Н/мм2. В процессе изготовления после механической обработки бандажам придается определенная форма наружной поверхности — поверхности катания. Стандартный профиль изображен на рисунке 63 и состоит из гребня, конических поверхностей:
103
Рис. 63. Профиль бандажей колёсных пар тепловозов;
а — гребень бандажа (реборда); б — буртик; в — паз
основной — с конусностью 1:10 (уклон 1:20) и боковой — с конусностью 1:3,5 (уклон 1:7), и торцевой фаски под углом 45°. Внутренняя поверхность бандажа цилиндрическая и имеет бурт для упора обода колесного центра и паз для пружинного кольца, фиксирующего бандаж. Ширина бандажа 140 мм, толщина 75 мм. Планируется увеличение толщины до 85 мм. Гребень (реборда) бандажа направляет движение колеса по рельсовой колее и предохраняет колесную пару от схода с рельсов.
Конусность наружной поверхности бандажа (поверхности катания) способствует центрированию колесной пары в рельсовой колее и облегчает прохождение кривых участков пути. Колесо, проходящее по наружному рельсу, катится по нему окружностью большего диаметра, чем внутреннее колесо, и, следовательно, проходит больший путь по дуге большего радиуса, и колесная пара устанавливается при движении в кривой по ее радиусу, что исключает проскальзование и уменьшает износ. Боковая конусность внешней части бандажа и фаска облегчают прохождение стрелочных переводов. Основным видом износа бандажа является прокат поверхности катания — потеря правильной формы ее профиля, а также износ (подрез) гребня.
Зубчатое колесо. Зубчатое колесо входит в зацепление с ведущей шестерней вала тягового электродвигателя. Оно изготавливается из хромоникелевой стали 45ХН и состоит из: ступицы, диска и обода (зубчатого венца), имеющего 75 прямых зубьев модуля 10 мм. Для облегчения посадки зубчатого колеса на ось и уменьшения концентрации напряжений в ступице зубчатого колеса имеется отверстие со стороны колесного центра на длине 20 мм расточку с конусностью 1:20. Для облегчения демонтажа зубчатого колеса на посадочной
104
поверхности в середине имеется канавка 10 мм, которая сообщается с резьбовым отверстием в теле ступицы, через которое под ступицу нагнетается масло под давлением при спрессовке зубчатого колеса.
Для предотвращения попадания смазки из кожуха зубчатой передачи в моторно-осевые подшипники, со стороны средней части оси ступица имеет выточку, в которую запрессовано штампованное маслоотбойное кольцо.
Рабочая поверхность зубьев колеса закалена токами высокой частоты, а впадины зубьев упрочнены накаткой. На тепловозах 2ТЭ10в, 2ТЭ116 применяются колесные пары с упругими зубчатыми колесами (рис. 64). Зубчатое колесо имеет зубчатый венец 9, который через упругие элементы I и II посредством тарелок 3, втулок 4, болтов 1 и гаек 13 соединен со ступицей 14 и жестко центрирован через ролики 2 по ее сферической поверхности. Собранное зубчатое колесо устанавливается на ось колесной пары с натягом 0,16-0,22 мм.
На зубчатом колесе установлены упругие комплекты двух типов: с тремя (I) и с двумя (II) резиновыми амортизаторами. Тройной комплект I состоит из пальца 5 и насаженных на него резиновых амортизаторов 7 и 10, предварительно вставленных в металлические втулки 4. Втулки имеюг ограничительные бурты, которые препятству
ют одностороннему свободному осевому перемещению по ним венца. Поэтому на каждой стороне зубчатого венца устанавливают по четыре упругих элемента I. Упругие элементы в тарелках и венце закрепляются стопорными кольцами 8.
Рис. 64. Упругое зубчатое колесо:
1 — болт; 2 — ролик; 3 — тарелка; 4 — втулка; 5 — палец;
6, 11 — кольца; 7 — амортизатор; 8 — пружинное стопорное кольцо; 9 — зубчатый венец; 10 — средний амортизатор; 12 — втулка; 13 — гайка; 14 — диск ступицы; 15 —
палец
105
Двойной комплект II состоит из профильного пальца 75 и напрессованных на его концы резиновых амортизаторов, предварительно вставленных в металлические втулки. Для предотвращения сползания втулки имеют ограничительный бурт и проточки для установки стопорных пружинных колец. Посадка втулок скользящая.
Передача вращающего момента осуществляется как бы в два этапа: сначала при малом вращающем моменте в работу вступают упругие элементы I с меньшей жесткостью (125-135)Ч104 Н/м (125-135 кгс/мм), а затем с увеличением вращающего момента (при трогании) венец поворачивается, и при угле поворота 1 вступают в работу восемь двойных комплектов с более жесткими элементами (47- 50)4106 Н/м (470-500 кгс/мм). Таким образом, благодаря различной упругости амортизаторов I и II зубчатое колесо имеет требуемую нелинейную характеристику тангенциальной жесткости.
Колесные пары электровозов. К конструкции, материалу и изготовлению колесных пар электровозов предъявляются требования по надежности и безопасности движения, как и к другим типам тягового подвижного состава. Конструкция колесных пар электровозов, также как других типов ТПС, зависит от типа привода и подвешивания тягового электродвигателя. Рассмотрим конструкцию унифицированной колесной пары на примере электровоза ВЛ 10.
Колесная пара (рис. 65) состоит из оси 7, колесных центров 2 с насаженными бандажами 5 закрепленными кольцами 4 и зубчатых колес 3.
Рис. 65. Колёсная пара электровоза ВЛ 10:
7 — ось; 2 — колёсный центр; 3— зубчатое колесо; 4 —бандажное кольцо; 5 — бандаж
106
Оси колесных пар (рис. 66) изготовляют ковкой из специальной осевой локомотивной стали ОсЛ. Ось имеет следующие участки: буксовые шейки 5 для буксовых подшипников, предподступичные части 4 (переходные участки), на которых крепятся лабиринтовые кольца букс, подступичные части 3, на которые напрессовываются колесные центры, шейки 2 под моторно-осевые подшипники тяговых электродвигателей, среднюю часть 1.
Рис. 66. Ось колёсной пары электровоза ВЛ10:
1 — средняя часть; 2 — шейки под моторно — осевые подшипники; 3 — подступичная часть; 4 — предступичная часть; 5 — буксовые шейки; 6 — паз
После обработки ось колесной пары подвергают контролю ультразвуковым и магнитным дефектоскопами, затем на торце оси ставят клейма (рис. 67) указывающие: 1 — условный номер или товарный знак предприятия-изготовителя необработанной оси; 2 — месяц (римскими цифрами) и год (две последние цифры) изготовления необработанной оси; 3 — порядковый номер оси; 4 — клеймо технического контролера-изготовителя и инспектора заказчика; 5 — условный номер или товарный знак предприятия-изготовителя, обработавшего ось; 6 — метод формирования колесной пары; 7 — условный номер или товарный знак предприятия, производившего формирование; 8— месяц и год формирования колесной пары; 9 — клеймо технического контролера представителя-изготовителя и представителя заказчика, принявших колесную пару.
107
Рис. 67. Клейма на оси колёсной пары:
7 — условный номер или товарный знак предприятия-изготовителя; 2 — дата изготовления необработанной оси; 3 — порядковый номер оси; 4 — код технического контролёра-изготовителя и инспектора — заказчика; 5 — условный номер или товарный знак предприятия— изготовителя, обработавшего ось; 6 — метод формирования колёсной пары (тепловым способом ФТ, прессовым Ф); 7 — условный номер или товарный знак предприятия, производившего формирование колёсной пары; 8 — месяц и год формирования колёсной
пары; 9 — код технического контролёра предприятия-изготовителя и представителя заказчика, принявших колёсную пару
Бандажи. Бандажи изготовляют из специальной бандажной стали с содержанием углерода 0,57%-0,65%. Основная поверхность катания имеет конусность 1:20, толщина бандажа 90 мм, толщина гребня 33 мм на расстоянии 20 мм от его вершины. Уклон основной конической поверхности способствует центрированию колесной пары в рельсовой колее и обеспечивает равномерный износ поверхности катания. Уклон боковой конической поверхности 1:7 предусмотрен для размещения наката металла, образующегося вследствие пластических деформаций.
Для получения требуемого профиля следует обточить внутреннюю торцовую грань, гребень и поверхность катания бандажа и обода цельнокатаного колеса, в соответствии с инструкцией по осмотру, освидетельствованию и формированию колесных пар. Применяемые профили ободьев колес ТПС приведены на рис. 68.
В целях уменьшения шероховатости поверхности бандажей разрешается применять накатку роликом обработанной поверхности бандажей по кругу катания.
Колесные центры. Колесные центры 3 (рис. 69) отлиты из углеродистой стали и имеют коробчатую конструкцию. Они состоят из удлиненной ступицы, обода и соединяющей их средней двустенной части. На обод колесного центра насаживают бандажи 2 (диаметр
108
посадочной поверхности 1070мм, при диаметре круга катания нового бандажа 1250 мм). Диаметр посадочной поверхности колесного центра на ось 235 мм. Для уменьшения внутренних напряжений в оси при запрессовке колеса на ось посадочная поверхность расточена на конус со стороны зубчатого колеса 1. Центр колеса имеет канал с пробкой 4 для подачи масла под давлением при распрессовке колесной пары.
Точка а Ь С d е f g h i j
х,мм 0 8,55 14,23 25,35 28,71 31,66 32,95 44,97 70 100
у, мм 20,0 2,02 0 5,19 10,00 16,32 19,86 28,73 30 31,5
Точка к 1 m п о Р q Г S
х,мм 134 140 14,23 14,23 45,64 -5,93 23,18 -0,73 33,0
у,мм 36,36 42,36 9,00 14,5 15,25 30 20 27 20
Рис. 68. Профиль бандажа локомотива по ГОСТ 11018-87
109
1 — зубчатое колесо; 2 — бандаж; 3 — центр; 4 — пробка
12-
Рис. 70. Колёсная пара электровоза ВЛ84:
1 — зубчатое колесо; 2 — кожух; 3 — невращяющяя цапфа; 4 — полый вал; 5 — палец привода колесного центра; 6 — бандажное кольцо; 7 — колесный центр; 8 — ось колесной пары; 9 — болт крепления цапфы; 10 — опорный подшипник зубчатого колеса; 11 — шестерня; 12 — вал тягового двигателя; 13 — шатун с резинометаллическими втулками; 14 — центр зубчатого колеса
Колесные пары грузовых электровозов с опорно-рамным подвешиванием и тяговым редуктором рассмотрим на примере электровоза ВЛ84 (рис. 70), где крутящий момент передается на колесный центр с помощью полого вала и двух плоских шатунных муфт. Из-за особенностей тягового привода и больших осевых нагрузок диаметр ходовых колес по кругу катания принимают равным 1350 мм, колесные центры дисковые, у осей средние и подступичные части имеют увеличенный диаметр.
Рассмотрим особенности конструкции колесных пар пассажирских электровозов на примере электровоза ЧС2т(рис. 71). Конструктивные отличия обусловлены разницей в конструкции подвешивания тяговых электродвигателей и тяговых передач. Колесные центры 1 литые спицевые один с удлиненной ступицей, к внутреннему торцу которой болтами крепят маслоотражательное кольцо 6. К коническому раструбу 3 крепят венец 4 зубчатого колеса. В ступицах колесных центров имеются каналы для подачи масла при распрессовке. Такие же каналы имеются на верхней поверхности удлиненной части ступи-
Рис. 71. Колёсная пара электровоза ЧС2Т:
1 — колёсный центр; 2 — спица; 3 — конический раструб; 4 — зубчатый венец; 5 — удлиненная ступица; 6 — маслоотражательное кольцо; 7 — средняя часть оси
111
цы. Средняя часть 7 оси имеет диаметр 200 мм, а переход от подступичной части (диаметр 230 мм) выполнен коническим. Для лучшего вписывания тележек в кривые гребни бандажей средних колесных пар имеют толщину 23 мм.
Колесные пары электропоездов
На электропоездах применяются различные колесные пары: на моторных вагонах с бандажными колесами, на прицепных — с цельнокатаными.
Колесная пара моторного вагона (рис. 72) состоит из оси 1, двух
Рис. 72. Колёсная пара моторных вагонов электропоездов ЭР2Р, ЭР2Т:
1 — ось; 2 — бандажный колесный центр; 3, 4, 10 — лабиринтные крышки; 5 — подшипниковая обойма; 6, 8 — опорные подшипники; 7 — зубчатое колесо; 9 — бандаж; 11 — пробка; 12 — отверстие в ступице; 13 — ступица зубчатого колеса; 14 — призонный болт; 75 — венец зубчатого колеса; 16 — бандажное кольцо
112
спицевых колесных центров 2, двух бандажей 9, закрепленных бандажными кольцами 16, зубчатого колеса 7 со ступицей 13. У электропоездов ЭР2, ЭР9М, ЭР9Е (рис. 73) один колесный центр изготавливают с удлиненной ступицей, к фланцу ступицы призонными болтами 8 крепят венец зубчатого колеса 7.
У прицепных вагонов колесные пары (рис. 74) состоят из оси 2 и двух цельнокатаных колес 1.
1440±1
7
8 9
10
Рис. 73. Колёсная пара моторных вагонов электропоездов ЭР9М, ЭР9Е, ЭР2:
1 — ось; 2,6 — колес
ные центры; 3 — лабиринтное кольцо; 4 — бандаж;
5 — бандажное кольцо; 7 — зубчатое колесо; 8 — призон-ный болт; 9, 16 — упорные крышки; 10 — стакан; И — роликовый подшипник 80-32140 Л4;
12 — внутреннее распорное кольцо; 13 — наружное распорное кольцо (разрезное);
14 — роликовый подшипник 80-32140Л4; 75 г — уплотнительное кольцо; 17 — лабиринтная крышка L
Рис. 74. Колёсная пара прицепных вагонов электропоездов:
1 — цельнокатаное колесо; 2 — ось; 3 — подступичная часть; 4 — шейка оси; 5 — гайка; 6 — центр
8-395
113
У бандажных колес клейма ставят на наружном торце ступицы колесного центра (рис. 75) и на наружной грани бандажа (рис. 76), а у прицепных вагонов на наружной боковой поверхности обода цельнокатаного колеса (рис.77).
Рис. 75. Знаки и клейма на наружном торце ступицы:
1 — условный номер или товарный знак предприятия-изготовителя; 2 — год изготовления (две последние цифры); 3 — порядковый номер центра по системе нумерации предприятия-изготовителя; 4 — марка стали; 5 — клейма технического контроля предприятия-изготовителя и представителя заказчика
Рис. 76. Знаки и клейма на наружной грани бандажа:
1 — условный номер или товарный знак предприятия-изготовителя; 2 — год изготовления (две последние цифры); 3 — марка бандажа; 4 — клейма приемки; 5 — номер плавки; 6 — порядковый номер бандажа по системе нумерации предприятия-изготовителя
Рис. 77. Знаки и клейма на наружной боковой поверхности обода цельнокатаного колеса:
1 — год изготовления (две последние цифры); 2 — марка стали колеса; 3 — номер плавки; 4 — условный номер предприятия-изготовителя; 5 — клейма технического контроля предприятия-изготовителя и представителя заказчика; 6 — порядковый номер колеса по системе нумерации предприятия-изготовителя
114
Колесная пара электропоезда ЭР200. На подступичные части оси 3 (рис. 78) напрессованы цельнокатаные колеса 13 с диаметром по кругу катания 950 мм. Колесо имеет прямой диск и стандартный профиль поверхности катания. По концам оси установлены бесчелюстные буксы 6 поводкового типа. На шейках осей в корпусах букс установлены по два роликоподшипника 75 с размерами 130-250-80 мм, воспринимающих только радиальную нагрузку, и один радиально-упорный шарикоподшипник 16 (130-250-40), воспринимающий только осевую нагрузку. В верхней части корпуса буксы имеется термодатчик 14 для контроля температуры нагрева буксовых подшипников в эксплуатации.
Во время комплексных испытаний со скоростью движения 200 км/ч и эксплутационных испытаний со скоростью движения до 160 км/ч на линии Санкт-Петербург-Москва температура нагрева буксовых подшипников не превышала допустимых значений, что свидетельствует о нормальной работе буксового узла в целом и правильном выборе схемы нагружения его радиальной и осевой нагрузками.
Корпус буксы с рамой тележки соединен поводками, в головках которых запрессованы валики с резинометаллическими элементами. Валики крепятся в клиновых пазах буксы и кронштейнах рамы болтами. На опорных поверхностях крыльев букс расположены резиновые шайбы с опорными стаканами, на которых установлены пакты цилиндрических винтовых пружин, опирается рама тележки.
К диску цельнокатаного колеса посредством разрезных втулок и болтов 7 7 прикреплены два тормозных диска 18, каждый из которых состоит из двух половинок.
На утолщенной части оси 3 колесной пары напрессовано сборное прямозубое зубчатое колесо 12 с числом зубьев ZK=61 и модулем т=10.Для опоры тягового редуктора 77 вплотную к торцу ступицы зубчатого колеса установлены роликоподшипники 19 (220-340-56 мм). На стаканы роликоподшипников установлены верхняя и нижняя части корпуса редуктора, соединенные между собой по разъему болтами 4.
Шестерня редуктора прямозубая (2ш=26, т=10) .смонтирована в верхнем корпусе редуктора. Передаточное число тягового редуктора 2,346.
В верхней части корпуса установлен сапун 2 для выравнивания внутреннего давления в редукторе с давлением окружающей среды.
Там же имеется прилив 7 для подвески редуктора к кронштейну поперечной балки рамы тележки. В нижней части корпуса ввернут
8*
115
Рис. 78. Колёсная пара электропоезда ЭР200:
1 — прилив корпуса редуктора; 2 — сапун редуктора; 3 — ось колесной пары; 4 — болт корпуса редуктора; 5 — редуктор; 6 — букса; 7, 17 — болты; 8 — щуп; 9 — сливное отверстие с пробкой; 10 — пробка; 11— корпус редуктора; 12 — зубчатое колесо; 13 — колесо; 14 — термода; 15 — буксовый роликоподшипник; 16 — буксовый шарикоподипник; 18 — тормозной диск; 19 — роликоподшипник редуктора
щуп 8 для определения уровня смазки. На конце щупа укреплен постоянный магнит, который улавливает металлические продукты износа, очищая масло в картере. Для выпуска масла из редуктора 5 в нижней части корпуса имеется отверстие, закрываемое пробкой 9.
Колесные пары дизель-поездов типа ДР
Колесные пары моторных тележек (рис. 79) состоят из оси 7, колесного центра с бандажом 3, буксовых узлов 1 и тормозных дисков 4. В колесную пару моторной тележки, помимо указанных элементов, входят: коническая шестерня 6, укрепленная призонными болтами к напрессованной на ось колесной пары ступице, шестерня привода масляного насоса 8, узел опорно-осевых подшипников — цилиндрического 5 и конических 9 с лабиринтными уплотнениями. В моторной колесной паре допускается также применение цельнокатаных колес 10. Колеса прицепной колесной пары — цельнокатаные, облегченного типа. В буксовых узлах колесных пар установлены вагонные роликоподшипники 13, 20.
Рис. 79. Колёсная пара моторного вагона дизель-поезда ДР1:
1 — буксовый узел; 2 — пробка; 3 — колесо бандажное; 4 — диск тормозной; 5—узел цилиндрических подшипников; 6—шестерня коническая; 7 — ось; 8 — шестерня привода маслинного насоса; 9 — узел конических подшипников; 10 — колесо цельнокатаное; 11 — колесо лабиринтное; 12— крышка лабиринтная (задняя); 13—роликоподшипник задний; 14—крышка передняя; 75 — прокладка; 16 — планка стопорная; 17 — крышка смотровая; 18 — кольцо упорное; 79 — гайка торцевая; 20 — роликоподшипник передний; 21 — шайба дистанционная; 22 — корпус буксы
117
Формирование колесных пар
Формирование колесной пары это процесс сборки колесной пары из новых элементов. Если зубчатое колесо находится на оси колесной пары, то формирование начинают с посадки на ось зубчатого колеса или его ступицы тепловым способом.
На колесный центр надевают бандаж в нагретом состоянии и закрепляют его бандажным кольцом. Собранное колесо запрессовывают на ось в холодном состоянии с помощью гидравлического пресса. Для контроля за прочностью посадки на ось колесных центров, пресс, на котором формируется колесная пара, оборудован манометром и специальным прибором для снятия индикаторной диаграммы запрессовки, которая приобщается к паспорту колесной пары. Давление запрессовки зависит от диаметра и длины сопрягаемых поверхностей и натяга. О правильности формирования колесной пары судят по диаграмме в соответствии с инструкцией ЦТ МПС.
2.7.4. Буксы. Назначение и конструкция.
Челюстные. Бесчелюстные
Узлы ходовой части, предназначенные для передачи через подшипники вертикальной нагрузки (от веса тягового подвижного состава) на вращающиеся оси колесных пар, а также для передачи продольных горизонтальных (тяговых и тормозных) сил от буксовых шеек колесных пар через раму движущемуся составу, называются буксами. В процессе движения буксы должны обеспечивать вращение шеек осей с минимальным сопротивлением. Это обеспечивается только при подшипниках качения. Поэтому на тяговом подвижном составе применяют исключительно роликовые буксы. Условия работы букс и их подшипников зависят от способа передачи нагрузки на буксу.
Различают буксовые узлы с плоскими (ВЛ8, ВЛ23) и цилиндрическими (ЧС2, ЧС21) направляющими, а также с направляющими в виде поводков (ВЛ 10, ВЛ11). На конструкцию корпуса буксы влияет тип буксовых направляющих и тип буксовых подшипников. Применяют роликовые подшипники двух типов: с цилиндрическими (ВЛ 10, ВЛ 11, ВЛ8) и сферическими или бочкообразными (ВЛ8, ВЛ23, ЧС2, ЧС2Т) роликами. Подшипники могут быть однорядными и двухрядными; в буксах устанавливают два однорядных или один, а иногда и два двухрядных роликовых подшипника.
118
На крышках букс устанавливают токоотводящие (заземляющие) устройства и привод скоростемера.
Буксы тепловозов
На тепловозах применяются в основном два типа букс: челюстные и бесчелюстные. Челюстная букса (рис. 80) применяется на тепловозах 2ТЭ10Л, ТЭМ2, 2М62.
Рис. 80. Роликовая букса челюстной тележки:
а — крайней колесной пары; б — средней колесной пары; 7 — ограничительный болт; 2 — арка; 3 — опора балансира; 4 — передняя крышка; 5 — стопорное кольцо; 6 — корпус упора; 7 — пружина; 8 — осевой упор; 9 — меченые и регулировочные прокладки; 10, 20 — фитили; 11 — перегородка; 12, 13 — дистанционные кольца; 14 — роликовый подшипник; 15 — корпус буксы; 16 — задняя крышка; 17 — лабиринтное кольцо; 18 — ось
колесной пары; 19 — трубка подачи масла к наличникам; 21 — крышка масленки; 22,23 — наличники; 24 — пробка отверстия для заливки и контроля уровня смазки осевого упора; 25, 26, 28 — болты; 27 — пробка отверстия для запрессовки консистентной смазки; 29— боковой наличник рамы тележки
119
Роликовые буксы всех колесных пар тепловозов с челюстными тележками схожи по конструкции. Имеющиеся отличия обусловлены разными разбегами средних и крайних колесных пар и установкой на передней крышке буксы первой колесной пары редуктора привода скоростемера.
К стальному литому корпусу буксы 15 (рис. 80, а) приварены наличники 22,23 из износоустойчивой стали, воспринимающие действующие на буксу боковые силы и передающие тяговые усилия челюсти тележки. В корпусе имеются полости, заполняемые жидкой смазкой, которая подается к наличникам по трубкам 19 с помощью фитилей 20. В корпусе буксы размещены два цилиндрических роликовых подшипника 14, между которыми установлены дистанционные кольца 12,13. Внутренние кольца подшипников насаживают на шейку оси колесной пары с натягом 0,35-0,65 мм. На предподступичную часть шейки оси насаживают с натягом 0,07-0,145 мм лабиринтное кольцо 17. Перед напрессовкой кольца нагревают в индустриальном масле или в электропечи до температуры 100-120 °C. Дистанционное кольцо 12 надевается на ось свободно. По мере остывания напрессованных колец не должна нарушаться плотность их прилегания друг к другу. Зазор между ними допускается не более 0,05 мм. Поэтому кольца периодически прижимают к упорам легкими ударами монтажной втулки вдоль оси, зазоры проверяют щупом. Кольца, насаженные на ось, фиксируются стопорным кольцом 5.
С внутренней стороны корпус буксы закрыт задней крышкой 16. Задняя крышка и лабиринтное кольцо 17 образуют четырехкамерное лабиринтное уплотнение, исключающее попадание пыли и влаги внутрь буксы. В торец крышки ввернут ограничительный болт 1 со стопорной шайбой, предохраняющий буксу от самопроизвольного снятия ее с шейки оси при монтажных работах. Закрывающая корпус буксы спереди, крышка 4 выполнена съемной. Это дает возможность производить в процессе эксплуатации осмотр наружного подшипника, проверять наличие и качество консистентной смазки подшипников. Передняя крышка 4 и перегородка 11 образуют ванну для жидкой смазки, необходимой для питания фитиля 10 осевого упора. Перегородка 11 препятствует смешиванию консистентной и жидкой смазок. Зазор между перегородкой 11 и внутренним кольцом наружного подшипника должен быть не менее 0,75 мм.
Роликоподшипники буксы рассчитаны на восприятие радиальных нагрузок. Осевые нагрузки, возникающие при движении тепловоза, особенно в кривых участках пути, воспринимают осевые упоры.
120
Осевой упор 8 крепится к передней крышке 4 буксы крайней колесной пары совместно с корпусом упора 6 и пружиной 7. Торец привалочной поверхности осевого упора 8 до затяжки болтов должен выступать относительно торца привалочной поверхности корпуса 6 на расстояние на менее 2 мм. Пружина 7 при сборке устанавливается с предварительным натягом не менее 7500 Н (750 кг).
Осевые упоры на буксах крайних колесных пар из- за наличия в их конструкции пружин называют упругими. Буксы средней колесной пары тележки не имеют корпуса упора и пружины, поэтому осевой упор 8 (рис. 80, б) называют жестким. Он крепится болтами 25 непосредственно к передней крышке 4. Установка упругих упоров обусловлена необходимостью, смягчать удары при движении тележки, которые воспринимаются в первую очередь крайними осями. Применение упругих упоров позволило поднять допустимую скорость тепловоза на прямых участках пути и значительно снизить износ рельсов и гребней бандажей колесных пар в кривых участках.
Торцовая поверхность упоров, обращенная к оси колесной пары, армирована бронзой. При движении тепловоза она соприкасается с торцовой поверхностью оси, в результате чего могут происходить нагрев и задиры обеих поверхностей. Во избежание задиров в зону трения по войлочному фитилю 10 подается смазка. Фитиль укреплен на пластинчатой пружине, которая присоединена двумя болтами к осевому упору и постоянно поджимает фитиль к торцу оси колесной пары. Такое крепление исключает чрезмерное сжатие фитиля в процессе эксплуатации и обеспечивает его хорошую подающую способность.
Консистентную смазку в роликоподшипники добавляют через отверстие в передней части корпуса буксы, закрытое пробкой 27. Пополнение жидкой смазкой и контроль за ее уровнем производятся через отверстие в передней крышке буксы, закрытое пробкой 24.
Вертикальная нагрузка от подрессоренных частей тепловоза передается на буксу через балансиры и арки 2. Каждая арка опирается на два прилива в корпусе буксы, благодаря чему нагрузка на роликовые подшипники буксы не сосредоточивается в центре, а распределяется равномерно. Это увеличивает срок службы подшипников и их надежность. Для предохранения арки 2 от износа в ней установлены опоры 3, через которые передастся нагрузка от балансиров на буксы.
В процессе эксплуатации тележек необходимо строго следить за свободными осевыми разбегами колесных пар, регулировать их при необходимости, так как разбеги свыше установленных норм отрица
121
тельно влияют на плавность хода тепловоза и надежность работы экипажной части в целом.
Суммарный свободный осевой разбег для каждой колесной пары в раме тележки определяют как сумму зазоров а + b + с + d (где а, b — зазоры между рабочими поверхностями внутренних наличников 23 буксы и боковых наличников 29 рамы тележки соответственно с правой и левой стороны тележки; с, d — зазоры между осевыми упорами букс и торцами оси колесной пары соответственно с правой и левой стороны тележки). Значения а и b подсчитывают как среднее арифметическое от результатов двух соответствующих замеров, производимых в средней части рабочих поверхностей наличников. Значения с и d находят из формулы c(d)=M+PI2-H, где М — расстояние между торцами буксовой крышки и оси колесной пары; Р — суммарная толщина пакета регулировочных прокладок; Н — высота осевого упора.
При всех проверках и регулировках осевых разбегов без выкатки колесных пар из-под тепловоза на буксах должны быть сохранены меченые прокладки, устанавливаемые на заводе для симметричного расположения колесных пар относительно продольной оси тележки. Для определения требуемой толщины этих прокладок на буксы, навешенные на колесную пару, устанавливают и затягивают болтами осевые упоры без фитилей, а сами буксы сдвигают до соприкосновения осевых упоров с торцами оси. После этого замеряют с обеих сторон колесной пары расстояние К от внутренних граней бандажей до плоскостей боковых наличников букс. Разность между большим и меньшим результатами замеров будет определять толщину прокладок, которые необходимо установить между передней крышкой 4 (см.рис. 80) и корпусом упора 6 (или осевым упором 8 для средней колесной пары) той буксы, размер К для которой оказался большим. Фактическая толщина прокладок может отличаться от расчетной не более чем на 0,5 мм. На прокладки наносят специальные метки — два сквозных отверстия. Разбег колесной пары регулируют только за счет изменения толщины пакета регулировочных прокладок 9 при снятых меченых. Для определения нужной толщины необходимо знать суммарную толщину пакета (вместе с мечеными прокладками), которую находят по выражениям соответственно для крайних и средней осей: Ркр=1лср-(а+Ь+с+сГ)', Pcp=Lcp-(a+b+c+d), где Акр, Lcp—допускаемые значения суммарного свободного осевого разбега крайних и средней осей. От суммарной толщины пакета вычитают толщину меченых прокладок, и остаток делят поровну. Полученное значение
122
соответствует толщине пакета прокладок, которые устанавливают на каждую буксу при одинаковом износе осевых упоров. После этого вновь устанавливают меченые прокладки на буксу, с которой они были сняты. При неодинаково изношенных осевых упорах толщина пакета регулировочных прокладок (без учета меченых) под более изношенным упором должна быть меньше толщины пакета под менее изношенным на разницу в износах, определяемую, как разность размеров Н для осевых упоров букс одной колесной пары.
В случае получения отрицательного значения Ркр или Рср разбега регулируют снятием регулировочных прокладок соответствующей толщины, а при их отсутствии — восстановлением размера Н осевого упора.
Суммарный свободный осевой разбег колесной пары в раме тележки установлен для крайних колесных пар до включения пружин 7 осевых упоров 3+| мм, для средней колесной пары 28+| мм. Кроме свободного разбега 3+1 мм, крайние колесные пары могут перемещаться на 11 мм в каждую сторону за счет упругости пружин 7.
При установке букс на колесную пару проверяют их маркировку. При плохой читаемости маркировки ее восстанавливают, при отсутствии наносят. В маркировке указывают номер колесной пары (в верхнем правом углу корпуса буксы), толщину меченых прокладок (на торце передней крышки буксы).
Поводковые буксы бесчелюстных тележек. Конструкция буксового узла показана на рис. 81. Корпус 9 буксы двумя кососимметрично расположенными поводками 2 соединен с рамой тележки. Валики поводков крепятся к корпусу буксы и раме тележки посредством клиновых соединений и болтов 1. Литой корпус буксы имеет два боковых опорных кронштейна (крыла) для установки пружин рессорного подвешивания тележки. В цилиндрическую расточку корпуса буксы установлены по скользящей посадке до упора в заднюю крышку 6 два роликовых подшипника и между ними дистанционное кольцо 10. С целью повышения срока службы подшипники устанавливают в одном буксовом узле с разностью радиальных зазоров не более 0,03 мм. Кроме того, потолок корпуса буксы выполнен в виде свода переменного сечения с увеличенной толщиной в верхней части, что приводит не только к более равномерному распределению нагрузки между роликами, но и к увеличению числа роликов, находящихся в рабочей зоне.
На предподступичную часть оси до упора в галтель надето с натягом лабиринтное кольцо 3. Температура нагрева кольца перед посадкой 393-423 К (120-150 °C). Лабиринтное кольцо образует с задней
123
'23
>2
'21
А-А
(средней колесной пары)
Рис. 81. Поводковая букса бесчелюстной тележки:
1,21 — болты; 2 — поводок; 3 — лабиринтное кольцо; 4 — стопорный болт; 5 — шайба; 6 — задняя крышка; 7, 22 — шелковые шнуры; 8 — роликовый подшипник; 9 — корпус буксы; 10, 11 — дистанционные кольца; 12, 14 — стопорные кольца; 13 — кронштейн; 75 — упорный шариковый подшипник;
16 — амортизатор; 17 — передняя крышка; 18 — пружина; 19 — упор; 20 — контровочная проволока; 23 — коническая пробка
крышкой 6 четырехкамерное лабиринтное уплотнение буксы. Внутренние кольца подшипников имеют натяг 0,035-0,065 мм. Их насаживают на шейку оси вместе с дистанционным кольцом 11, нагретыми в индустриальном масле до температуры 373-393 К (100-120 °C). Для предотвращения сползания внутренних колец с шейки оси служит стопорное кольцо 12.
В передней крышке 17 монтируется осевой упор качения одностороннего действия, содержащий упорный шарикоподшипник, одно кольцо которого установлено на торцовой проточке оси, а другое -на упоре 19. Натяг колец 0,003-0,016 мм. В целях предотвращения раскрытия упорного подшипника он постоянно прижат усилием около 2 кН (200 кгс) к торцу оси колесной пары. Усилие создает пружина 18, действующая на подшипник через упор 19. При снятии крышки 17 осевой упор удерживается в ней стопорным кольцом 14. Между упором и крышкой установлен амортизатор 16, представляющий собой две металлические пластины толщиной 2 мм с привулка-низированным к ним резиновым элементом. В буксах средних колесных пар амортизатор не ставится, что обеспечивает свободный осевой разбег +14 мм (равный толщине амортизатора) этих колесных пар в буксах. К передней крышке приварен кронштейн 13 для присоединения гасителя колебаний.
Для того чтобы отличать буксы крайних колесных пар от букс средних колесных пар, на крышки букс наносят буквы соответственно КР и СР. На задней крышке установлен стопорный болт 4, предотвращающий сползание буксы с шейки оси при снятой с тепловоза колесной паре.
Смазка буксового узла единая пластичная. При сборке буксы закладывают смазку ЖРО в лабиринтное уплотнение задней крышки, подшипники и осевой упор передней крышки в количестве 2,5 кг. Дозаправка смазки в буксовый узел в процессе эксплуатации производится запрессовкой ее через отверстие с конической пробкой 23, расположенное в нижней части корпуса буксы.
Корпус 7 поводка буксы (рис. 82) имеет две головки с цилиндрическими расточками, в которые запрессованы с натягом 0,06-0,16 мм амортизаторы, сформированные один на коротком, другой на длинном валике. Короткий валик 8 (буксовый) имеет резинометаллический блок, состоящий из резиновой 12 и металлической 13 втулок. Длинный валик 5 (рамный) имеет два резинометаллических блока, состоящих из резиновых 3 и металлических 2 втулок. Между этими блоками помещены разделяющие их полукольца 1.
125
Рис. 82. Поводок буксы:
1,6 — полукольца; 2,13 — металлические втулки; 3,12 — резиновые втулки; 4 — штифт; 5 — рамный валик; 7 — корпус; 8 — буксовый валик; 9 — кольцо; 10 — резиновый элемент; 11 — шайба
Амортизаторы на валики напрессовывают. Перед напрессовкой резиновые втулки и все соприкасающиеся с ними поверхности смазывают смесью, состоящей из 30 % касторового масла и 70 % этилового спирта. Сформированные поводки выдерживают в течение 20 дней при температуре 288-293 К (15-30 °C) без доступа света и приложения нагрузки для завершения релаксационного процесса сцепления резины с металлом.
Валики имеют трапециевидные (клиновидные) хвостовики для установки их в соответствующие пазы на раме тележки и корпусе буксы. Крепятся хвостовики болтами М20х80, момент затяжки не менее 150 Н-м (15 кгс-м). На хвостовики валиков установлены с натягом торцовые амортизаторы, состоящие из кольца 9, шайбы 11 и привул-канизированного к ним резинового элемента 10. Они крепятся с помощью разрезных полуколец 6, вставляемых в выточки валиков, и соединяются с корпусом 7 штифтами 4, вследствие чего при повороте поводка в вертикальной плоскости резиновые элементы торцовых амортизаторов работают на сдвиг. Клиновидные хвостовики длинного
126
и короткого валиков у верхних поводков имеют встречное направление, у нижних — попутное.
Коэффициент жесткости поводков одной буксы в поперечном направлении составляет 35-105-45-105 Н/м (350-450 кгс/мм), а в продольном — 235-105—275-105 Н/м (2350-2750 кгс/мм). Такая упругая поперечная связь между колесными парами и рамой тележки в сочетании с буксовым осевым упором одностороннего действия значительно улучшает горизонтальную динамику тепловоза.
Буксовые узлы электровозов
Вследствие изгиба шейки оси, возникающего от вертикальной нагрузки на буксу, наиболее нагруженным оказывается задний подшипник. Чтобы повысить работоспособность цилиндрических роликовых подшипников, стремятся либо полностью устранить действие на них аксиальных сил, а для этого устанавливают между торцом оси и крышкой буксы упорный шариковый подшипник качения или резиновый упор, либо разгрузить только внутренний подшипник и передать все аксиальные силы на наружный. На электровозах и электропоездах осуществляют разгрузку внутреннего подшипника.
Букса 4 (рис. 83) соединена с большим 5 и малым 1 кронштейнами рамы 5 тележки двумя буксовыми поводками 2. Вертикальная
Рис. 83. Буксовый узел электровоза ВЛ 10:
1 — малый кронштейн рамы тележки; 2 — тяга поводка; 3 — рама тележки; 4 — букса; 5 — большой кронштейн рамы тележки; 6 — стойка; 7 — пружина; 8 — рессора
127
нагрузка передается от рамы на колесные пары через стойки б, пружины 7, рессору 8, подвешенную к проушинам буксы 4, и буксу. Относительные перемещения между рамой тележки и колесной парой сопровождаются поворотом поводков в вертикальной (при вертикальных колебаниях) и горизонтальной (при поперечных перемещениях) плоскостях.
Каждый поводок (рис. 84) состоит из литого корпуса или тяги 2,
Рис. 84. Буксовый поводок:
1 — прилив; 2 — тяга; 3 — болт; 4 — кронштейн; 5 — валик; 6 — резинометаллическая шайба; 7 — штифт; 8 — стальная втулка; 9—резиновая втулка
128
двух сайлентблоков и торцовых резинометаллических шайб 6. Сай-лентблок состоит из валика 5 диаметром 65 мм и одной или двух резинометаллических втулок. Резиновая втулка 9 запрессована в стальную 8, а валик запрессован в резинометаллическую втулку. Сайлентблоки запрессованы в корпус поводка, а на трапециедальные концы валиков установлены торцевые шайбы б. Положение шайб относительно корпуса поводка фиксировано штифтами 7. Концы валиков входят в трапециедальные пазы кронштейнов 4 рамы и приливов 1 корпуса буксы и затягиваются болтами 3. Поэтому при перемещениях буксы валики одного поводка остаются параллельными и не вращаются, а поворот поводка сопровождается деформациями резины втулок и торцовых шайб, т.е. все относительные перемещения происходят без внешнего трения и износа деталей поводков.
Букса электровозов состоит из корпуса 3 (рис. 85), двух однорядных подшипников 4 с цилиндрическими роликами. Между подшипниками установлены дистанционные кольца И.
Корпус 3 бесчелюстной двухповодковой буксы восьмиосных грузовых электровозов отлит из стали 25Л-11, имеет четыре прилива для
крепления тяг с резинометаллическими элементами и два прилива с проушинами для крепления рессоры. Внутренние кольца роликовых подшипников 4 типов 2052536 ЛМ (внутренние) насаживают на шейку оси в горячем
Рис. 85. Букса электровоза ВЛ 10:
1 — упорное кольцо; 2 — задняя крышка; 3 — корпус; 4 — роликовые подшипники; 5 — резиновое кольцо; 6 — передняя крышка; 7 — болт; 8 — планка; 9 — гайка; 10 — упорное кольцо; 11 — дистанционные кольца
9-395
129
состоянии, предварительно нагревают в масляной ванне при температуре 100-120 °C. Натяг этих колец подбирают в холодном состоянии (до нагрева) в пределах 0,04-0,06 мм. Внутренние кольца через упорное кольцо наружного подшипника стянуты гайкой 9, которая стопорится планкой 8, закрепленной в специальном пазу на торце оси.
Наружные кольца подшипников 4 установлены в корпусе по скользящей посадке с зазором 0,06-0,14 мм. Осевой разбег двух спаренных подшипников (0,5—1,0 мм) устанавливают, подбирая толщину наружного дистанционного кольца. Букса закрыта крышками 6 и 2 с уплотнениями из резиновых колец.
Пространство в лабиринте задней крышки, между задней крышкой и подшипником, между подшипниками и передней крышкой, а также в самых подшипниках заполняют консистентной смазкой ЖРО (3,5^4 кг), которую добавляют через отверстие в боковой части корпуса буксы, закрытое пробкой.
Передние крышки букс, расположенных с правой стороны по направлению движения, имеют фланцы, на которых устанавливают червячные редукторы привода скоростемера. На буксе с торца оси на электровозах постоянного тока с № 484 (выпуск ТЭВЗа) и с № 916
(выпуск НЭВЗа) устанавливают токоотводящее устройство (рис. 86) для уменьшения износа моторно-осевых под-
Рис. 86. Букса с токоотводящим устройством:
1 — крышка буксы; 2 — лабиринтное кольцо; 3 — корпус токоотводящего устройства; 4 — болт; 5 — крышка; 6 — щёткодержатель; 7 — прокладка; 8 — контактный диск
130
шипииков тягового двигателя от электрокоррозии. В корпусе 3 этого устройства смонтировано три щеткодержателя 6, в которых установлено по одной цилиндрической щетке МГС-21.
Буксы электропоездов
Буксовый узел моторного вагона электропоезда ЭР2Р. Корпус буксы 11 (рис. 87) литой, стальной, выполненный для бесчелюстного подвешивания, имеет ступенчатое расположение крыльев для установки надбуксовых рессор и два прилива для крепления поводков. Поводки одним концом соединены с кронштейном рамы тележки, а другим — с приливом корпуса буксы. Приливы корпуса буксы и кронштейны рамы имеют клиновидные пазы, в которые входят головки валиков поводков, закрепляемые болтами со стопорными шайбами. Поводки насажены на валики с натягом при помощи резинометаллических втулок и предназначены для ограничения разбега колесной пары при проховдении неровностей пути. Разбег не должен быть в продольном направлении более 1 мм, в поперечном — более 7,5 мм. К задней части корпуса буксы 11 болтами с пружинными шайбами крепят лабиринтную крышку 13.
Внутри буксы установлены два роликовых подшипника 10 и 12, между которыми находятся дистанционные кольца 1 и 2. В верхней части стенки
Рис. 87. Букса моторного вагона электропоездов ЭР2Р, ЭР2Т:
1,2 — соответственно большое и малое дистанционные кольца; 3 — уплотнительное кольцо; 4 — крышка; 5 — прокладка; 7 — стопорная планка; 8 — торцевая гайка; 9,15 — пробки; 10,12 — подшипники; И — корпус буксы; 14 — лабиринтное кольцо
9* 131
корпуса буксы имеется отверстие, а в дистанционном кольце — кольцевая канавка и восемь радиальных отверстий, через которые в полость подшипников подается смазка. Отработанная смазка удаляется из буксы через два отверстия в нижней части корпуса. В эксплуатации отверстия закрыты пробками.
Помимо крышки 4 буксы, имеется еще смотровая крышка 6, на место которой может быть установлен датчик противоюзного устройства (с правой стороны).
Подшипники в буксе моторного вагона электропоезда ЭР2Р такие же, как и в буксе моторного вагона электропоезда ЭР2. В буксу закладывают 2,5 кг смазки ЖРО.
Буксовый узел прицепных вагонов электропоездов ЭР2 и ЭР2Р. Корпус буксы (рис. 88) стальной, литой, выполненный для бесчелюстного подвешивания, представляет собой одно целое с опорными чашками для установки надбуксовых цилиндрических пружин. В чашках имеются отверстия для прохода шпинтонов. Подшипники применяют такие же, как и в буксе моторного вагона электропоезда ЭР2, но только устанавливают их на шейку оси без дистанционных колец (впритык). Монтаж буксы и подшипников осуществляют в таком же порядке, как и на моторном вагоне электропоезда ЭР2. На головных вагонах на первую колесную пару устанавливают привод скоростемера.
Рис. 88. Букса прицепного вагона электропоездов ЭР2,
ЭР2Р:
1 — лабиринтное кольцо; 2 — корпус буксы; 3 — уплотнительное кольцо; 4 — крышка; 5 — торцовая гайка; 6 — проволока; 7 — стопорная пластина; 8 — смотровая крышка; 9 — прокладка; 10 — роликовый подшипник 30-232726 Л1М; 11 — роликовый подшипник 30-42726 ЛМ
132
2.7.5. Рессорное подвешивание. Назначение, классификация и схемы. Конструкция и характеристика элементов рессорного подвешивания. Понятие о жесткости и гибкости рессор. Гидравлические гасители колебаний
Рессорное подвешивание
Рельсовый путь всегда имеет неровности, а колесные пары, имеющие коническую неровность бандажей, перемещаются по этим неровностям и совершают колебательные движения. Эти колебания передаются на кузов локомотива или вагона МВПС, который также совершает колебательные движения вокруг продольной оси (боковая качка), поперечной (галопирование), вертикальной (виляние), параллельно продольной оси (подпрыгивание) и вдоль поперечной оси (относ). Рессорное подвешивание обеспечивает, чтобы кузов двигался по возможности более плавно. Оно состоит из системы листовых рессор, пружин, подвесок, гасителей колебаний (фрикционных, гидравлических) и других элементов.
Рессорное подвешивание обладает необходимой упругостью и способностью гасить (поглощать) возникающие при движении подвижного состава вертикальные и боковые силы, под действием которых происходят колебания. Оно равномерно распределяет нагрузки между колесными парами и колесами. Рессорное подвешивание необходимо делать как можно мягче, снижая чувствительность локомотива к состоянию пути.
Жесткость рессоры или пружины характеризуется нагрузкой Р, вызывающей прогиб упругого элемента f на 1 мм. Она измеряется в Ньютонах или килограммах на 1 мм. Статический прогиб рессоры
/ =Н —Н ,
J ст св гр7
где Нгр — высота под нагрузкой Р;
На — высота без нагрузки.
Гибкость рессоры или пружины — величина, обратная жесткости. При параллельно расположенных упругих элементах общая жесткость
133
равна сумме жесткостей отдельных элементов. При последовательно расположенных пружинах и рессорах общая гибкость равна сумме гибкостей каждого элемента.
В челюстных тележках тепловозов нагрузка на буксы передается балансирами, расположенными с обеих сторон рамы (рис. 89). Между балансирами 1 расположены листовые рессоры 2. Нагрузка от рамы тележки передается на хомуты рессор через цилиндрические пружины 4. Концы листовых рессор входят в П-образную подвеску 5 и опираются на втулки с выступом. Выступ входит в отверстие первого коренного листа рессоры. Подвески с опорной втулкой рессоры и концами балансиров соединяются при помощи полых закаленных валиков, изготовленных из стали Ст5. Валики должны свободно входить в закаленные втулки 9, запрессованные в отверстия подвесок, балансиров и опор рессор.
Через клапаны 10 запрессовывается масло для смазки валиков. Через радиальные отверстия смазка поступает к поверхности трения. Нагрузка на второй конец балансира передается рамой тележки через пружину 11 и подвеску 12. Нагрузка на средние пружины передается через кольцевые резиновые амортизаторы 13. Такие же резиновые амортизаторы установлены под концевые пружины.
Рис. 89. Рессорное подвешивание челюстной тележки тепловоза:
1 — балансир; 2 — рессора; 3 — опора; 4 — пружины; 5 — подвеска; 6 — втулка; 7 — рессора; 8 — валик; 9 — втулки; 10 — клапаны; 11 — пружина; 12 — подвеска; 13 — амортизатор
134
Чтобы обеспечить центральное приложение нагрузки, в буксы запрессованы закаленные опоры 3, фиксирующие положение балансиров. Для этого балансиры имеют по середине соответствующие выемки. Опорную поверхность балансира наплавляют твердым сплавом электродом марки Ж4 или 50ХФА для повышения износостойкости. Толщина наплавленного слоя 2,5-3,5 мм при твердости НВ = 415.
Концевая подвеска 12 первоначально изготовлялась в виде стержня, соединенного резьбой с втулкой. Из-за появления трещин в сечении А —А такой вариант подвески заменен цельнокованым 12а.
Такой вариант рессорного подвешивания относится к одноступенчатому, так как упругие элементы размещены между рамой тележки и буксами колесных пар. Листовые рессоры и цилиндрические пружины каждой стороны сбалансированы между собой, что приводит к выравниванию нагрузок на смежные оси.
Для снижения жесткости листовых рессор нагрузка на них передается через пружины. Последовательно с пружинами установлены резиновые амортизаторы, которые снижают жесткость подвешивания, уменьшают амплитуду высокочастотных колебаний и шум в кабине машиниста.
Широкое применение листовых рессор объясняется их свойством быстро гасить возникающие колебания. Если рессоре достаточно двух периодов для прекращения колебаний, то пружине для гашения таких же колебаний необходимо 15 периодов. Такое эффективное гашение колебаний объясняется значительным трением между листами рессоры. Однако, высыхание смазки между листами, коррозия и износ поверхности листов ведут к увеличению коэффициента трения. Рессора становится малочувствительной. В современных схемах рессорного подвешивания вместо листовых рессор применяются гасители колебания (гидравлические или фрикционные).
В бесчелюстных тележках тепловозов применена другая схема одноступенчатого рессорного подвешивания (рис. 90). Нагрузка через две цилиндрические пружины 7, расположенные концентрически, передается от рамы тележки на приливы бесчелюстных букс. Такое подвешивание называется индивидуальным. Пружины тележек каждой секции тепловоза подбирают по величине прогиба под расчетной нагрузкой для уменьшения различия в нагрузках, передаваемых на колесные пары.
Комплект пружин состоит из пружин 2 и 3, опорных плит 1 и 4, резинового амортизатора со стальной арматурой 5, имеющей штырь, который фиксирует положение пружины в нижнем листе рамы тележки 6.
135
6 5
Шайба технологическая 10
1, 4 — опорные плиты; 2, 3 — пружины; 5 — амортизатор; 6 — нижний лист рамы тележки; 7 — двойные пружины; 8 — фрикционный амортизатор
Болт технологический 9 2
Рис. 90. Рессорное подвешивание бесчелюстной тележки тепловоза:
Для регулирования нагрузки на каждую колесную пару предусмотрены регулировочные прокладки. Для замены поломанных пружин без выкатки колесной пары комплект сжимается при помощи технологических болта 9 и шайбы 10.
Для гашения колебаний надрессорного строения тепловоза параллельно с пружинами установлены фрикционные амортизаторы 8. Корпус амортизатора 1 (рис. 91) крепится к раме тележки. В корпус ввернуты нажимные гайки 2, позволяющие регулировать затяжку пружины 9. Рабочая часть амортизатора состоит из фрикционных металлокерамических дисков 7, сменных стальных дисков 3, перемещающихся втулок 8, при помощи которых меняется затяжка пружины и резинометаллической втулки 5, б, запрессованной в проушину тяги гасителя 4. Тяга гасителя колебаний 4 прикреплена через зубчатую рейку 11 к кронштейну 10, приваренному к корпусу буксы.
При перемещении тяги трение возникает между дисками 3 и 7. Эллиптические отверстия в тяге 4 позволяют регулировать положение рабочей части гасителя по высоте. Сила трения зависит от затяжки пружин и коэффициента трения фрикционных пар. Фрикционный гаситель колебаний значительно снижает чувствительность рессорного подвешивания, так как начинает работать только, когда возникает толчок, достаточный для преодоления силы трения амортизатора.
В пассажирских тепловозах для уменьшения динамического воздействия на путь применяют двухступенчатое рессорное подвешивание.
136
Рис. 91. Фрикционный гаситель колебаний:
1 — корпус амортизатора; 2 — нажимная гайка; 3, 7 — диски; 4 — тяга;
5, 6 — резино-металлические втулки; 8 — перемещающаяся втулка; 9 — пружина; 10 — кронштейн; 11 — зубчатая рейка
Первая ступень представляет собой упругую связь между рамой тележки и буксами колесных пар. Вторая ступень рессорного подвешивания осуществляет упругую связь между кузовом тепловоза и рамой тележки. На тепловозе ТЭП60 (рис. 92) первая ступень подвешивания состоит из балансиров 8, пружин У и 2, листовых рессор 5 с амортизаторами 7и 9. Вторая ступень имеет две главные маятниковые опоры 4 с резиновыми конусными амортизаторами 10 по концам и четыре боковые спиральные пружины 3.
Маятниковые опоры 4 выполнены с упругими резиновыми амортизаторами 10 и возвращающими механизмами с пружинами И двухстороннего действия, центрирующими тележки относительно рамы кузова при боковом перемещении и повороте.
Боковые опоры представляют собой пружины 3, размещенные в кронштейнах тележки и нагруженные через стаканы вертикальными стойками, воспринимающими нагрузку от главной рамы через шаровые опоры трения 12. На раме тележки укреплены скобы 13, допускающие только небольшое отклонение стоек.
137
Рис. 92. Схема двухступенчатого рессорного подвешивания тепловозов ТЭП60:
1 — концевая пружина; 2, 3, 11 — пружины; 4 — маятниковая опора; 5— листовая рессора; 6 — балка; 7 — резиновые амортизаторы; 8 — балансир;
9, 10 — амортизаторы; 12 — шаровые опоры трения; 13 — скоба
От рамы тележки нагрузка через резиновые амортизаторы 7 передается на листовые рессоры 5 и одновременно через резиновые амортизаторы 9 на концевые пружины 1, а далее через балки 6 на пружины 2. Шейки колесных пар нагружаются балансирами 8, подвешенными на валиках к буксам.
Электровозы ЧС4, ЧС4Т и ЧС2Т имеют две ступени рессорного подвешивания. Первая — буксовая — состоит из пружин, поводков с резинометаллическими блоками, подбуксового балансира и гидравлических гасителей колебаний, вторая — из пружин опор кузова и пружин шкворневого узла. На электровозе ЧС2 рессорное подвешивание также двухступенчатое. В первой ступени установлены листовые рессоры, цилиндрические пружины и продольные балансиры, во второй - только листовые рессоры.
Первая ступень подвешивания у тележек выполнена различно (рис. 93). У первой тележки рессоры каждой стороны второй и третьей колесных пар соединены продольными балансирами, рессоры первой колесной пары связаны только с рамой тележки. У второй тележки все рессоры каждой стороны соединены продольными балансирами. Между листовыми рессорами (подбуксовыми балансирами) и рамами или продольными балансирами размещены цилиндрические пружины.
138
Рис. 93. Схема рессорного подвешивания тележек электровозов ЧС2Т и ВЛ60к: 1 — листовая рессора; 2 — цилиндрическая пружина; 3 — рама тележки; 4 — жесткий продольный балансир
Первая ступень рессорного подвешивания электровозов ЧС4 и ЧС4Т (рис. 94) состоит из витых однорядных пружин У и 7, поводков 2 и 9, через которые тяговые и тормозные усилия передаются на раму тележки 4. Поводки закреплены на корпусе буксы 10. Жесткий балансир 8 симметричен и в средней части валиком 11 закреплен в вилке корпуса буксы. Жесткие упоры 3 и 5 ограничивают перемещение буксы. Гидравлический гаситель 12 осуществляет гашение вертикальных колебаний рамы тележки. Чтобы не ослаблять сечение боковины рамы тележки отверстием под шток в нижнем горизонтальном листе, устанавливают съемную коробку 6. Пружины разбивают на две группы по высоте под номинальной статической нагрузкой 44,3 кН:
139
пружины группы I имеют высоту 352-357 мм, группы II - высоту 357-362 мм. На каждой пружине крепят бирку с номером группы, к которой она относится.
Первая ступень рессорного подвешивания электровоза ЧС2 (см.рис. 94) имеет листовые рессоры 1 и витые пружины 2. Концы листовых рессор соединены продольными балансирами 3.
Рис. 94. Схема рессорного подвешивания электровозов ЧС4 и ЧС4Т:
1,7 — пружины; 2, 9 — поводки; 3,5 — жёсткие упоры; 4 — рама тележки; 6 — коробка; 8 — балансир; 10 — букса; 11 — валик; 12 — гидравлический гаситель; 13 — листовая рессора; 14 — продольный балансир; 75 — рама тележки
Вторая ступень подвешивания электровозов ЧС4 и ЧС41 представляет собой опоры кузова (рис. 95), имеющие различную конструкцию. На электровозе ЧС4 в месте установки опоры в раскосую балку рамы кузова вварено литое гнездо 5, расточенное внутри под цилиндр. В него запрессована направляющая втулка 4, вдоль которой может скользить стакан 7. Дно стакана служит опорой для комплекта внутренней 14 и наружной 75 пружин. К гнезду 5 болтами крепят опорную чашу 9 с крышкой 8, которая уложена сверху на пружины. В центре крышки сделано отверстие, в которое запрессована и зафиксирована штифтом втулка 72. Втулка имеет трапецеидальную упорную резьбу для регулировочного болта 70. Болт через сухарь 13 упирается в опорную чашу.
Нагрузка от кузова через крышку, регулировочный болт и комплект пружин передается на стакан, а от него через вкладыш 7 на скользун 2. Регулировочный болт 70 позволяет изменять статическую
140
нагрузку. Его стопорят контргайкой 11, кроме того, ставят специальное стопорное устройство. В зоны контакта деталей, которые имеют взаимное перемещение, подводят масло. В пространство между стаканом и направляющей втулкой оно попадает через канал б.
На электровозе ЧС4Т (рис. 95) гнездо опоры 5 вварено в балку-кронштейн рамы кузова. Направляющая 20 опоры при регулировке может перемещаться относительно гнезда 5 натяжными болтами 19. Нагрузка от кузова на раму тележки передается последовательно через натяжные болты 19, направляющую 20, комплект пружин 21 и 22, собственно опору 25 и вкладыш 26, опирающийся на скользун 27. При вертикальных перемещениях тележки относительно кузова цилиндрическая часть направляющей опоры 18 скользит вдоль стакана 23, внутрь которого вставлена сменная втулка 28. К поверхности трения подается масло через каналы 24. Оно заливается через трубку 16, откуда через отверстия 17 попадает в полость направляющей опоры. Внутри трубки имеется щуп - указатель уровня масла.
Рис. 95. Опоры кузова электровозов ЧС4 и ЧС4Т:
1 — вкладыш; 2 — скользун; 3 — ванна; 4 — направляющая втулка; 5 — литое гнездо; 6 — канал; 7 — стакан; 8 — крышка; 9 — опорная чаша; 10— регулировочный болт; 11 — контргайка; 12 — втулка; 13 — сухарь; 14 — внутренняя пружина; 75 — наружная пружина; 16 — трубка; 17, 18 — отверстия; 79 — натяжные болты; 20 — направляющая; 27, 22 — комплект пружин; 23 — стакан; 24 — каналы; 25 — опора; 26 — вкладыш; 27 — скользун тележки; 28 — сменная втулка
141
На электровозе ВЛ60к (рис. 93, в) рессорное подвешивание расположено в средней плоскости боковин рам тележек. Оно состоит из листовых рессор 1, цилиндрических пружин 2, балансиров 4 и соединяющих их элементов.
На электровозе ВЛ8 (рис. 96) рессорное подвешивание одноступенчатое, выполнено из листовых рессор 3, комплектов витых цилиндрических пружин 1, расположенных между рессорами и корпусами букс 6. Коренные листы рессор имеют по концам овальные отверстия, через которые проходят подвески 2, соединенные с другой стороны с жесткими балансирами 4, расположенными ниже боковины рамы тележки 7. Комплект пружин состоит из внешней и внутренней пружин, направления витков которых противоположны.
Рис. 96. Рессорное подвешивание электровоза ВЛ8 1 — пружина; 2 — подвеска; 3 — листовая рессора; 4 — балансир; 5 — опора; 6 — корпус буксы; 7 — боковина рамы тележки.
На электровозах ВЛ10, ВЛ11, ВЛ15, ВЛ80 и ВЛ85 рессорное подвешивание двухступенчатое (рис. 97). Первая ступень подвешивания состоит из листовой рессоры 1 и винтовых цилиндрических пружин 3. Рессора шарнирно подвешена к нижней части буксы, а коренные листы по концам имеют отверстия, в которые проходят подвески. Пружины с одной стороны через прокладку 4 опираются на концы рессоры, а с другой через гайку 5 — на стойку 6, шарнирно соединенную с кронштейном 7 рамы тележки 8.
Вторая ступень—люлечное подвешивание. Вертикальная нагрузка от кузова приложена к нижней части стержня 14. Кузов кронштейнами 13 устанавливается на балансиры 12, которые опираются на нижние шарниры люлечного подвешивания, состоящие из опор 11 и 10. Нижний шарнир удерживается на стержне гайкой 9 со шплинтом 25. Вертикальная нагрузка через съемную шайбу 22 стержня, пружину
142
Рис. 97. Рессорное и люлечное подвешивание электровозов:
1 — рессора; 2 — букса; 3, 21, 29 — пружина; 4 — подкладка; 5 — гайка; 6 — стойка; 7 — кронштейн; 8 — рама тележки; 9 — гайка; 10, 11, 17, 18 — опоры; 12 — балансир; 13 — кронштейн кузова; 14 — стержень; 15, 34 — кронштейн; 16 — прокладка; 19 — стакан; 20 — шайба; 22 — съёмная шайба; 23 — болт; 24 — трос; 25 — шплинт; 26 — рама кузова; 27 — прокладка; 28 — корпус; 30 — крышка; 31 — накладка; 32 — вкладыш; 33 — боковина рамы тележки; 35 — валик; 36 — гидравлический гаситель
143
21, регулировочную шайбу 20, фланец стакана 19, опоры 17, 18 и прокладку 16 передается на раму тележки 8 через кронштейн 15. Шарниры люлечной подвески обеспечивают колебательное движение стержня, вызванное поперечным горизонтальным перемещением и поворотом тележки относительно кузова. Поверхности трения стержня 14 и стакана 19 облицованы износостойкими втулками и смазываются через специальные отверстия в стержне. Люлечная подвеска, для предотвращения падения деталей нижнего шарнира при обрыве стержня, имеет страховочный трос 24, закрепленный болтами 23.
Для ограничения горизонтальных колебаний на раме кузова 26 укреплен шпильками горизонтальный упор, состоящий из крышки 30, пружины 29, корпуса 28 и регулировочных прокладок 27. Крышка упора с внешней стороны имеет вкладыш 32, выполненный из марганцовистой стали, который входит в непосредственный контакт с термообработанной накладкой 31 на боковине рамы тележки 33. Горизонтальные усилия от кузова на раму тележки передаются люлеч-ными подвесками при поперечном отклонении кузова на 15 мм от среднего положения и совместно люлечными подвесками и горизонтальным упором при отклонении от 15 до 30 мм. После сжатия пружины 29 на рабочий ход — 15 мм, горизонтальный упор работает как жесткий ограничитель.
Для ограничения вертикальных колебаний кузова относительно тележки и предотвращения смыкания витков пружины люлечной подвески служит вертикальный упор, смонтированный на кронштейне 13, позволяющий выдерживать зазор В, в заданных пределах. Гашение вертикальных колебаний кузова осуществляется гидравлическими гасителями 36, укрепленными на кронштейне 34 валиками 35.
На электропоездах серии ЭР рессорное подвешивание двухступенчатое. Первая ступень подвешивания тележек моторных вагонов электропоездов ЭР2, ЭР9М, ЭР9Е (рис. 98, а) состоит из витых пружин 1 и 8 опирающихся на стаканы 2 буксового балансира 6, который подвешен к хвостовику корпуса буксы 5. Под пружины 1 и 8 установлены резиновые гасители 3. Продольная балка рамы тележки 9 опирается на верхние торцы пружин через буксовые направляющие 7, в которых предусмотрены наличники 4, специальные чаши и стальные регулировочные прокладки толщиной 6 мм.
Гашение колебаний галопирования осуществляется фрикционным гасителем, основание которого приварено к продольной балке рамы тележки 9. На основании укреплена ось 12 с поворотным рычагом 16, фрикционными дисками и неподвижным диском 17. Фрикцион
144
10-395
Л777777777777Х
Б-Б
в)
26
Рис. 98. Первая ступень рессорного подвешивания электропоездов:
1,8 — пружина; 2 — стакан; 3 — резиновые гасители; 4 — наличники; 5 — корпус буксы; 6 — балансир; 7 — буксовые направляющие; 9 — продольная балка рамы тележки; 10 — резиновая втулка; 11 — поводок; 12 — ось; 13 — шайба; 14 — пружина; 75 — крышка; 16 — рычаг; 17 — неподвижный диск; 18,24 — поводки; 19 — рама тележки; 20,21 — пружины; 22 — шайба; 23 — резиновый амортизатор; 25 — резиновая втулка; 26 — стальной шпинтон
ные диски изготовляют из ретинакса ФК-16Л или пластмассы КФ-2. Рычаг с дисками зажат между основанием, крышкой 15 и фигурной шайбой 13 пружиной 14. Рычаг 16 соединен с крышкой буксы 5 поводком 77. В отверстиях поводка в местах соединения гасителя с кронштейном и крышкой буксы установлены резиновые втулки 10. Эти втулки затягивают так, что колебания с малой амплитудой гасятся в них, а фрикционная часть гасителя включается в работу при значительных амплитудах колебаний.
Первая ступень подвешивания тележек бесчелюстного типа моторных вагонов электропоездов ЭР2Р и ЭР2Т (рис. 98, б) состоит из пружин 20 и 21 с чашами. Чаши установлены в разных уровнях в соответствии с положением тяговых поводков 18 и 24, которые связывают буксу с рамой тележки 19. Под нижние опорные поверхности пружин в чашах крыльев букс установлены армированные стальными опорными шайбами 22 резиновые амортизаторы 23.
Первая ступень подвешивания тележек КВЗ-ЦНИИ прицепных и головных вагонов электропоездов всех серий выполнена одинаково, отличия только в характеристиках пружин. Для направления пружин служат стальные шпинтоны 26, прикрепленные к раме тележки. Под пружинами размещены резинометаллические прокладки, армированные стальными прокладками. Возвращение колесных пар в среднее положение достигается вследствие поперечной жесткости пружин. В первой ступени подвешивания этих тележек также применен фрикционный гаситель колебаний.
Вторая ступень рессорного подвешивания (центральное подвешивание) тележек моторных вагонов электропоездов ЭР2 (с № 514), ЭР2Р, ЭР9М, ЭР9Е (рис. 99) выполнена в виде люлечного подвешивания. Тяги 9 подвешены к раме тележки на валиках в специальных стаканах 72, вваренных в боковины 7 рамы. Тяги 9 оканчиваются короткими серьгами, на которых при помощи валиков подвешен поддон 10. Штампованные серьги имеют форму прямоугольных звеньев. Каждая тяга 9 представляет собой кованый стержень с двумя головками. В отверстие верхней головки вставлен сменный фасонный вкладыш, на который опирается верхний валик. Такие же валики установлены в нижних головках тяг 9.
На поддоне установлено два комплекта витых двухрядных пружин 77, на которые опирается расположенный между поперечными балками 5 надрессорный брус б, имеющий в средней части коробчатое сечение, отштампованный из листовой стали. В средней части через брус 6 пропущен шкворень 7 с резиновым амортизатором 8.
146
Рис. 99. Центральное подвешивание электропоездов:
1 — боковина; 2 — амортизатор; 3 — тяговый поводок; 4 — гидравлический гаситель; 5 — поперечная балка; 6 — надрессорный брус;
7 — шкворень; 8 — резиновый амортизатор; 9 — тяга; 10 — поддон; 11 — комплект двухрядных пружин; 12 — стакан
10*
147
Брус 6 упруго фиксирован относительно рамы тележки двумя тяговыми поводками 3 с резинометаллическими амортизаторами 2 в шарнирах. Поводки 3 передают тяговые и тормозные силы от рамы тележки на раму кузова. Продольные перемещения бруса 6 при передаче продольных усилий ограничены до 2-4 мм деформацией амортизатора 2. Для ограничения поперечных перемещений и смягчения боковых ударов надрессорного бруса б о боковины рамы на литых опорах установлены резинометаллические амортизаторы. Между брусом б и рамой тележки 1 под углом 35° к горизонтали установлены гидравлические гасители колебаний 4.
Вторая ступень подвешивания прицепных и головных вагонов с тележками КВЗ-ЦНИИ имеет такую же конструкцию, как и у моторных вагонов, отличается только устройством шкворневого узла и витыми трехрядными пружинами. Высота пружин подобрана так, что гибкость комплекта переменная. При пустом вагоне в работе участвуют только наружная и внутренняя пружины, при заполненном вагоне в работу включается средняя пружина.
В центральном подвешивании электропоезда ЭР200 вместо двухрядных пружин применены пневматические рессоры. Они представляют собой упругие резинокордовые оболочки, заполненные сжатым воздухом, что позволяет получить больший статический прогиб и стабильное демпфирование колебаний. Кроме того, применяя такие рессо
ры, можно поддерживать постоянную высоту пола кузова независимо от загрузки вагона, осуществлять принудительный наклон кузова при входе в кривые участки пути. Пневматические рессоры подразделяют на баллонные, диафрагменные, подушечные и комбинированные.
Баллонная пневморессора (рис. 100) работает только в вертикальном
направлении. Ее резинокордовая оболочка 2 уплотняющими кольцами 5 и б прикреплена к верхней 4 и нижней 1 крышкам. Кольцо 3 служит для сохранения формы пневморессоры. На случай отсутствия воздуха внутри оболочки устанавливают резиновый амортизатор.
Рис. 100. Пневматическая рессора балонного типа:
1 — нижняя крышка; 2 — резинокордная оболочка; 3 — кольцо; 4 — верхняя крышка; 5 и 6 — уплотняющие кольца
148
Диафрагменная рессора (рис. 101) работает в вертикальном и поперечном направлениях. К ее верхней крышке 1 крепят направляющий кожух 2. Функции нижней крышки выполняет поршень 4, на котором установлен амортизатор 3. Сопротивление рессоры поперечной деформации возникает вследствие изменения площади и формы поверхности контакта оболочки с поршнем и частично — в результате жесткости оболочки.
Пневморессоры соединяют с дополнительным резервуаром при помощи трубопроводов, имеющих регулируемые отверстия, что позволяет получить требуемый демпфирующий эффект.
Рис. 101. Пневматическая рессора диафрагменного типа:
1 — верхняя крышка; 2 — направляющий кожух; 3 — амортизатор; 4 — поршень
Гидравлические гасители колебаний
В зависимости от демпфирующей силы гасители колебаний устанавливают между рамами кузова и тележки (на электровозах ВЛ 10, ВЛ 10у, ВЛ I Iй, ВЛ80 всех индексов; на электропоездах во второй ступени с витыми пружинами и др.) и между рамой тележки и буксами (на электровозах ЧС4, ЧС4Т и др.). Гашение колебаний в них происходит под действием сил вязкого трения жидкости, возникающих при продавливании ее поршнем через узкие каналы и всасывании обратно через клапаны одностороннего действия (т.е. происходит превращение механической энергии колебательного движения в тепловую и передача ее в окружающую среду). Гасители бывают двустороннего и одностороннего действия. На электровозе или вагоне допускается установка гидравлического гасителя колебаний только одного типа.
Гидравлические гасители колебаний одностороннего действия создают силу сопротивления только на ходе сжатия. Ход растяжения
149
является вспомогательным, шток свободно перемещается вверх и засасывает рабочую жидкость в подпоршневую полость.
Гидравлические гасители устанавливают под углом 35-45° к горизонтали, что позволяет исключить или ограничить вертикальные и горизонтальные колебания кузова или рамы тележки. Пригодность гасителей колебаний определяют способностью их противодействовать колебательному процессу, которая оценивается силой сопротивления гасителя.
Телескопический поршневой гаситель двустороннего действия (рис. 102, а) развивает усилия сопротивления на ходах сжатия и растяжения и состоит из цилиндра 5 с головкой 75, в котором при колебаниях рамы кузова или тележки перемещается поршень б с клапанами 77и кольцом 4. В нижнюю часть цилиндра запрессован корпус 18 с клапаном 19. Шток уплотнен сальниковым устройством, состоящим из обоймы 7 и двух каркасных сальников 10. Гайка 8 фиксирует положение деталей гасителя и одновременно сжимает резиновое кольцо 14, которое уплотняет корпус 16. Гаситель крепят с помощью верхней 77 и нижней 7 головок резиновых втулок 2 и стальных вкладышей 3. На верхнюю головку наворачивают защитный кожух 9, который фиксируется болтом 13. Крепление штока к верхней головке осуществляется винтом 72.
При ходе поршня б вверх (рис. 102, б) давление рабочей жидкости в надпоршневой полости повышается, диск клапана 19 в поршне прижимается к посадочным поясам корпуса, жидкость, преодолевая большое сопротивление, поступает через щелевые каналы, расположенные на наружном поясе, в подпоршневую полость 20. Однако давление в этой полости все равно снижается, так как освобождающийся объем под поршнем больше объема поступившей жидкости. Вследствие образовавшегося разряжения объем под поршнем заполняется жидкостью, всасываемой из вспомогательной камеры 27 через канавки в нижнем корпусе, калиброванные отверстия клапана 19 и пазы дистанционного кольца. При повышении давления в надпоршневой полости до 4,41 МПа (4,5 кгс/см2) открывается клапан 77 в поршне, и часть жидкости перепускается в подпоршневую полость 20. Давление в надпоршневой полости падает, шарик под действием пружины закрывает отверстие клапана 17.
Когда поршень перемещается вниз (рис. 102, в), давление рабочей жидкости в подпоршневой полости 20 повышается, диск нижнего клапана 19 прижимается к посадочным поясам корпуса, и часть жидкости, преодолевая большое сопротивление, перетекает через щеле-
150
Рис. 102. Гидравлический гаситель двухстороннего действия:
1, 11 — головки; 2 — резиновая втулка; 3 — стальной вкладыш; 4 — кольцо; 5 — цилиндр; 6 — поршень; 7 — обойма; 8 — гайка; 9 — кожух; 10 — каркасный сальник; 12 — винт; 13 — болт; 14 — резиновое кольцо;
15 — головка; 16, 18 — корпус; 17 — клапан; 19 — диск клапана; 20 — подпоршневая полость; 21 — полость; 22, 23 — вспомогательная камера
151
вые каналы во вспомогательную камеру 22. Одновременно при этом ходе давление жидкости в надпоршневой полости снижается, клапан 17 открывается, и часть жидкости перетекает через калиброванные отверстия клапана в освободившееся надпоршневое пространство. Если давление в подпоршневой полости 20 повысится до 4,41 МПа (4,5 кгс/см1 2), сработает клапан 19 в нижнем корпусе, перепустится во вспомогательную камеру 23. Давление в полости 21 падает, шарик клапана 19 под действием пружины закроет отверстие.
Гидравлический гаситель одностороннего действия. Также одностороннего действия предназначен для гашения вертикальных колебаний вагона. Отличительной особенностью его является положение, при котором надпоршневая полость цилиндра 5 (рис. 103) не является рабочей, в связи с чем сальниковое уплотнение 7 не подвержено давлению масла.
При ходе растяжения гасителя масло из запасного резервуара 6 засасывается в рабочую полость цилиндра 3. При ходе сжатия клапан 2 закрывается и масло под давлением поршня 4 поступает в запасной резервуар, поглощая и превращая в тепло механическую энергию колебательного процесса. В случае увеличения давления масла в рабочей полости цилиндра выше 4,5 Мпа открывается предохранительный клапан 1, ограничивая сопротивление гасителя.
Динамическими испытаниями установлено, что фактические усилия, передаваемые через буксовый гаситель,
Рис. 103. Гидравлический гаситель одностороннего действия:
1 — предохранительный клапан; 2 — клапан; 3 — рабочая полость цилиндра; 4 — поршень; 5 — надпоршневая полость
цилиндра; 6 — запасный резервуар; 7 — сальниковое уплотнение
152
превышают расчетные усилия срабатывания клапана , что снижает надежность клапанного устройства. Заводом проводится модернизация гидрогасителей и их сочленения с буксой и рамой тележки.
Горизонтальный гидравлический гаситель. Одностороннего действия (рис. 104) предназначен для гашения поперечных колебаний вагона. Особенностью его является наличие в нижней его части запасного резервуара 2 с заборным клапаном 1 и размещение в рабочей полости цилиндра 3 дроссельного клапана 6 с масляным затвором.
В период работы гасителя на растяжение (ход расгяжения) масло из запасного резервуара засасывается через заборный клапан в рабочую полость цилиндра, при этом попадание воздуха через дроссельное отверстие исключено.
При работе гасителя на сжатие (ход сжатия) заборный клапан закрывается и масло под давлением поршня 5 поступает в масляный затвор и , наполнив его, стекает в запасной резервуар. В случае увеличения давления более 4,5Мпа открывается предохранительный шариковый клапан 8, ограничивая сопротивление гасителя. Для уплотнения в гасителе имеется сальник 4 .
Рис. 104. Горизонтальный гидравлический гаситель:
1 — заборный клапан; 2 — запасный резервуар; 3 — рабочая полость цилиндра; 4 — сальник; 5 — поршень; 6 — дроссельный клапан; 7 — полость; 8 — шариковый клапан
153
Листовые рессоры. При увеличении прогиба в т2 раз напряжение увеличивается в т раз. Рессора является деталью, работающей с весьма высоким напряжением с непрерывно меняющейся по величине нагрузкой. Эти условия определяют требования к материалу рессор и термической обработке листов. Материалом для изготовления рессор служат полосы из кремнистых сталей марок 55С2 и 60С2.
Механические свойства рессорной стали марки 55С2 после термообработки (закалка при температуре 880 °C в масле и отпуск при вторичном нагреве до 400-510° С) должны быть следующими: предел прочности не меньше 130 кгс/мм2; предел текучести не меньше 120 кгс/мм2; удлинение не меньше 6%; сужение площади поперечного сечения 30%. Для стали 60С2 удлинение допускается не меньше 5% и сужение площади поперечного сечения не меньше 25%.
Рессора работает с напряжением, достаточно близким к пределу текучести. Необходимо точное соблюдение режима термической обработки рессорных листов. Пригодность рессорных листов к сборке проверяют определением твердости по способу Бринелля. Для стали марки 55С2 твердость рессорного листа после закалки НВ = 363 — 432.
Для того чтобы прогиб рессоры был наибольшим, и все листы работали примерно с одинаковым напряжением, рессора должна быть выполнена в виде бруса равного сопротивления изгибу. Однако применение рессор такого вида невозможно из-за конструктивных условий. На практике брус равного сопротивления изгибу заменяется комплектом листов, причем нижние листы рессоры выполняются одинаковой длины и называются коренными.
Комплект листов (рис. 105J плотно обхвачен в средней части хомутом из мягкой стали (СтЗ). Хомут надевают в горячем состоянии и одновременно со всех сторон обжимают на прессе. В средней части каждого листа выштампован выступ В. Выступ каждого листа входит в выемку следующего листа, что препятствует сдвигу листов.
При изгибе между листами рессоры возникает значительное трение, которое повышает жесткость рессоры и вызывает износ листов. Чтобы снизить трение и повысить чувствительность, рессоры выполняют из восьми или девяти листов вместо 16—18 листов в прежних конструкциях. Для продления срока службы листов и обеспечения нормальной работы рессор листы перед сборкой обязательно должны быть смазаны смесью машинного масла (25%), солидола (25%) и графита (50%). Для снижения концентрации напряжений кромки листов у торцов должны быть закруглены.
Прогиб рессоры f под статической нагрузкой представляет собой
154
Рис. 105. Листовая рессора
разность между фабричной стрелой fo и остаточным прогибом после приложения нагрузки Прогиб подбирается так, чтобы под установленной нагрузкой листы рессор почти выпрямлялись. При расчетах длина рессоры 21 берется под нагрузкой. Длина рессоры без нагрузки определяется хордой 21 г
Основной характеристикой рессоры является жесткость. Жесткостью рессоры (статической) называется нагрузка, вызывающая прогиб в 1 мм:
ж=Р//,
где Р — нагрузка на рессору, кгс.
После изготовления или ремонта рессоры испытывают на изгиб под статической нагрузкой, определяемой по расчетному напряжению в 100 кгс/мм2 для стали 55С2. Остаточные деформации после испытаний рессор не допускаются. На усталость рессоры испытывают на стендах, позволяющих менять амплитуду колебаний рессоры. Трещины в листах рессоры обнаруживают магнитным контролем при разборке.
Пружины. Цилиндрические винтовые пружины (рис. 106) для подвижного состава изготовляют из прутков круглого сечения из стали 55С2, 60С2 и 65С2ВА.
Для обеспечения плотного прилегания к плоскости концы заготовок оттягивают на длине в 3/4 витка. Количество рабочих витков п меньше общего числа пд на полтора витка.
155
Рис. 106. Цилиндрическая винтовая пружина
Двойные пружины состоят из двух концентрически расположенных пружин сжатия. Для устранения закручивания торцовых опор и перекоса, наружная пружина делается с правой навивкой, а внутренняя — с левой. Между пружинами должен быть достаточный радиальный зазор, а опоры должны предупреждать боковое сползание пружин. Статическая нагрузка, под которой испытывается пружина, определяется по расчетному напряжению сдвига t = 65 кгс/мм2.
Высота изготовления пружин существенно отличается, поэтому их делят на группы, мало отличающиеся по высоте. Для того чтобы обеспечить небольшую разницу в нагрузках от колес на рельсы, в рессорном подвешивании каждой тележки должны устанавливаться пружины одной группы. Это особенно важно для тележек с индивидуальным рессорным подвешиванием.
Против «разгрузочное устройство. Противоразгрузочное устройство
156
служит для выравнивания нагрузок на колесные пары при реализации силы тяги электровоза с целью повышения использования сцепного веса.
Противоразгрузочное устройство состоит из цилиндра 1 (рис. 107) диаметром 10", который крепится на кронштейне буферного бруса кузова, и рычага 2. Рычаг выполнен сваркой трубы и рычагов, развернутых под углом, и укреплен на кронштейне, установленном на раме кузова посредством плавающего валика из стали 45. От выпадания валик предохранен планками, перекрывающими отверстия проушин кронштейна, из которых одна приварена, а другая закреплена двумя болтами М16 со стопорением.
Нижним концом один из рычагов крепится к штоку цилиндра, а на другом конце рычага устанавливается опорный ролик, через который
Рис. 107. Противоразгрузочное устройство:
1 — цилиндр; 2 — рычаг
передаются нагрузочные усилия на специальные планки, установленные на концевых брусьях рамы тележки восьмиосного электровоза. При движении электровоза в работу включается на каждой секции передние по ходу противоразгрузочные устройства согласно схеме рис. 108.
Рис. 108. Схема включения противоразгрузочного устройства
J57
Величина усилия противоразгрузочного устройства изменяется пропорционально силе тяги тележки F
где Л — высота от уровня головки рельса до оси шаровой связи;
d — расстояние от оси нагружающего устройства до поперечной оси тележки.
При монтаже противоразгрузочного устройства все шарнирные соединения и поверхности планки на раме тележки в месте перекатывания ролика смазывают солидолом УС-2 ГОСТ 1033-73. Зазоры должны быть не менее: между штоком и передней крышкой цилиндра по горизонтали — 4 мм; то же по вертикали вверх — 5 мм; внизу — 8 мм; между рычагом и буферным брусом — 5 мм. От ролика до рамы тележки после окончательной регулировки зазор должен быть 55"’ мм при нулевом выходе штока. Между упорами и корпусом цилиндра допускают местные зазоры не более 0,5 мм.
2.7.6. Тяговый привод. Назначение и классификация. Конструкция опорно-осевого подвешивания тяговых электродвигателей. Система смазывания моторно-осевых подшипников. Конструкция опорно-рамного подвешивания тяговых электродвигателей
Тяговый привод
У тягового электроподвижного состава и тепловозов с электрической передачей тяговый привод соединяет колесную пару, являющуюся неподрессоренным элементом экипажной части, с тяговым электродвигателем, который частично или полностью подрессорен. Тяговый привод предназначен для передачи вращающего момента, создаваемого тяговым двигателем в режимах тяги и торможения.
Конструкция тягового привода влияет на массогабаритные показатели, эксплуатационные качества тележки и на ряд показателей тягового подвижного состава. Вращающий момент от вала тягового элек
158
тродвигателя передается на ось колесной пары с помощью зубчатой передачи, которая состоит из находящихся в зацеплении большого и малого зубчатых колес.
Большое зубчатое колесо насаживается на ось колесной пары или на удлиненную ступицу колесного центра, малое на вал тягового двигателя или на вал привода от редуктора. Тяговый привод различают в зависимости от способа подвешивания тягового электродвигателя на привод с опорно-осевым или с рамным подвешиванием.
Значительным недостатком опорно-осевого подвешивания тяговых электродвигателей является повышенное динамическое воздействие на путь, поскольку часть веса двигателей не подрессорена. Наименьшее воздействие на путь от веса колесно-моторного блока достигается при опорно-рамном подвешивании, когда тяговый электродвигатель закреплен на раме тележки, т. е. полностью подрессорен.
Преимущество опорно-рамного подвешивания заключается в том, что тяговый электродвигатель защищен от вибрации рессорным подвешиванием тележки, а также в значительном снижении неподрессо-ренного веса локомотива. Однако опорно-рамный привод имеет более сложную конструкцию.
Опорно-осевое подвешивание тяговых электродвигателей тепловозов
Опорно-осевое подвешивание тяговых электродвигателей применено на тепловозах: ТЭЗ, 2ТЭ10В (М), 2ТЭ116, 2М62, ТЭМ2 и др. (рис. 109). У тягового двигателя имеются три опорные точки. В одной точке двигатель 11 закрепляется через пружинный комплект 1 на раме тележки тепловоза, а в двух других точках тяговый двигатель
Рис. 109. Схема опорно-осевого подвешивания тяговых электродвигателей тепловозов:
1 — рама тележки; 2,7 — зубчатые колёса; 3 — выходной вал; 4 — резиновая втулка; 5 — ступица; 6, 8 — кожух; 9 — подшипники; 10 — колёсная пара; 11 — тяговый двигатель
159
жестко опирается на ось колесной пары через моторно-осевые подшипники 9. Вращающий момент от вала 3 тягового электродвигателя через цилиндрические зубчатые колеса 2 и 7 передается на ось колесной пары 10. Зубчатые колеса двигателя и оси колесной пары помещены в кожух одноступенчатого редуктора. Для снижения динамических нагрузок на тяговый электродвигатель и снижения износа зубьев зубчатое колесо на некоторых тепловозах делается составным, при этом зубчатый венец 6 со ступицей 5 с помощью резиновых втулок 4.
Пружинная подвеска тягового электродвигателя (рис. 110) состоит из двух обойм 6, между которыми установлены четыре витые пружины 7. Пружинный комплект перед установкой на место стягивается болтами 12, пропущенными в отверстия на концах обойм. Комплект устанавливается между опорными выступами 5,8 кронштейнов рамы тележки тепловоза и охватывается выступами 10 корпуса тягового электродвигателя. Для фиксации пружинного комплекта в раме тележки через сквозные отверстия в кронштейнах рамы тележки и обоймах пропущены стержни 9, опирающиеся на валики 13. Моторно-осевые подшипники 15 представляют собой подшипники скольжения, состоящие каждый из двух бронзовых вкладышей, охватывающих по всему периметру шейки оси колесной пары. Бронзовые вкладыши образуют постель, в которой вращается ось колесной пары. Шапки моторно-осевых подшипников прочно сжимают вкладыши. Шапки имеют масляную камеру, в них через масленки 16 заливается смазка. Смазка к оси подается шерстяной подбивкой. На тяговых двигателях тепловозов подбивка прижата к оси пружинной планкой 17, у нижнего вкладыша имеется прямоугольное окно для подвода осевого масла к шейке оси.
На тяговых двигателях тепловоза 2ТЭ10В для смазывания шейки оси применена более совершенная «польстерная» смазка. Польстерное устройство (рис. 111) состоит из корпуса 12 и польстерного пакета 75. Пакет состоит из двух войлочных пластин с хлопчатобумажными фитилями между ними. Пакет 75 закреплен в коробке 14 скобой 13. Снаружи коробка имеет пластинчатые пружины 77, за счет упругости которых она вставлена в корпус. Коробку с польстером к шейке оси прижи-маег пружина 9. Нажатие пружины 9 превышает сопротивление распорных пластинчатых пружин, что обеспечивает контакт польстера с шейкой оси. Рычаг 10 и пружина 9 осью 2 и стержнем 1 соединены с корпусом 7, который установлен на нижней стенке крышки подшипника 8. Уровень смазки контролируется по стержню поплавка 4 при открытой крышке или при помощи щупа.
160
А-А
Рие. ПО. Конструкция опорно-осевого подвешивания:
1 — тяговый электродвигатель; 2 — зубчатое колесо тягового электродвигателя; 3 — зубчатое колесо колёсной пары; 4 — ось колёсной пары; 5 — нижний выступ кронштейна рамы тележки; 6 — обойма; 7 — пружина; 8 — верхний выступ кронштейна рамы тележки; 9 — стержень; 10 — выступ корпуса тягового электродвигателя; 11 — пластина; 12 — болт; 13 — валик; 14 — кожух редуктора; 15 — моторно-осевые подшипники; 16 — маслёнка; 17 — пружинная планка; 18 — нижняя маслёнка; 19 — шапка моторно-осевого подшипника; а — войлочная прокладка
11-395
161
Рис. 111. Моторно-осевой подшипник с польстерной системой смазки: 1 — стержень; 2 — ось; 3, 9 — пружина; 4 — стержень поплавка; 5 — втулка; 6 — крышка буксы; 7 — пробка сливной горловины; 8 — букса моторно-осевого подшипника; 10 — рычаг; 11 — пластинчатые пружины; 12 — корпус; 13 — скоба; 14 — коробка; 15 — польстерный пакет; 16 — вкладыш моторно-осевого подшипника; 17 — шпонка
Тепловозы 2ТЭ10М и 2ТЭ116 оборудованы принудительной системой подачи смазки к моторно-осевым подшипникам (см.рис. 62). Подачу масла обеспечивает масляный насос 7. Масляный насос установлен в единой крышке моторно-осевых подшипников и приводится в действие от зубчатого венца 8 оси колесной пары. Шестеренчатым насосом масло из нижней камеры крышки подается к польстерному устройству 1 в верхних камерах 2. Польстерное устройство представляет собой фитильную набивку (подушку) из шерстяной пряжи заключенную в коробку и поджатую винтовой пружиной или пакет хлопчатобумажных фитилей 1.
Опорно-рамное подвешивание тяговых электродвигателей тепловозов
На пассажирских тепловозах в основном получили распространение две системы опорно-рамного привода: с двухсторонней переда
162
чей момента на колесную пару тепловоза полым валом, центрированным в подшипниках скольжения тягового двигателя (тепловоз ТЭП60), с односторонней передачей момента с помощью карданного вала, связанного с зубчатым колесом упругими муфтами (тепловоз ТЭП70).
У тепловоза ТЭП60 (рис. 112, а) тяговый электродвигатель 13 закреплен в трех точках 1,10,14 на раме тележки тепловоза. Передняя часть тягового электродвигателя (со стороны горловины моторных подшипников) закреплена с помощью стального литого кронштейна, присоединенного к двигателю, задняя часть при помощи лап остова тягового двигателя.
Передача вращающего момента от тягового электродвигателя к колесной паре осуществляется полым валом 9, на концах которого закреплены фланцы 12 с цапфами 6. Полый вал вращается с помощью зубчатого колеса 7 тягового редуктора 8. Зубчатое колесо приводится во вращение шестерней тягового электродвигателя. Пальцы приводного фланца 4 вставлены в отверстия колесного центра 5 и выступают на наружных сторонах колесных пар. Пальцы колесного центра и приводного фланца соединяются с помощью шарнирно-поводковых муфт с траверсами и резинометаллическими шарнирами. Полый вал установлен на оси колесной пары с зазорами и перемещается относительно оси.
У тепловозов ТЭП70 (рис. 112, б) на полой опоре 20 в подшипниках 19 установлено большое зубчатое колесо 17, от которого передается вращающий момент колесной паре. С фланца карданного вала 21 с помощью поводков 16 соединена ступица 15 большого зубчатого колеса. На противоположном конце полого карданного вала укреплен приводной фланец 22. Пальцы колесных центров соединены поводками с пальцами приводного фланца карданного вала. Поводки 25 образуют шарнирно-рычажную муфту.
Конструктивно подвешивание тягового электродвигателя тепловозов ТЭП70 последних выпусков выполнено следующим образом (рис. 113). Передней частью тяговый двигатель подвешен к кронштейну рамы тележки 1 при помощи подвески 2. Верхний конец подвески закреплен гайками к пояскам кронштейнов тележки, а нижний связан валиком с кронштейнами тягового электродвигателя опоры 16 подшипников привода. Кронштейны крайнего и среднего электродвигателей отличаются длиной и формой. Задней частью тяговый двигатель приливами 8, отлитыми заодно с корпусом, опирается на валики 9 с клиновыми скосами, укрепленными в цилиндрических расточках кронштейнов 10 рамы тележки тепловоза. В вертикальном направле-
11*
163
Рис. 112. Схема опорно-рамного подвешивания тяговых электродвигателей тепловозов:
а — с полым валом и шарнирно-поводковой муфтой; б — с карданным валом и рычажно-шарнирной муфтой; 1,10,14—точки крепления ТЭД; 2 — пальцы колесных центров; 3 — шарнирно-поводковая муфта; 4 — пальцы; 5 — отверстия в колесных центрах; 6 — цапфы; 7, 7 7—большое зубчатое колесо; 8 — тяговый редуктор; 9— полый вал; 11 — моторные подшипники ТЭД; 72, 22 — приводные фланцы; 13 — тяговый электродвигатель; 75 — ступица; 16, 25 — поводки; 18 — редуктор; 19 — подшипники; 20 — полая опора; 27 — карданный вал; 23 — пальцы приводного фланца; 24 — пальцы колесных центров
164
A
Рис. 113 Колесно-моторный блок тепловоза ТЭП70:
7 — полка кронштейна рамы для подвески двигателя; 2 — подвеска с гайками; 3 — кронштейн двигателя; 4 — зубчатый редуктор; 5 — поводок с резинометаллическими шарнирами; 6 — приводной фланец ступицы зубчатого колеса; 7 — приводной фланец полого вала; 8 — опорные приливы двигателя; 9 — опорный валик; 10 — кронштейн рамы тележки; 77 — букса; 12 — колесная пара; 13 — зубчатое колесо; 14 — шестерня; 15 — кожух редуктора; 16 — опора подшипников привода
нии тяговый двигатель регулируется гайкой подвески 2, в продольном направлении — пластинами, которые подкладываются под приваленные фланцы кронштейнов 10.
165
Опорно-осевое подвешивание тяговых электродвигателей электровозов
Траверсное подвешивание двигателей применено на электровозах ВЛ22М, ВЛ23, ВЛ8 и ВЛ60 (рис. 114, а). Упругими элементами траверсного подвешивания являются пружины 4, размещенные между балочками: верхней 5 и нижней 3 с приваренными к ним накладками из износостойкой или закаленной стали. Для обеспечения устойчивости траверсы имеют два стержня 11 и направляющие упоры. Для пропуска монтажных болтов, создающих предварительный натяг, на концах балочек сделаны отверстия 9. Траверсу в сборе, сжатую под прессом и стянутую болтами устанавливают сбоку в пространстве между двумя кронштейнами тягового электродвигателя 1 и 7 и четырьмя кронштейнами рамы тележки с приливами 10 так, чтобы отверстия в кронштейнах и балочках совпадали. Затем снизу ставят стержни 19 и поддерживающие пластины 20. При изломе пружины или обрыве носика тягового электродвигателя он будет опираться
Рис. 114. Траверсное опорно-осевое подвешивание тяговых электродвигателей электровозов:
7, 7 — кронштейны; 2 — направляющий упор; 3, 5 — опорные балки;
4 — пружина; 6,8— предохранительные кронштейны; 9,15 — отверстия;
10 — кронштейн рамы тележки; 11 — направляющий стержень; 12 — зубчатое колесо; 13 — венец зубчатого колеса; 14 — заклёпка; 16 — шайба; 17 — центр зубчатого колеса; 18 — прокладка; 79 — стержень;
20 — пластина
166
предохранительными приливами 6,8 на кронштейны рамы тележки. К недостаткам конструкции относится износ направляющих стержней 11 в местах соприкосновения с втулками 3, 5, накладок верхней и нижней балочек и кронштейнов, износ трущихся поверхностей кронштейнов 1, 7.
На ось колесной пары тяговый двигатель опирается в двух местах через моторно-осевые подшипники, размещенные в приливах остова электродвигателя.
Зубчатые передачи двухсторонние: прямозубые с упругой связью (рис. 114, б) и жесткие косозубые (рис. 114, в). Зубчатое колесо состоит из центра 17, венца 13, листовых пружин с прокладками 18, боковых шайб и заклепок 14. Венец изготовлен из поковки углеродистой стали 50 или стали 37XH3A. Центр отливается из стали 25Л-II. Пружины изготовляют из хромованадиевой электростали 50ХФА, а затем подвергают термической обработке. Прокладки пакетов изготавливают штамповкой или протягиванием из стали стЗ, цементируют и закаливают.
Зубчатое колесо 12 изготавливается цельнокатаной поковкой из стали 55, и подвергается объемному упрочнению.
На электровозах ВЛ10, ВЛ10у, ВЛ80к, ВЛ80с, ВЛ80р применено маятниковое подвешивание тяговых электродвигателей (рис. 115).
К шкворневой балке рамы тележки электровоза прикреплена подвеска 7 с помощью валика 8 плавающего типа из стали 45. Подвеска 7 выполнена поковкой из стали 45 с последующей механической обработкой.
Для уменьшения износа в головку подвески и проушинах бруса 9 шаровой связи запрессованы марганцовистые втулки. Валик от выпадения защищен пленками, из которых одна приварена, а другая закреплена болтами Ml6. Нагрузка от массы тягового электродвигателя и при его колебаниях передается на подвеску через кронштейны 3, резиновые 6 и стальные 5 детали.
Литой стальной кронштейн 3 болтами прикреплен к остову 2 тягового электродвигателя.
Резиновые шайбы 6 выполнены из формовочной резиновой смеси и обеспечивают эластичность подвешивания.
Для предупреждения падения тягового электродвигателя при обрыве подвески или поломки кронштейна предусмотрены приливы 10 на остове двигателя 2 и приливы на шкворневом брусе рама тележки.
Другим концом тяговый электродвигатель 2 через моторно-осевые подшипники опирается на ось колесной пары 1.
167
Рис. 115. Маятниковое подвешивание тяговых электродвигателей:
1 — колесная пара; 2 — остов; 3 — кронштейн; 4 — гайка; 5 — детали монтажа; 6 — амортизаторы; 7 — подвеска; 8 — валик; 9 — головка;
10— прилив; 11 — кожух; 12, 13 — косозубая передача
Для передачи вращающего момента от вала тягового электродвигателя применена жесткая косозубая передача 12 и 13, модуль передачи равен 10.
Кожух И состоит из двух половин, плотно прижатых друг к другу, и служит для защиты зубчатой передачи от воздействия внешней среды. Прикреплен кожух к остову тягового электродвигателя. В каждый кожух заливают 4,2 кг масла зимой марки 3, летом Л.
Рамное подвешивание тягового
электродвигателя и передача вращающего момента при рамном подвешивании с редуктором на электровозах
Рамное подвешивание с редуктором, карданной передачей и шарнирной муфтой (электровозы ЧС4, ЧС4Т, ЧС2, ЧС2Т, ЧС200, ЧС6, ЧС7идр.). Тяговый электродвигатель крепится к балкам рамы тележки. Внутри полого вала якоря тягового электродвигателя проходит карданный вал.
Большое колесо редуктора укреплено на оси колесной пары. Малое колесо редуктора связано с валом электродвигателя шарнирно.
168
Кожух редуктора упруго подвешен к раме тележки. Карданный вал с одной стороны шарнирной муфтой связан с полым валом тягового электродвигателя, с другой с валом шестерни также шарнирной муфтой. Шарнирные муфты позволяют карданному валу перемещаться в вертикальном и аксиальном направлениях.
Рассмотрим конструктивное исполнение рамного подвешивания тягового электродвигателя с редуктором, карданной передачей и шарнирной муфтой на примере электровоза ЧС2.
Двигатель на остове с каждой стороны имеет по два прилива. С одной стороны приливом двигатель опирается на поперечную балку 1 (рис. 116) рамы тележки и крепится к ней болтами 2. С другой стороны остов крепится болтами 3 сварной специальной поперечной балке 4, опирающейся на продольные балки 5 рамы тележки и расположенной над осью 7.
С помощью дистанционных прокладок 6, устанавливаемых под приливы остова, достигается параллельность геометрических осей двигателя и оси колесной
Рис. 116. Рамное подвешивание тяговых электродвигателей:
1 — балка; 2,3 — болты; 4 — поперечная балка; 5 — продольная балка; 6 — цилиндр;
7 — ось колёсной пары
Тяговая передача. Основными элементами передачи (рис. 117) являются; карданный вал 12 с двумя карданными муфтами, цилиндр 6, зубчатая передача.
Зубья, приваренные к полому валу якоря тягового электродвигателя со стороны коллектора тягового элекгродвигателя, входят в шлицевые канавки наружной поверхности цилиндра 6.
Пальцы (цапфы) крестовины 10 входят в два подшипника 11 укрепленных болтами к торцевой стенке цилиндра 6. Два других пальца 8 крестовины входят в подшипники 9, которые прикреплены к поводку 7 карданного вала.
169
Рис. 117. Карданный вал тяговой передачи электровоза ЧС2:
1,10 — крестовина; 2, 7, 13 — поводоки; 3 — шестерня; 4, 9, 11 — подшипники; 5 — болт; 6 — цилиндр; 8 — палец; 72 — карданный вал
Поводок 7, крестовина, подшипники образуют внутреннюю карданную муфту. Карданный вал проходит внутри полого якоря тягового электродвигателя.
Со стороны шестерни вал имеет внешнюю карданную муфту. Муфта состоит из поводков 13, 2, крестовин 1, и подшипников. Поводок 13 соединяется с карданным валом шлицевым соединением и крепится гайкой и болтами. Поводок 2 торцевыми шлицами и болтами соединен с шестерней 3. Крестовина 1 двумя подшипниками соединена с поводком 13, а карданный вал двумя подшипниками 4 с поводком 2 шестерни.
Подшипники карданных муфт игольчатые к поводкам крепятся болтами 5.
170
Вращающий момент от вала якоря электродвигателя на колесную пару передается через шлицевое соединение, цилиндр, внутреннюю карданную муфту, вал, внешнюю карданную муфту, шестерню и зубчатое колесо.
В камеру, где помещено шлицевое соединение цилиндра с валом якоря и внутренняя карданная муфта, через канал в подшипниковом щите заливают около 5 л масла.
Подшипники внешней карданной муфты смазываются консистентной смазкой.
Шестерня (рис. 118) 7 зубчатой передачи вращается в двух двухрядных сферических подшипниках 4 подшипниковых щитов 5,17.
Рис. 118.3убчатая передача электровоза ЧС2:
1 — шестерня; 2, 18 — гайки; 3, 8, 19 — крышки; 4, 12 — подшипники; 5, 17 — подшипниковые щиты; 6, 11 — болты; 7 — венец зубчатого колеса; 9 — корпус; 10 — колесо; 13 — колёсный центр; 14 — лабиринтовое кольцо; 15 — боковая стенка; 16 — призонные болты
171
Зубчатый венец 7 колеса призонными болтами 16 крепится к коническому раструбу центра 13 движущего колеса.
Наружное кольцо подшипника со стороны тягового двигателя шестерни 1 закреплено крышкой 3, а внутреннее кольцо гайкой 2 у подшипника, расположенного со стороны движущего колеса, закреплено гайкой 18 только наружное кольцо. Подшипник закрыт крышкой 19, которая крепится болтами к щиту 17.
Корпус редуктора опирается через роликовые сферические подшипники 12 на удлиненную ступицу колесного центра. Подшипники корпуса редуктора установлены в разъемном корпусе 9 и закрыты лабиринтовым кольцом, которое и крепит кольцо наружного подшипника. Крепится кольцо к торцу ступицы колесного центра болтами 11.
Корпус подшипников закреплен болтами к крышке 8. Подшипниковый щит 5 соединен болтами 6 с крышкой 8. Между боковой стенкой 15 и колесным центром установлено лабиринтовое кольцо.
Рамное подвешивание тягового электродвигателя с полым валом. Такой привод применен на электровозе ВЛ84 (см.рис. 70). Привод имеет одностороннюю зубчатую передачу (шестерня 11 и зубчатое колесо /), которая опирается через два подшипника 10 на неподвижную цапфу 3.
От зубчатого колеса передается тяговый момент через фланец и четырехповодковую муфту на полый вал 4, а от него через шатун 13 колесному центру 7.
Зубчатая передача закрыта кожухом 2.
Тяговая передача моторного вагона электропоезда
Тяговый двигатель подвешен жестко к раме тележки, а корпус редуктора опирается на подшипники на оси колесной пары и подвешивается к раме тележки.
Привод (рис. 119) имеет одностороннюю зубчатую передачу (шестерня 5 и колесо 5).
Тяговый момент передается от вала якоря тягового электродвигателя через упругую муфту 3, шестерню 5 и колесо 7 колесной паре 6.
К раме тележки тяговый двигатель 1 жестко подвешивается лапами 2.
Конструкцию тяговой передачи рассмотрим на примере электропоезда ЭР2.
172
Рис. 119. Схема тяговой передачи с упругой муфтой:
1 — электродвигатель; 2 — лапы двигателя; 3 — упругая муфта; 4 — амортизатор; 5 — шестерня; б — колесная пара; 7 — корпус редуктора; 8 — большое зубчатое колесо
Двумя лапами тяговый двигатель 1 (рис. 120) установлен на опорные поверхности поперечной балки рамы тележки. Опорные поверхности имеют выступы, на которые устанавливают клинья 4. В клинья ввернут распорный вал 6 с левой и правой резьбой, благодаря чему клинья перемещаются и притягивают тяговый двигатель к верхним опорным площадкам поперечных балок. Нижние опорные площадки тягового электродвигателя имеют резьбовые отверстия под болты 2 крепления двигателя на поддерживающих кронштейнах средней части поперечной балки.
Зубчатая передача состоит из редуктора и упругой резинокордной муфты.
Редуктор состоит из большого зубчатого колеса 16, насаженного на ось колесной пары 2. Зубчатое колесо находится в зацеплении с малой шестерней 16. Колесо и шестерня размещены в стальном литом корпусе. Венец зубчатого колеса закреплен призонными болтами на фланце колесного центра 16.
Малое зубчатое колесо (шестерня) имеет 23 зуба, а большое — 73, модуль зацепления равен 10. Вал И шестерни 13 вращается в цилиндрических подшипниках 9 и 75, которые установлены в стаканах 8,14 на скользящей посадке и закреплены передней крышкой 10, имеющей отверстия для прохода вала и хвостовик, а также задней глухой крышкой.
Подшипники и крышки с подшипниками на валу 77 устанавливают на тугой посадке. В редуктор заливают осерненную смазку, летнюю ОСЛ и зимнюю ОСЗ.
Упругая муфта (рис. 121) предназначена для соединения валов двигателя и шестерни редуктора, а также для передачи вращающего момента от тягового двигателя — осевому редуктору в режиме тяги и в обратном направлении при электрическом торможении. Упругая муфта компенсирует несоосность соединения валов и снижает ударные
173
Рис. 120. Подвешивание тяговых электродвигателей и редуктор моторных вагонов электропоездов:
1 — тяговый двигатель; 2 — болт; 3 — поперечная рама тележки; 4 — клинья; 5 — ось колёсной пары; 6 — распорный болт; 7 — лабиринтное уплотнение; 8, 14 — стакан; 9, 15 — роликовые подшипники; 10 — передняя крышка; 11 — вал; 12 — корпус; 13 — шестерня; 16 — прямозубое колесо; 17 — зубчатое колесо
нагрузки. Упругая муфта состоит из фланцев 1 и 6, насаженных на конические хвостовики валов 10 и 9 двигателя и шестерни, резинокордового элемента 5 и элементов крепления.
Регулировка муфты производится затяжкой болтов в определенной последовательности (рис. 122) и затяжкой резинокордового элемента. Последняя должна производиться равномерно и контролиро-
174
12 3 4
5
6
Рис. 121. Упругая муфта:
Рис. 122. Последовательность затяжки болтов упругой муфты
1,6 — фланцы; 2 — болт; 3 — втулка; 4 — полукольцо; 5 — резинокордовый элемент; 7 — шайба; 8— проволока; 9 — вал шестерни; 10 — вал двигателя
ваться щупом через специальные отверстия во фланцах. Разница замеров на одном фланце не должна превышать 2 мм; расстояние между наружными поверхностями фланцев должно быть 156 мм; смещение вниз оси вала шестерни относительно оси двигателя (3 ± 1,5) мм, т. е. положение муфт считается правильным, если фланцы муфт со стороны электродвигателей находятся на (3 ± 1,5) мм выше, чем фланцы муфт со стороны редукторов.
В эксплуатации возможны следующие неисправности упругой муфты: распасовка фланцев, повреждение упругой оболочки или трещины верхнего слоя резины в месте крепления к металлическим поверхностям, обрыв болтов, крепящих упругую оболочку. Муфты, имеющие одну из указанных неисправностей, к эксплуатации допускать нельзя. Повреждение нерабочего (декоративного) поверхностного слоя резины не считается повреждением упругой оболочки. Муфту допускают к эксплуатации, если повреждение не распространилось на несущий (кордовый) слой оболочки.
175
Тяговый привод дизель-поездов типа ДР
Осевой редуктор (рис. 123), монтируемый на моторной колесной паре, двухступенчатый с передаточным отношением zp=2,5824. Первая ступень редуктора — цилиндрическая с эвольвентным зацеплением и передаточным отношением z = 1,054, вторая ступень—коническая с передаточным отношением z = 2,45.
В полости корпуса редуктора смонтированы верхний и нижний валы с подшипниковыми узлами. Верхний вал в сборе (рис. 124) состоит из напрессованных на вал 17 фланца 22, ведущей цилиндрической шестерни 16 и двух подшипниковых узлов. Со стороны фланца на вал в стакане 18 смонтирован цилиндрический роликоподшипник 19 с лабиринтным уплотнением, состоящим из крыши 20 и кольца лабиринтного 21.
Вал 17 со стороны фланца имеет сверления и масляные канавки для подачи масла к посадочной поверхности фланца, которые используются при напрессовке и спрессовке фланца, а в эксплуатации закрыты заглушкой 23. В стакане 18 цилиндрического подшипника имеется канавка, а в лабиринтной крышке 20 — сверления для стока избытка масла из лабиринта.
На другом конце вала в стакане смонтирован подшипниковый комплект, состоящий из двух конических роликоподшипников 3. Разборная конструкция стакана конических роликоподшипников, состоящая из собственно стакана 14 и двух полуколец 2, позволяет произвести осмотр и освидетельствование конических подшипников на валу. Стакан 14 имеет отверстие для подачи масла к подшипникам от масляной системы редуктора. Внутренние кольца конических подшипников 3 стянуты на валу торцовой шайбой 6 с болтами 8. Упорное кольцо 15 имеет три лыски для съемки конических подшипников
Нижний вал в сборе (рис. 125) состоит из напрессованных на вал 17 ведомой цилиндрической 16 и ведущей конической 19 шестерен и двух подшипниковых узлов. Со стороны конической шестерни в стакане 20, фиксируемом штифтом в средней части корпуса редуктора, смонтирован двухрядный сферический подшипник 21. Со стороны цилиндрической шестерни смонтирован подшипниковый узел, аналогичный узлу конических подшипников верхнего вала. Вращающий момент от карданного вала передается через фланец верхнему валу, через зубчатое зацепление нижнему валу и оси колесной пары. Корпус редуктора состоит из трех стальных литых деталей, пришаб-
176
12-395
Рис. 123. Осевой редуктор дизель-поезда ДР1:
1 —• вал нижний в сборе; 2 — корпус соединенный; вал верхний в сборе; 4,20, 25 — полукольца гулировочные; 5 — корпус верхний; 6 — штифт; 7 — лец; 8 — гайка; 9 — рычаг реактивный; 10 — (
стяжной; 11 — насос масляный с фильтром; 12, 17, 24 —
крышки; 13 — люк; 14 — корпус нижний; 15 — роликоподшипник конический; 16 — уплотнение лабиринтное; 18 — прокладки регулировочные (набор); 19, 23 — стаканы; 21 — шпилька; 22 — полукольца; 25 — уплотнение лабиринтное; 26 — роликоподшипник цилиндрический; 27 — ступица; 28 — шестерня коническая; 29 — шпилька коническая; 30 — шестерня привода масляного насоса
00
12 13 14 IS 16 17 1819 13 20 21
Рис. 124. Верхний вал в сборе:
1, 5, 8, 11 — болты; 2 — полукольца; 3 — роликоподшипник конический; 4, 20 — крышки; б — шайба торцовая; 7 — пластина стопорная; 9 — крышка смотровая; 10, 15 — кольца; 12 — прокладка регулировочная (набор); 13 — кольцо уплотнительное; 14, 18 — стаканы; 16 — шестерня цилиндрическая; 17 — вал верхний; 19 — роликоподшипник цилиндрический; 21 — кольцо
лабиринтное; 22 — фланец; 23 — заглушка
Рис. 125. Нижний вал в сборе:
1, 5, 8, 11 — болты; 2 — полукольца; 3 — роликоподшипник конический; 4 — крышка;
6 — шайба торцевая; 7 — пластина стопорная;
9 — крышка смотровая; 10, 15, 22 — кольца;
12 — прокладка регулировочная; 13 — кольцо уплотнительное; 14, 20— стаканы; 16 — шестерня цилиндрическая; 17 — вал нижний; 18 — шпонка; 19 — шестерня коническая; 21 — подшипник сферический
ренных по плоскостям разъема друг к другу. Взаимное центрирование частей корпуса осуществляется коническими шпильками, установленными в бонках на подшипниковых проемах корпуса. Для уплотнения плоскостей разъема части корпуса редуктора стянуты по периметру фланцев болтами 10 (см.рис. 123). Для увеличения жесткости опоры внутреннего подшипника средняя часть корпуса стянута с нижней частью шпилькой 21, проходящей во внутренней опоре и выходящей наружу на верхнюю плоскость средней части корпуса редуктора под фланцем карданного вала.
В нижней части корпуса редуктора имеется полость масляной ванны, закрываемая снизу чугунной крышкой 12 и люком 13. В средней и нижней частях корпуса редуктора имеются окна, предназначенные для осмотра зубчатых зацеплений, шестерен.
В картере редуктора установлен магнитный щуп-меритель, предназначенный для контроля уровня масла в масляной ванне. По верхней риске, нанесенной на металлическую трубку, контролируется максимальный, по нижней — минимально допустимый уровень масла. Магнитная вставка щупа служит для очистки масла от металлических продуктов износа. Осевые уплотнения редуктора выполнены в виде лабиринтов. Лабиринтные крышки 17, 24 и стаканы 19, 23 опорно-осевых подшипников имеют в нижней части канавки для стока избытка масла из лабиринтов в масляную ванну редукторов.
Смазывание зубчатых зацеплений и всех подшипников узлов редуктора осуществляется масляным шестеренным насосом 11, подающим масло по сверлениям в крышке масляной ванны и в корпусе редуктора и по системе стальных трубок, смонтированных в средней части корпуса. Насос — реверсивный с шариковыми клапанами; установлен вместе с сетчатым фильтром и предохранительным клапаном на крышке масляной ванны 12. Привод масляного насоса осуществляется шестерней 30, насаженной на ось колесной пары. Указанная шестерня входит в зацепление с приводной шестерней масляного насоса.
Подвеска осевого редуктора к раме тележки осуществляется с помощью вильчатого рычага 14 (см.рис. 54), прикрепленного к корпусу осевого редуктора призонными пальцами, а к раме тележки — через штангу 17. Усилия рычага на штангу передаются через сферический шарнирный подшипник, завальцованный в отверстии рычага. Штанга 17 укреплена в кронштейне на раме через резиновые амортизаторы 3.
12*
179
3. ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ ТПС
3.1. Пневматические цепи. Назначение и классификация пневматических цепей ТПС. Воздушная система управления ТПС (токоприемниками, тифонами, песочницами, электроаппаратами, стеклоочистителями)
Пневматические цепи тягового подвижного состава служат для приведения в действие пневматических тормозов, а также для питания сжатым воздухом аппаратов и устройств.
К аппаратам и устройствам относятся:
— электропневматические аппараты силовых цепей и цепей управления, — блокировки высоковольтных линий (электроподвижной состав), — аппараты звуковых сигналов, форсунок песочных систем, дверей вагонов электропоездов.
Источником подачи сжатого воздуха на тяговом подвижном составе являются компрессоры.
Воздушные системы управления ТПС
Пневматические цепи тепловозов. Системы воздухопровода управления тепловоза в принципе одинаковы. Для примера на (рис. 126) приведена схема основных воздухопроводов управления тепловоза 2ТЭ116.
Из питательной магистрали тормозной системы. Через разобщительные краны, 60 (со стороны холодильной камеры) и 39 поступает сжатый воздух и очищается в фильтрах 58 и 38. После фильтра 58 воздух поступает в клапан 56, поддерживающий постоянное давление 0,55-0,6 МПа (5,5-6,0 кгс/см2), одновременно воздух через кран 57 подходит к распределительным коробкам каналов 7, 8 тифона 6 и свистка 9, воздухораспределителю 55.
Из питательной магистрали через кран 7,воздух подводиться к запорно-регулировочным кранам 3 и 5 стеклоочистителей. Через
клапан 56 воздух подводиться к ряду электропневматических вентилей. Правильность регулировки клапана 56 максимального давления контролируют по манометру 10.
Катушка привода электропневматического вентиля 54, получает питание при нажатии кнопки аварийной остановки тепловоза. Одновременно получает питание и катушка привода вентиля 49 предельного выключателя дизель-генератора и катушки привода вентиля («вперед» или «назад» в зависимости от положения реверсора). При включении электропневматического вентиля 54, воздух поступает к воздухораспределителю 55, клапан воздухораспределителя отжимается и воздух через кран 60, фильтр 58, кран 57и воздухораспределитель 55 поступает к тифону 6. Таким образом, при включении вентиля 54 происходит остановка дизеля, электронное торможение, подача песка под колеса тепловоза, подача звукового сигнала тифоном. Катушки электропневматических 12,14 вентилей привода реверсора включаются установкой контроллера машиниста реверсивной рукоятки в одно из рабочих положений и главной в первую позицию.
Электропневматические вентили 11,13 привода групповых контакторов ослабления возбуждения включается с включением реле перехода при движении тепловоза с тяговой нагрузкой.
Электропневматические вентили 15 привода поездных контакторов включаются при переводе тепловоза в режим тяги. Для более четкого срабатывания поездных контакторов и сглаживания давления в трубопроводе приборов управления и питательной магистрали при их включении имеется резервуар 50.
Электропневматические вентили 52 и 53 песочниц передней тележки и электропневматические вентили 45 и 46 задней тележки включаются нажатием педали песочницы. При нажатии кнопки подачи песка, песок подается постоянно под первую колесную пару. При включении автоматического выключателя кузова включается электропнев-матический вентиль 17, и электродвигатель вентилятора кузова, вентиль 17 перепускает воздух под поршнем пневматического цилиндра 16, установленного в крышке вентилятора кузова и открывается путь воздуху, выбрасываемого вентилятором из кузова в атмосферу.
При включении автоматического выключателя вентилятора вентилем 17, разобщается цилиндр 16 с воздухопроводом управления и воздух из цилиндров 16, через вентиль уходит в атмосферу из механизма привода колеса воздухоочистителя дизеля.
После отключения компрессора шток привода колеса воздухоочистителя возвращается в исходное положение.
181
Рис. 126. Схема воздухопровода
7, 39, 40, 51, 57, 59, 60 — краны; 2, 4 — стеклоочистители; 3, 5 —запорно-9 — свисток; 10— манометр; 77, 13 — групповые контакты; 72, 14 — (реверсора); 75 — поездной контактор; 16 — пневмоцилиндр привода шибера; 18 — электропневматический вентиль выключателя восьми дизеля; 20 — электропневматический вентиль пускового сервомотора;
23 — электропневматический вентиль привода колес воздухоочистителей;
26 — дроссель; 27, 31, 32, 36 — пневмоцилиндры привода верхних жалюзи; 29, 34 — пневмоцилиндры привода боковых жалюзи; 38, 58 — фильтры; тифона вызова помощника машиниста; 43 — тормозной компрессор;
45, 46 — электропневматические вентили песочниц задней тележки; 47 49 — электропневматический вентиль управления предельным выклю-вентили песочниц передней тележки; 54 — электропневматический установки обмыва лобовых стекол кабины машиниста; 62 — клапан
182
управления тепловоза 2ТЭ116:
регулировочные краны; 6, 24 — тифон; 7, 8 — клапаны тифона и свистка; электропневматические вентили переключения направления движения шибера вентилятора кузова; 17—электропневматический вентиль привода топливных насосов дизеля; 19—выключатель (кнопка) привода тахометра 21, 22 — пневмоцилиндры привода колес воздухоочистителей дизеля; 25, 30, 33, 37 — электропневматические вентили привода верхних жалюзи;
28, 35 — электропневматические вентили привода боковых жалюзи; 41, 55 — воздухораспределители; 42 — электропневматический вентиль 44 — электропневматический вентиль облегчения пуска компрессора; — воздухопровод песочной системы; 48 — питательная магистраль; чателем дизеля; 50 — резервуар; 52, 53 — электропневматические вентиль тифона; 56 — клапан максимального давления; 61 — бак подачи воздуха в бак 61
183
Для обдува электрических машин, секций радиатора холодильника и электрических аппаратов предусмотрены патрубки с кранами 40, 51, к которым подсоединяются шланги.
Поступающий воздух к электрическим аппаратам пневматическим устройством очищается в фильтрах 38 и 58.
Пневматические цепи электровозов. Рассмотрим схему пневматических цепей на примере цепей электровоза ВЛ 10 и ВЛ 10у (рис. 127).
Компрессор 29(7) или 29(2) накачивает воздух в свою группу главных резервуаров 19(1)-19(3) или 79(4)-79(6). Группа состоит из трех резервуаров емкостью 250л каждый. При давлении воздуха в главном резервуаре 0,95Мпа (9,5 кгс/см2) компрессор выключается.
Между компрессорами и главными резервуарами установлены обратные клапаны, маслоотделители по одному на каждой секции, очищающие сжатый воздух от примесей, воды и масла. Конденсат выпускают в атмосферу через краны 13(15), 13(24). Главные резервуары в группе соединяются последовательно для лучшего охлаждения воздуха. Из главных резервуаров конденсат периодически выпускают в атмосферу через клапаны продувки (позиции кнопок на пульте управления). Из главных резервуаров воздух поступает в питательную магистраль и далее через разобщительные краны к звуковым аппаратам — ревуну 54(1), 54(2) — тифону и свистку, редукторным кранам стеклоочистителей 63(1)~63(4), аппаратам высоковольтной камеры, через закрытый вентиль к электропневматическим клапанам токоприемников 57(1), 57(2).После-довательно с клапанами токоприемника типа КП-53-05 включены блокировки дверей высоковольтной камеры и люка на крышу.
В цепи управления имеется резервуар 60 вместимостью 55л, служащий и резервуаром токоприемника.
Пневматические цепи вагонов электропоездов. На вагонах установлено два трубопровода (рис. 128) для напорной и тормозной магистралей, которые закрываются концевыми кранами 3 и соединительными рукавами 4.
Питание сжатым воздухом всей пневматической системы электропоезда на головных и прицепных вагонах производится от электрокомпрессоров. Электрокомпрессор 28 всасывает воздух из атмосферы через фильтр 26 и рукав. Нагнетание сжатого воздуха электрокомпрессор производит по трубопроводу, соединяющему его с главными резервуарами 25 вместимостью 170л каждый. Выпуск конденсата производят через краны 54. На каждом вагоне имеются воздухораспределители 32 и электровоздухораспределители 33.
184
51(1)
55(1) 25(f)
67
&П/ Vt(l)
>92/1) 39(f)
61(2) , 2(4)
42(5)
7(3)
О аппаратам
49(3)
64(2)
63(1) 130)66411)
63ff^y^fi~
13(9)
W)
250л
23(2)
36(6) 36(9)nrF
ssa>
36(7) 36Ц0)
57(2)-55(2)
54(2,
13(22)62(2)4324
26131
13(23)
63(3)
63(4)
3(2) 13(21 W9) П(Ю) 35(2) 13
Kanna-ратам
63
Пран про-ОубпиОпузобе
6К5) 51 7(4)43(34)
'640
29(1)
„ 33(2)
Питательная магистраль!
2(6)
25(3) 41(2)
13(24)
ЗЮ)^
Рис. 127. Схема пневматических цепей электровоза ВЛ 10:
2(4)-2(9)-манометры; 7(3)-7(4) — краны разобщительные (усл. №4200); 7/(5, 10, 15) — фильтры Э—114; 13(1, 3, 8, 9-21, 23, 25, 32, 34) — кран разобщительный (усл, № 383); 19(1)-19(3)-19(4)-19(6) — резервуары главные; 24(1)-24(8) — клапаны переключательные ЗПК;
25(2)-25(5)-25(7), 25(8) — клапаны КП-53-05; 26(3) — редуктор усл. №348; 29(1),29(2) — компрессоры КТ-бЭл; 35(2)-клапан обратный Э—175; 36(6)-36(11) — рукав; 41(1)-41(4) — цилиндры нагружающие 510Б; 42(5), 42(6) — рукава; 44 — труба 13 X 3.5; 45 — труба 22 X 3.5; 46 — труба 27 X 3.5; 57 — труба МЗ-10 XI; 54(1), 54(2) — ревуны; 55(7), 55(2) — рукава изолирующие токоприемников 57(1),57(2); 60 — резервуар токоприемника; 61(1, 2, 5, 6) — клапан КП-39; 62(1), 62(2) — клапаны КС-52; 63(1)-63(4) — стеклоочистители СЛ-440Б; 64(1)-64(4) — воздушные краны КР-30В; 67— блокировки ПБ-33-02Б; 68(2) — кран трехходовой усл. №424; 69 — компрессор КБ-1 В; 70 — вентиль защитный ВЗ—1; 72 —труба 10-6ПНП
185
Рис. 128. Схема пневматических цепей электропоездов:
I — напорная магистраль; 2 — тормозная магистраль; 3 — кран концевой 7'/4”; 4 — рукав соединительный; 5 — стеклоочиститель; 6 — кран; 7 — свисток; 8 — тифон; 9 — кран двойной тяги; 10 — вентиль включающий; II, 26 — фильтры; 12 — клапан электропневматческий автостопа; 13 — пробка; 14, 25, 35 — резервуары; 15 — ма-но-метр; 16 — кран машиниста с контроллером; 17 — цилиндры раздвижных дверей вагона; 18 — электропневматические вентили привода дверей; 19 — скоростемер; 20 — регулятор давления; 21 — клапан обратный 1*/4”; 22 — клапан предохранительный; 23 — вентиль выключающий; 24 — масло-отделитель; 27, 30 — рукав; 28 — электрокомпрессор; 29, 53 — цилиндры тормозные; 31 — регулятор выхода штока; 32 — воздухораспределитель; 33 — электровоздухораспределитель; 34 — клапан выпускной одинарный; 36, 56 — краны водопропускные 3/8”; 37 — реле давления; 38 — сигнализатор отпуска тормозов; 39 — токоприемник; 40 — привод токоприемника; 41 — рукав токоприемника; 42 — вентиль включающий; 43 — бункер; 44 — форсунка; 45 — выключатель управления пневматический; 46, 55 — стоп-краны 3/4”; 47 — кран трехходовой 3/4”; 48 — редуктор; 49 — клапан токоприемника; 50 — главный выключатель воздушный; 51 — покрышка; 52 — вспомогательный компрессор пневматического тормоза; 54 — тройник; 57 — кран разобщительный
Воздухораспределители 32 сообщены трубопроводом с запасным резервуаром 35 вместимостью 78л. Запасной резервуар имеет водоспускной кран 36. Сжатый воздух поступает в запасной резервуар из напорной магистрали 7 через редуктор 48 и обратный клапан. Если в напорной сети нет сжатого воздуха, при следовании вагонов в недействующем состоянии, в реле давления 37 воздух поступает из тормозной магистрали 2 через трехходовой кран 47, который должен быть переключен в соответствующее положение.
Тормозные цилиндры моторных вагонов сообщены с регуляторами выхода штока 31, в которые попадает сжатый воздух из тормозных цилиндров.
Регуляторы выхода штока обеспечивают автоматическое регулирование рычажной передачи.
На каждом вагоне установлены дверные цилиндры 7 7, полости которых соединены со стороны задних концов попарно непосредственно с вентилем 18, а со стороны передних -с таким же вентилем через регулировочные вентили. Через фильтр и разобщительный кран 57 включающие вентили сообщены с напорной магистралью.
Одновременность открывания и закрывания дверей обеспечивают регулировочные вентиля.
Звуковые сигналы свисток 7 и тифон 8 установлены на головном вагоне.
Свисток и тифон сообщены с напорной магистралью 7 клапаном.
При легком нажатии на педаль этого клапана — сжатый воздух подается только к свистку и на оба тифона.
На головном вагоне для очистки лобовых стекол установлены стеклоочистители 5, сообщены с кранами.
При отсутствии сжатого воздуха в напорной магистрали сжатый воздух подается в приводы токоприемников и воздушный однополюсный выключатель.
Компрессор приводиться в действие электродвигателем, питающимся от аккумуляторной батареи. Вспомогательный компрессор засасывает воздух через фильтр 26 и качает его через маслоотделитель 24, обратный клапан и далее по двум направлениям: через фильтр к воздушному однополюсному выключателю 50 и через редуктор токоприемника 49. При включении клапана 49 через трехходовой кран 57 и рукав 41 сжатый воздух поступает в привод 40 токоприемника 39.
Автоматическое включение и выключение вспомогательного компрессора осуществляется регулятором давления воздуха.
При давлении воздуха в напорной сети выше 0,65МПа (6,5кгс/см2)
187
дальнейшее питание пневматического привода токоприемника и выключатель 50 производиться от напорной магистрали через обратный клапан 21.
Схема песочной системы тепловоза. При нажатии кнопки подачи песка включается только (рис. 129) электропневматический вентиль 5 и перепускает воздух из воздухопроводов приборов управления А к воздухораспределителю 8. Воздухораспределитель сработает и перепустит воздух из питательной магистрали 5 через разобщительный кран 7 к форсункам 10 и 13. В эти же форсунки из передних бункеров 9 и 12 самотеком поступает песок, который подведенным ьо^дом уносится по трубопроводам под переднюю колесную пару.
При нажатии педали песочницы, если реверсивная рукоятка контроллера машиниста находится в положении «Вперед», срабатывают электропневматические вентили 5 и 3 и открывают доступ воздуха из воздухопровода приборов управления к воздухораспределителям песочниц. Воздухораспределители 8 и 1 пропустят воздух из питательной магистрали к форсункам 10,13, и 17,23 и из них песок уносится под первую и четвертую колесные пары.
Рис. 129. Песочная система тепловоза:
1,8 — воздухораспределители песочниц; 2,7 — разобщительные краны; 3, 4, 5, б — электропневматические вентили; 9, 12 — передние бункера; 10,11, 13, 14, 17,18, 23, 24 — форсунки песочниц; 75, 16, 21, 22 — шланги; 19, 25 — задние бункера; 20 — наконечник; А — воздухопровод приборов управления; Б — питательная магистраль
188
При нахождении реверсивной рукоятки контроллера машиниста в положении «Назад» с нажатием педали песочницы сработают электропневматические вентили 6 и 4, и произойдет подача песка из форсунок 11, 14, 18, 24 под третью и шестую колесную пару.
Пневматические цепи пескоподачи электровоза. Предназначены для подачи песка в место касания колеса с рельсом, для увеличения силы сцепки между колесами и рельсами, для реализации большой силы тяги при трогании с места и наборе скорости тягового подвижного состава.
Рассмотрим схему пневматической пескоподачи электровозов ВЛ 10 и ВЛ10у (рис. 130).
При включении электропневматических клапанов 61 (3, 4, 7, 8) сжатый воздух из питательной магистрали через разобщительный кран условный N383 61(3), первой секции 61(7) второй секции электропневматические переключательные клапаны, поступает в секции песочниц первой и пятой колесных пар при управлении электровозом из кабины машиниста N1.
При управлении электровозом из кабины машиниста N2 сжатый воздух попадает в форсунки песочниц четвертой и восьмой колесных пар. Клапаны песочниц КП-39 секций электрически связаны.
При включении ручного клапана 66(1) или 66(2) сжатый воздух через разобщительный кран клапаны пескоподачи и переключательный 24(2, 3, 5, 6) поступает в форсунки песочниц 1, 3, 5 и 7 колесных пар, если управление производится из кабины N1 и форсунки 2, 4, 6 а 8 колесных пар, если управление из кабины N2.
Особенности пневматической схемы электропоезда ЭР200.
Для получения сжатого воздуха на головном (рис. 131), а также моторных вагонах (без токоприемника) установлены воздушные мо-тор-компрессоры 46 типа ЭК7В подачей 580 л/мин при давлении 0,8 МПА. Компрессор засасывает воздух через фильтр 45 в два последовательно соединенных главных резервуара 39 объемом по 170 л каждый. Из главных резервуаров сжатый воздух поступает в напорную магистраль, проложенную вдоль вагона. Управление работой мотор-компрессора осуществляется регулятором давления 18. Воздух из напорной магистрали через кран машиниста 13 поступает в тормозную магистраль. С краном машиниста сообщен уравнительный резервуар 9 вместимостью 20 л. По концам напорной и тормозной магистралей установлены концевые краны 29 и соединительные рукава 30.
189
Питательная магистраль
13(5)
66(1)
61(3)
61(4)
О 00 О
24(3) 36(4) 36(13) 24(5)
66(2)
11(0)
71(8)
1(1^71(2) о>о ого
45 13(30)
45
65(1)
65(tt} |ff5(5) 65(6)
65(3)
65(2) 71(3)
5 ф
§
ф о СК
1Э(11)^В
13(14)
13(29)
45'
Ф СП О СО
13(35) 45
б1(7р£_
51'
61(8)
Ф § §
24(2)
24(6)
71(4)
,45
(45
65(10) 65(11) | 65С12) \65( 13) 65( 14)
Ф
К I см
65(7)
71(5) 71(6)
36(3)
65(8)
36(4)
65(9)
71(7
о<ю о
0^0 ого
71(10) 71(11) 71(12)
О
65(10)
65(16)
71(15
11(13) 11(14) 71(16)
Рис. 130. Песочная система электровоза:
73(5, II, 14, 29, 30, 35) — кран разобщительный (усл. №383); 24(2, 3, 5, 6) — клапан переключательный ЗПК; 36(3, 4, 13, 14) — рукав 499; 45 — труба 22«3, 5; 57 — труба МЗ-104; 61(3, 4, 7, 8) — клапан КП-39; 65(1)-65(16) — форсунки песочниц; 66(1), 66(2) — клапаны песочниц КП-51;77(7)-77(76) — рукава 032мм
Рис. 131.Схема пневматических цепей головного вагона электропоезда ЭР200:
1 — устройство блокировки тормозов; 2 —тифон; 3 — свисток; 4 — клапан песочниц; 5 — вентиль песочниц; 6 — клапан свистка; 7 — стеклоочиститель; 8 — кран стеклоочистителя; 9 — уравнительный резервуар; 10 — форсунка песочницы; 11, 12, 13, 15, 28 — манометры; 13 — кран машиниста; 16 — скоростемер; 17 — пневматический выключатель управления; 18 — регулятор давления; 19 — вентиль реле давления; 20 — реле давления; 21, 22 — резервуары; 23 — электровоздухораспределитель; 24 — подъемник магнитно- рельсового тормоза; 25 — тормозной цилиндр; 26 — стоп-кран; 27 — сбрасывающий клапан; 29 — концевой кран; 30 — соединительный рукав; 31 — сигнализатор отпуска тормозов; 32 — ниппель; 33 — быстродействующий клапан; 34 — пневморессора; 35 — регулятор положения кузова; 36 — клапан отключения пневмоподвешивания; 37 — резервуар пневмоподвешивания; 38 — обратный клапан; 39 — главный резервуар; 40 — предохранительный клапан; 41 —трехходовой кран; 42 — маслоотделитель; 43 — клапан максимального давления; 44, 47 — обратные клапаны; 45 — фильтр; 46 — мотор-компрессор; 48 — включающий вентиль; 49 — электропневматический клапан автостопа
191
Из напорной магистрали через трехходовой кран 41 и клапан максимального давления 43 воздух поступает в резервуар 21 объемом 170 л к вентилю 19 и реле давления 20. Резервуар соединен с электровоздухораспределителем 23, который, с одной стороны, сообщен с тормозной магистралью, а с другой — через сбрасывающий клапан 27 соединяется с тормозными цилиндрами 25, имеющими встроенный регулятор хода поршня. Сбрасывающий клапан обеспечивает быстрое поосное растормаживание при действии противоюзного устройства. Реле давления 20 связано с подъемниками магнитно-рельсового тормоза 24, обеспечивающими подъем и опускание башмаков.
На пути воздухопроводов от крана машиниста к напорной и тормозной магистралям установлено устройство блокировки тормозов 1, которое обеспечивает включение или выключение электрических цепей электропневматического тормоза.
В тормозную пневмосистему включен электропневматический клапан автостопа 49, обеспечивающий экстренную разрядку тормозной магистрали при нарушении целостности электрической цепи электропневматического тормоза в процессе торможения.
От тормозной магистрали выполнены отводы к пневматическому выключателю управления 17, обеспечивающему замыкание цепи управления поезда при достижении заданного давления в тормозной магистрали ниже установленного значения, а также имеются отводы к стоп-кранам 26.
Для наблюдения за давлением сжатого воздуха в уравнительном резервуаре, напорной и тормозной магистралях и тормозных цилиндрах на пульте управления кабины машиниста установлены манометры, соответственно 11,12,14 и 75. Давление в тормозных цилиндрах регистрируется на ленте скоростемера 16. Для оповещения машиниста о наличии сжатого воздуха в тормозных цилиндрах установлен сигнализатор отпуска тормозов 31.
Помимо тормозного оборудования, пневматическая схема включает в себя ряд нетормозных пневматических систем и приборов. Так, из напорной магистрали через трехходовой кран 41 и обратный клапан 38 воздух поступает в систему пневматического подвешивания вагона, включающую в себя резервуар 37.
Пневматические устройства и аппараты
Контрольно-измерительные приборы. Для управления и контроля за работой пневматической системы в каждой кабине установлен манометр, показывающий давление в цепи управления, тормозных
192
цилиндрах, питательных и тормозных магистралях, уравнительном резервуаре.
Клапаны токоприемников. Предназначены для дистанционого управления токоприемниками.
Клапаны отличаются от электромагнитных вентилей тем, что рассчитаны на пропуск больших объемов воздуха, необходимого для пневматических цилиндров токоприемников. Клапаны подразделяются на импульсные и длительного действия.
Импульсные клапаны. Они позволяют опускать токоприемник из любой кабины независимо от того, из какой кабины поднят токоприемник. Это важно для электроподвижного состава, работающего по системе многих единиц. На моторных вагонах электропоездов устанавливаются клапаны: КЛП-101А и КЛП-101Б.
Клапан (рис. 132) состоит из цилиндра 6 и двух электропневма-
Рис. 132. Клапан токоприёмника КЛП — 101:
1,2 — вентили; 3 — пробка; 4 — втулка; 5 — винт; 6 — цилиндр; 7 — поршень; 8 — кольцо; 9 — фланец; 10 — головка; 11 -— шток; 12 — гайка; 13 — резиновая набивка; 14, 15 — ролики; 16 — корпус; 17 — звезда; 18 — пружина; 19 — клапан; 20 — седло
13-395
193
тических вентилей 1,2 включающего типа, прикрепленных к цилиндру. В теле цилиндра имеются каналы, которые соединяют каждый вентиль с соответствующей внутренней полостью цилиндра. В цилиндре находится поршень 7с уплотнительным кольцом 8. Шток 11 поршня проходит в отверстие во фланце 9, в которое ввинчено седло 20 редукционного клапана токоприемника. Отверстие, где проходит шток, уплотнено резиновой набивкой 13. Резиновая набивка сжимается уплотняющей гайкой 12. В хвостовике штока 11 имеется прорезь для крепления роликов 14,15. Ролики при продольном перемещении штока воздействуют на звезду 17. Звезда насажена на хвостовик пробки 3,притертой к корпусу 16 крана. В зависимости положения штока и пробки цилиндры токоприемника соединяются с резервуаром сжатого воздуха (подъем токоприемника) или с атмосферой (опускание токоприемника). При включении вентиля 2 он пропустит сжатый воздух в цилиндр и поршень со штоком переместится в крайнее левое положение. Ролик 75 повернет звезду на 90° против часовой стрелки, что приведет к повороту пробки 3. В цилиндр токоприемника произойдет впуск сжатого воздуха, а цилиндр отсоединится от атмосферного канала и произойдет подъем токоприемника. Из-за сравнительно небольших размеров отверстий в пробке подъем токоприемников происходит сравнительно медленнее. По окончании импульсного возбуждения катушки электропневматического вентиля 2 пробка остается на месте, а токоприемник под держивается в поднятом положении постоянным давлением сжатого воздуха до тех пор, пока не поступит импульс возбуждения на катушку электропневматического вентиля 1.
При возбуждении вентиля 1 шток 11 займет правое положение, и пробка 3 перекроет канал в корпусе 16 со сжатым воздухом и соединит цилиндр токоприемника с редукционным клапаном. Сжатый воздух отожмет клапан 19 и выйдет через отверстие в седле 20 (диаметром 6,5 мм) и втулки 4 в атмосферу. Токоприемник быстро отрывается от контактного провода. При опускании токоприемника давление воздуха падает, под действием пружины 18 клапан /9 возвращается в исходное положение. Воздух из цилиндра медленно выходит через меньшее отверстие клапана 19, и подвижная часть токоприемника медленно опускается на резиновые упоры. Силу нажатия пружины 18 регулируют винтом 5. Для изменения состояния клапана в ручную на хвостовике пробки 3 имеется головня 10, на которую устанавливают реверсивную рукоятку конгроллера машиниста.
Клапан длительного пользования. Клапан типа КП-17-09А установлен на электровозах ВЛ 10. Клапан (рис. 133) состоит из трех-
194
Рис. 133. Клапан токоприёмника КЛП-17-09А:
1 — малый клапан; 2 — трёхкамерный цилиндр; 3 — пробка; 4 — большой клапан; 5 — пружина; 6 — катушка вентиля; 7 — крышка; 8 — канал; 9 — поршень; 10 — пружина; 11 — тарелка; 12 — винт; 13 — пробка; 14 — пружина
камерного цилиндра 2, сверху закрытого пробкой 13, а снизу крышкой 7. Крышка служит корпусом клапана. Поршень 9 находится в камере А и удерживается в нижнем положении пружиной 5. Камера А постоянно сообщена с атмосферой через отверстие в тарелке 11. Камера Б через патрубок сообщается с цилиндром токоприемника. Камера С сообщена с резервуаром сжатого воздуха. Управляет впуском и выпуском сжатого воздуха электропневматический вентиль включающего типа, укрепленный на крышке 7. При возбуждении катушки электропневматического вентиля сжатый воздух по каналу 8 поступит в камеру А и поднимет поршень 9, сжимая пружину 5. С поршнем 9 поднимается и большой клапан 4, укрепленный на штоке поршня, закрывая отверстие между нижней камерой А и средней Б. Одновременно, преодолевая сопротивление пружины 14, малый клапан откроет отверстие между камерой Б и С, и сжатый воздух из резервуара поступит в цилиндр токоприемника. При снятии напряжения с катушки 6 электропневматического вентиля, сжатый воздух из под поршня 9 выходит в атмосферу; под действием выключающей пружины 5 поршень 9 опускается под давлением сжатого воздуха, тарелка И отожмется от стенки выхлопного отверстия и воздух быстрее выйдет из цилиндра токоприемника в атмосферу.
13*
195
При понижении давления воздуха в цилиндре пружина 10 редуктора вновь прижмет тарелку 11 к стенке выхлопного отверстия Д и остаток воздуха выйдет из цилиндра через меньшие отверстия В и Г пробки 3 с замедлением. Таким образом, в начале опускания токоприемника полоз отходит от контактного провода быстро, что предотвращает обгорание контактного провода при случайном опускании полоза под током. Замедленное движение токоприемника в конус опускания уменьшает удар подвижной части об его основание.
При опускании поршня 9 малый клапан 1 опустится и закроет отверстие между камерами С и Б, прекращая подачу воздуха из резервуара. Винтом 12 регулируют скорость подъема токоприемника, меняя проходное сечение верхнего патрубка цилиндра 2, т.е. уменьшают и увеличивают сопротивление воздуху, поступающему из резервуара.
Электромагнитный вентиль ЭВТ-54. Электромагнитный вентиль токоприемника ЭВТ-54 (рис. 134) установлен на электровозах ВЛ80р, ВЛ80с. Он состоит из чугунного литого корпуса 1. В корпус запрессована втулка 2, имеющая уплотнительные бурты. С нижним уплотнительным буртом втулки взаимодействует резиновая шайба 18 впускного клапана 19, который размещен на шпильке 17. Шпилька 17 закреплена на штоке 5
Рис. 134. Электромагнитный вентиль ЭВТ-54:
1, 21 — корпус; 2 — втулка; 3 — катушка; 4 — сердечник; 5 — шток; 6 — якорь; 7 — фланец; 8 — изолятор; 9 — крышка; 10 — гайка; 11 — шарики; 12 — выпускной клапан; 13, 16 — шайбы; 14, 20 — пружины; 15 — клапан; 17, 18 — шпилька; 19 — выпускной клапан
196
электромагнита с помощью выпускного клапана 12. Подвижная система вентиля подрессорена пружиной 20.
Катушка 3 насажена на электромагнит и укреплена эпоксидным компаундом в стальной втулке, которая является частью магнитопровода. Изолятор 8 с двумя выводами прикреплен к фланцу 7. На изоляторе установлена полиэтиленовая крышка 9. При нажатии на крышку 9 через гайку 10 можно вручную включить вентиль.
Ряд шариков 11, расположенных в пазу якоря, фиксируют якорь в воротничковом соединении фланца. Промежуточный дросселевый клапан 15 размещен под резиновой шайбой выпускного клапана на шпильке / 7 и имеет возможность осевого перемещения. Клапан 15 резиновой шайбой 16 опирается на верхний уплотнительный бурт втулки 2 и подрессорен пружиной 14. Сечением калиброванного канала в корпусе впускного клапана определяется время подъема токоприемника.
При подаче напряжения на катушку 3 якорь 6 притягивается к сердечнику 4 и выбирается зазор В, вниз перемещается шток с деталями запорных органов клапанных систем так, что резиновые шайбы 16 и 3, перемещаясь по ходу Б клапанной системы, перекроют сообщение с атмосферой цилиндра токоприемника. Одновременно по каналу между резиновой шайбой 18 впускного клапана и нижним уплотнительным буртом втулки 2 открывается доступ сжатому воздуху по каналу А в цилиндр токоприемника.
При снятии напряжения с катушки 3 подвижная система переместится вверх под действием рабочего давления воздуха и пружины 20, и резиновой шайбой 18 отключит цилиндр от источника сжатого воздуха. Одновременно открывается выпускной канал и из цилиндра привода воздух начнет выходить в атмосферу. В начале, когда сила сжатого воздуха действует на нижний торец клапана 15, будет больше, чем сила от пружины 14, этот клапан сместится вверх и упрется в резиновую шайбу 13 выпускного клапана. Сообщение привода с атмосферой будет через канал, образованный между нижним торцом клапана 15 и уплотнительным буртом втулки 2. Сечение этого канала эквивалентно сечению канала А, что обеспечивает быстрый выпуск сжатого воздуха в атмосферу. В результате произойдет быстрый отрыв полоза токоприемника от контактного провода.
При уменьшении давления сжатого воздуха в приводе токоприемника и достижении равновесия действующих сил на клапан 15, он переместится вниз до упора во втулку 2. Выход сжатого воздуха в атмосферу значительно замедлится, так как он будет осуществляться
197
через щель малого сечения, которая образована между отверстием клапана 15 и шпилькой 17. Это обеспечит плавное опускание подвижных частей токоприемника на амортизирующее устройство.
На электровозах последних выпусков устанавливают пневматические клапаны унифицированной серии, что позволяет получить на базе одного клапана несколько различных модификаций дня подачи сжатого воздуха к тифону, форсунке песочницы (КП-39, КП-39-02, КП-40), в цилиндр привода токоприемника (КП-41), в цилиндр догружающего устройства и цепи пневматического тормоза при замещении реостатного или при отказе рекуперативного тормоза независимо от положения ручки крана машиниста (КП-53, КП-53-02), для продувки и спуска конденсата из главных резервуаров (КП-100, КП 110-4)1), отличающиеся тем, что на них применены резиновые уплотнения вместо клапанов и резиновые манжеты на поршнях вместо кожаных.
Пневматическая блокировка ПБ-33-02. Для автоматического блокирования дверей высоковольтных камер, крышек люков, ведущих на крышу, задвижных щитов при поднятом токоприемнике и наличии в его цилиндрах сжатого воздуха на электровозах применяют автоматические блокировки(см.рис.135)
В крышке предусмотрено отверстие А для подвода сжатого воздуха, а в средней части цилиндра имеется боковое отверстие В, соединенное трубопроводом с клапаном токоприемника и с цилиндром корпуса другой пневматической блокировки.
Шток выходит из цилиндра и запирает дверь 9 высоковольтной камеры (крышку люка, задвижной щит). Если поршень 6 не опускается ниже отверстия В, воздух не поступит в цилиндр токоприемника. Ниже бокового отверстия В поршень со штоком может опуститься только при закрытой двери высоковольтной камеры (крышки люка, шторы). При открытой двери ее верхняя планка не позволит штоку 2 опустится и сжатый воздух не поступит в цилиндр привода токоприемника.
Пневматические блокировки действуют только при наличии сжатого воздуха в их цилиндрах, т.е. не обеспечивают выполнение требований техники безопасности при определенных условиях. Кроме пневматических блокировок на электровозах устанавливают еще вентили защиты.
Вентили защиты. На электровозах постоянного тока используют вентили защиты ВЗ-1 (рис. 136). Катушка 2 вентиля подключена к цепи управления и запитывается от кнопки при поднятии токоприемника, а на вторую катушку 8 подается напряжение от контактной сети
198
Рис. 135. Пневматическая
блокировка ПБ-33-02:
1 — корпус; 2 — шток; 3 — пружина; 4 — крышка; 5, 8 — приливы; 6 — поршень; 7 — втулка; 9 — дверь; А, В — отверстия
Рис. 136. Вентиль защиты ВЗ-1:
1 — магнитопровод; 2 — катушка цепи управления вентиля ЭВ-58; 3 — якорь;
4 — кнопка для ручного включения; 5 — крышка; 6 — сердечник; 7 — ствол клапана; 8 — катушка вентиля ЭВ-59; 9 — седло; 10 — клапан; 11 — пружина;
12 — корпус; 13 — рас-
пределительная коробка; 14 — катушка реле контроля и защиты; 75 — резистор; 16 — токоприемник; 17 — привод; 18 — рукав; 19 и 20 - пневматические блокировки
199
через токоприемник, через катушку 14 реле контроля защиты и добавочный резистор 15. Магнитные потоки катушек 2 и 8 действуют согласно.
Вентиль срабатывает при возбуждении одной катушки и при подаче напряжения на вторую катушку остается включенным, и воздух через вентиль будет поступать в цилиндры пневматических блокировок дверей высоковольтной камеры и крышевых люков, запирая их. Вентиль выключится только при снятии питания с обеих катушек, и воздух выйдет из цилиндров пневматических блокировок, двери высоковольтных камер и крышевые люки можно будет открыть.
Вентили защиты ВЗ-57 (рис. 137) используют на электровозах переменного тока. Он состоит из двух электромагнитных вентилей. Катушка 2 подключена к цепи управления напряжением 50 В, а катушка 3 другого вентиля питается также напряжением 50 В, но подключена через выпрямительный мост к обмотке собственных нужд напряжением 380 В. Вентиль ВЗ-57 действует аналогично вентилю ВЗ—1.
К обмотке СИ
Рис. 137. Вентиль защиты ВЗ-57:
1 — вентиль; 2 — катушка в цепи управления; 3 — катушка в цепи собственных нужд напряжением 380В; 4 — блокировка пневматического выключателя; 5 и 6 — пневматические блокировки дверей и крышек люков высоковольтной камеры; 7 — изоляционный рукав
200
Аппараты звуковых сигналов. К аппаратам звуковых сигналов относятся тифоны, свистки и ревуны. Работают они по следующему принципу: при подаче сжатого воздуха в корпус вследствие попеременного разряжения, возникающего при выходе из камеры воздуха, мембрана начинает колебаться и возникает звук. Звучание свистка создается в резонирующих камерах.
На электровозах последних выпусков взамен тифона и свистка устанавливают ревуны ТС-15 (рис. 138). Ревун состоит из тифона и свистка, установленных на общем кронштейне. Различная длина раструбов 4 и 5 и разный объем резонирующих камер обеспечивают двухтональное звучание как тифона, так и свистка.
Рис. 138. Ревун ТС-15:
1 — кронштейн; 2, 3 — рукоятки; 4, 5 — раструбы; 6 — кассета с мембранами; 7 — втулка регулировочная; 8 — крышка
201
Пневматический выключатель ПВУ-2. Выключатель (рис. 139) применяют для автоматического замыкания и размыкания цепи управления в зависимости от давления сжатого воздуха. При снижении давления воздуха до 0,27-0,29 МПа (2,7 -2,9 кгс/см2) контакты зажима 15 и рычага 17 размыкаются, что в конечном итоге отключит тяговые электродвигатели от цепи токоприемника. При давлении воздуха 0,45-0,48 МПа (4,5-4,8 кгс/см2) поршень 3 перемещает вверх шток 13 до тех пор, пока поршень не упрется в корпус. Преодолевая действие пружины 9, шток 13 поворачивает рычаг 17, который с помощью рычага 16 замыкает контакты цепи управления, и в конечном итоге тяговые электродвигатели подключаются к цепи токоприемника.
Рис. 139. Пневматический выключатель ПВУ-2:
1 — корпус; 2 — крышка; 3 — поршень; 4 и 10 - гайки; 5 — стакан; 6 — толкатель; 7, 9 — пружины; 8 — пробка; 11 — поршенек; 12 — шарик; 13— шток; 14— втулка; 15 — зажим цепи управления; 16, 17 — рычаги
202
Стеклоочистители. Стеклоочистители на тяговом подвижном составе применяют для очистки стекол лобового окна кабины машиниста от снега, дождевых капель, пыли. Для включения в работу стеклоочистителей в кабине машиниста на полке перед лобовыми стеклами установлено два запорно-регулировочных золотниковых крана, позволяющих устанавливать минимальную (не более 30 двойных ходов в минуту) и максимальную (не менее 55 двойных ходов в минуту) скорости перемещения щеток. При закрытии запорно-регулировочного крана щетка стеклоочистителя должна автоматически отводиться в правое крайнее положение.
Пневматический привод стеклоочистителя (рис. 140) имеет корпус 3, в котором перемещается зубчатая рейка 5 с уплотнениями 2 на цилиндрических поверхностях торцов. Через зубчатый сектор 4 и ось рейка приводит в движение щетку стеклоочистителя. К корпусу стеклоочистителя крепится корпус распределительного механизма 9, внутри которого находятся золотник 10 и поршень 8 автоматической укладки щетки в крайнее стационарное положение. Запорно-регулировочный кран состоит из корпуса 19, закрытого крышкой 75, золотника 18 с подпружиненным клапаном 7 7 и регулировочного винта 14 с маховиком 72, вращение которого приводит к перемещению золотника. В начальный момент перемещения золотника 18 вправо на открытие клапан 77 находится в отжатом положении, и воздух из питательной магистрали по каналам Ш, Т,Ц, У и Г поступает в полость Д и перемещает поршень 8 влево. В свою очередь поршень передвигает золотник 10 в крайнее левое положение, если он в нем не находился.
При дальнейшем перемещении золотника 18 вправо клапан 77 под действием пружины садится на седло и разобщает полость Д с питательной магистралью, а уплотнительный поясок золотника 18 открывает сообщение полости Д с атмосферой через канал Ф. Передвижение золотника 18 изменяет длину щелевого канала Ф и соответственно расход выходящего в атмосферу воздуха, что в конечном итоге приводит к изменению скорости перемещения щетки. Стержень клапана 77 открывает канал С, и воздух из питательной магистрали через каналы Ш, С,МиР поступает в полость А. Под давлением воздуха зубчатая рейка 5, если она находилась в левом или промежуточном положении, перемещается вправо, поворачивая сектор 4 и через его ось щетку стеклоочистителя. При перемещении рейки 5 вправо воздух, вытесняемый из полости Б, по каналам ВиЛ поступает в полость Е, передвигает поршень 8 вправо, проходит через отверстие в
203
Рис. 140. Схема привода стеклоочистителя:
1, 15 — крышки; 2 — уплотнение; 3 — корпус стеклоочистителя; 4 — сектор; 5 — зубчатая рейка; 6, 17 — клапаны; 7, 11 — пробки; 8 — поршень; 9 — корпус распределительного механизма; 10,18—золотники; 12 — маховик; 13 — стопорный винт; 14 — регулировочный винт; 16 — болт; 19— корпус запорно-регулировочного клапана; А, Б,Д, Е, К, Н — полости; В, Г, Ж, И, Л, М, П, Р, С, Т, У, Ф,Ц,Ш — каналы; Щ — подвод воздуха от питательной магистрали
204
поршне, отжимает подпружиненный клапан б и по каналам Г, У и Ф выходит в атмосферу.
Когда зубчатая рейка 5, перемещаясь вправо, уплотнением 2 откроет канал П, воздух из полости А поступит в полость Н золотника 10 и переместит его вправо. При этом воздух из полости К через канал 77 вытеснится в атмосферу. Переместившись, золотник 10 соединит канал М с каналом 7?, а Р — с Л. Воздух по каналам М и В начнет поступать в полость Б, а из полости А через каналы РмЛ, полость Е, каналы в клапане б, Г мФ будет выходить в атмосферу. Это вызывает перемещение влево зубчатой рейки, уплотнение которой откроет выход воздуху из полости Б и канал И, разобщив последний с атмосферой. Воздух из полости Б поступит в полость К и передвинет золотник 10 влево. При этом воздух из полости Н вытеснится в атмосферу через канал П. Далее цикл работы стеклоочистителя повторится.
При вращении маховика запорно-регулировочного крана на закрытие золотник 18 перемещается влево, блокируя выход воздуха через канал Ф, стержень клапана 17 перекрывает канал С и, упершись в торец корпуса 79, отжимает клапан от посадочной поверхности, открывая доступ воздуху (из питательной магистрали) по каналам Т, ЦмУъ канал Гм полость Д. Это вызывает перемещение влево поршня 8, который передвигает влево золотник и соединяет полость Ечерез каналыЖмИс атмосферой. Воздух из полости Б, связанной каналами ВмЛс полостью Е, уходит в атмосферу. Под действием остаточного давления в полости А и каналах, соединенных с ней, зубчатая рейка передвигается вправо до упора. При дальнейшем вращении маховика крана торец золотника упирается в кольцевые выступы корпуса крана и перекрывает окончательно доступ воздуха к стеклоочистителю.
Воздухораспределитель песочниц. Воздухораспределитель песочниц (рис. 141) сдвоенного типа имеет корпус 7 из чугуна, внутри которого перемещается шток 2 с манжетой 7. Отверстие в центре корпуса предназначено для крепления воздухораспределителя болтом. Пространство между поршнем и крышкой 75 сообщается с воздухопроводом приборов управления при включенном электро-пневматическом вентиле. При отключенном вентиле эта плоскость сообщается с атмосферой. Под действием пружины 9 к втулке 16 прижимается клапан, состоящий из направляющей 6, шайб 5 и 77, уплотнения 4 и винта 3. При поступлении воздуха от электропневматического вентиля поршень поднимается вверх вместе с клапаном, преодолевая усилие пружины 9 и давление воздуха в питательной
205
магистрали. При отжатии клапана от втулки воздух устремляется из питательной магистрали к форсунке песочницы. В корпусе предусмотрены отверстия Г, через которые уходит воздух, вытесняемый при перемещении штока вверх, а также воздух, проникающий из питательной магистрали и воздухопровода приборов управления в результате неплотного прилегания уплотнения 4 к втулке 16 и манжеты штока к цилиндрической поверхности корпуса, служащей направляющей для манжеты.
Рис. 141. Воздухораспределитель песочниц:
1 — манжета; 2 — шток; 3 — винт; 4 — уплотнение; 5 — шайбы; 6 — направляющая; 7 — корпус; 8 — заглушка; 9 — пружина; 10 — прокладка; 11 — шайба; 12 — прокладка; 13 — штуцер; 14 — штуцер; 75 — крышка; 16 — втулка; А — подвод воздуха от электропневматического вентиля; Б — подвод воздуха от питательной магистрали; В— отвод воздуха к форсунке песочницы; Г — атмосферное отверстие
206
Форсунка песочницы. Форсунка песочницы (рис. 142) является одним из основных элементов песочной системы. Песок попадает в корпус 8 форсунки самотеком из бункера, а воздух от воздухораспределителя подводится через штуцер 4. Воздух, подведенный в полость Г, через канал Д попадает в полость В. Отсюда основная часть воздуха выходит через канал Б сопла 7, а оставшаяся часть, пройдя через канал А, попадает в камеру смешения песка с воздухом и разрыхляет песок, поступающий из бункера. Поток воздуха, выходящий из канала Б, эжектирует песковоздушную смесь из камеры смешения форсунки и транспортирует ее по трубопроводу к колесным парам. Из полости Г воздух проходит также через сверления сопла 1 и далее через кольцевой зазор между наружной поверхностью сопла 7
Рис. 142. Форсунка песочницы:
1 — сопло; 2 — регулировочный винт; 3 — гайка; 4 — штуцер; 5 — уплотнение; 6 — пробка; 7 — сопло; 8 — корпус; 9 — крышка; А, Б,Д — каналы; В, Г — полости
207
и корпусом форсунки в трубопровод транспортировки песковоздушной смеси. Воздух, подводимый через сопло 1, уменьшает явление Дросселирования в головке форсунки, сопровождающееся интенсивным охлаждением воздуха и выпадением влаги, увеличивает давление воздуха в трубопроводе подачи песка под колесные пары, снижая вероятносгь слеживания песка и образования пробок в этом трубопроводе. Пробку 6 выворачивают при замене износившегося сопла 7. Крышку 9 снимают при очисгке внутренних полостей и канала корпуса форсунки.
От правильности регулировки форсунки зависит эффективность использования песка. Пескоподача, которая должна составлять (750 ± 200) г/мин под каждое колесо, регулируется вращением винта 2. Для удобства регулирования винт имеет удлиненную коническую часть. После окончания регулирования подачи песка винт фиксируют гайкой 3. Между корпусом форсунки и накидными гайками патрубка, подводящего песок к форсунке, и трубы, отводящей песковоздушную смесь от форсунки, для уплотнения установлены прокладки 5 из прокладочного картона. Место соединения корпуса форсунки с фланцевой частью штуцера подвода воздуха к форсунке уплотняется асбестовым шнуром.
3.2. Противопожарная система. Возможные причины возникновения пожара на ТПС. Средства пожаротушения. Установка для тушения пожара.
Принципиальная электрическая схема автоматической пожарной сигнализации
Возможные причины возникновения пожара на тяговом подвижном составе
Причины возникновения пожаров на электроподвижном составе связаны с возможными повреждениями электрического оборудования, а также с неправильным обслуживанием.
На тепловозах и дизель — поездах причины возникновения пожаров связаны с возможными повреждениями дизеля и электрического оборудования и также с неправильным их обслуживанием.
208
Причиной пожара по техническому состоянию дизеля являются пробой газов в картер, взрыв паров масла и выброс его из картера в дизельное помещение, попадание масла на неизолированные части выпускных коллекторов, имеющих высокую температуру, попадание масла на детали электрического оборудования тепловоза, скопление загрязнений и остатков обтирочных материалов.
Причиной пожара могут быть электрическое оборудование при их неправильном содержании: искрение машин и аппаратов, замыкание на корпус, переброс дуги, замасливание проводов и контактов, использование нетиповых предохранителей или несоответствующих резисторов.
Средства пожаротушения
Для тушения пожара предусмотрены противопожарные средства: настенные огнетушители, тара с песком, ведро, савок, пожарная сигнализация, противопожарная установка.
Воздухопенная установка для тушения пожара. Противопожарная воздухопенная установка (рис. 143) включает два резервуара 12, заполненных огнегасящим раствором, пневматический трубопровод 2, подающий при открытых кранах 1 сжатый воздух в резервуары, гидравлический трубопровод 3, подводящий раствор из резервуаров через краны /7 и 5 к переносным генераторам 4 высокократной пены. Генераторы высокократной пены установлены вертикально на левой стенке дизельного помещения, один перед, а другой за дизель-гене-ратором. Для удобства пользования они соединены с гидравлическим трубопроводом установки гибкими резинотканевыми рукавами 6, что позволяет использовать генераторы для тушения пожара в любом месте тепловоза или на объектах, находящихся от тепловоза на расстоянии, не превышающем длину рукава и дальность струи пены.
В случае пропуска воздуха закрытыми кранами 1 он выходит через атмосферное отверстие диаметром 1 мм в бонке 9, не создавая давления в резервуарах и предотвращая тем самым выдавливание раствора из них в гидравлический трубопровод. Кроме того, через это же отверстие постепенно выходит воздух, остающийся в пневматическом трубопроводе после каждого опробования установки или тушения пожара. Для предотвращения попадания раствора в пневматический трубопровод на трубе, подводящей воздух к резервуарам, установлено предохранительное кольцо (диафрагма) 8 из фольги, подлежащее замене после каждого пользования установкой. Кран 10,
14-395
209
Рис. 143. Схема воздухопенной противопожарной установки:
1 — разобщительный кран; 2 — пневматический трубопровод; 3 — гидравлический трубопровод; 4 — генератор высокократной пены; 5 — пробковый кран; 6 — рукав; 7 — заливная горловина; 8 — предохранительное кольцо; 9 — бонка для выпуска воздуха; 10, 11— краны; 11 — кран; 12 — резервуар; 13 — вентиль; 14 — соединительная головка; 15 — питательная магистраль автотормоза
установленный на трубе, соединяющей пневматический и гидравлический трубопроводы, предназначен для продувки гидравлического трубопровода; нормальное положение крана закрытое.
Генератор высокократной пены (рис. 144) предназначен для получения пены, превосходящей по объему в 70-100 раз объем водного раствора пенообразователя. При приведении установки в действие водный раствор пенообразователя под давлением, равным давлению в питательной магистрали автотормоза, поступает к генератору пены. Пройдя открытый кран 7, он попадает в полость Б корпуса центробежного распылителя 6, затем через тангенциальные прорези А проходит внутрь вихревой камеры 5, где закручивается и выходит через сопловое отверстие диаметром 8,4 мм в виде резко расширяющейся распыленной струи. Струя раствора, врываясь через коллектор 4 в диффузор 3, увлекает за собой атмосферный воздух и подает на пакет сеток 2. Образование пены происходит за счет выдувания через ячейки сеток пузырьков, получающихся из водного раствора пенообразователя. Насадок 1 придает струе пены нужную форму.
210
Рис. 144. Генератор высокократной пены:
1 — пакет насадок; 2 — пакет сеток; 3 — диффузор; 4 — коллектор; 5 — вихревая камера; 6 — корпус центробежного распылителя; 7— кран; А — тангенциальные прорези; Б — полость корпуса центробежного распылителя
После монтажа на тепловозе установку испытывают сжатым воздухом под давлением не ниже 0,75 МПа (7,5 кгс/см2) от питательной магистрали автотормоза. Перед испытаниями в отверстие бонки 9 (см.рис. 143) ставят заглушку, открывают краны 10,11, а вентиль 13 и краны 5 закрывают. Затем открывают один из кранов 1 и обмыливают все резьбовые соединения. Проверяют, нет ли утечек из системы. Утечки воздуха не допускаются.
Установку заправляют 6 %-ным водным раствором пенообразователя ПО-1. Для заправки необходимо: вывернуть пробки со щупами из заливных горловин 7; установить предохранительное кольцо 5; подсоединить шланг водопровода к головке 14, закрыть кран 77; открыть вентиль 13 и залить в резервуары 72 воду общим объемом 210 л; вентиль 13 закрыть, кран 77 открыть, шланг отсоединить от головки 14; залить через горловины 7 по 7 л пенообразователя в каждый резервуар. Для нормальной работы установки в резервуаре необходима воздушная подушка.
Для приведения установки в действие необходимо открыть один из кранов 7, взять в руки генератор 4 высокократной пены, направить его на очаг пожара и открыть кран 5. При полной заправке установки время ее работы с одним генератором составляет 3,3 мин, с двумя генераторами - около 1,5 мин.
Применять установку для гашения горящих электроаппаратов, электрических машин и электропроводки, находящихся под напряжением, категорически запрещается. Для этого необходимо использовать углекислотные огнетушители.
14*
211
После кратковременного пользования установкой (раствор использован частично) необходимо продувкой удалить остатки раствора из гидравлического трубопровода. После длительного пользования установкой (раствор использован полностью) установку необходимо промыть горячей водой (80 - 90 °C).
Установки порошкового пожаротушения. Установка порошкового пожаротушения дизельного помещения (рис. 145) предназначена для тушения пожара на тепловозе и находящихся вблизи тепловоза объектах. Установка может работать при давлении воздуха в питательной магистрали 9 не менее 0,7 МПа (7 кгс/см1 2). Применение огнетушащих порошковых составов сопровождается следующими приводящими к ликвидации пожара факторами: разбавлением горючей среды газообразными продуктами разложения порошка; охлаждением зоны горения в результате затрат тепла на нагрев распыленных частиц порошка, их частичное испарение и разложение в пламени. Огнетушащий порошковый состав не токсичен, однако высокая
Рис. 145. Схема установки порошкового пожаротушения дизельного помещения:
1 — резервуар; 2 — трехходовой кран; 3 — рукав; 4 — порошковый трубопровод; 5 — дизель-генератор; 6 — отпускной клапан; 7 — блок управления установкой; 8, 12 — краны (нормально открыты); 9 — питательная магистраль; 10 — кран (нормально закрыт); 12 — электро-
пневматический вентиль; 13 — пневматический трубопровод; 14 — пожарный ствол; 15 — предохранительное кольцо; А — положение «Открыто на порошковый трубопровод»; Б — положение «Открыто на пожарный ствол»; В — распылительное отверстие
212
дисперсность его частиц способствует попаданию его в органы дыхания и на слизистые оболочки глаз. Поэтому персонал, выполняющий работы по заправке установок и уборке помещения после пользования установкой, должен быть обеспечен респираторами и защитными очками.
Для сигнализации о возникновении пожара и управления установкой служит система сигнализации и управления, состоящая из блока 7, расположенного на стенке кабины машиниста, извещателей, размещенных на крыше, стенках кузова и в высоковольтной камере, сигнальной лампы «Пожар», находящейся на световом табло в кабине машиниста, сигнальной сирены и тумблеров включения установки. Приведение установки в действие производится как автоматически, так и вручную или дистанционно.
Установка состоит из резервуара 1, пневматического 13 и порошкового 4 трубопроводов, блока управления 7, рукава 3 с пожарным стволом 14 и кранов. Пневматический трубопровод служит доя подачи воздуха из питательной магистрали в резервуар 1 с целью вспушивания и вытеснения из него огнетушащего порошкового состава в порошковый трубопровод или в рукав с пожарным стволом. Воздух подается в резервуар через блок управления 7, состоящий из клапана б, управляющего включением этого клапана электропневма-тического вентиля 11 и разобщительных кранов.
Электропневматический вентиль 11 при отсутствии пожара обесточен; подача питания на его катушку происходит при включении одного из тумблеров, расположенных на панели блока, на стенке кузова в районе установки резервуара и на стенке холодильной камеры. Можно включить установку вручную краном 10, кран 12 при этом должен быть закрыт. При постановке тепловоза в горячий отстой с работающим дизель-генератором систему переводят в режим автоматического приведения установки в действие при срабатывании одного из пожарных извещателей. Для этого включают тумблер «Автоматика при прогреве» на панели блока управления.
Резервуар 1 установки состоит из верхнего и нижнего корпусов, соединенных между собой фланцами, скрепленными болтами. В нижнем корпусе резервуара размещены аэратор для вспушивания огнетушащего порошкового состава, представляющий собой кольцо из трубы, к которой приварены бонки с отверстиями, и штуцер для подсоединения пневматического трубопровода 13. На бонки надеты резиновые пробки с отверстиями. В верхнем корпусе расположены штуцер с сифонной трубой для подсоединения порошкового трубо
213
провода 4, горловины для заправки резервуара порошковым составом и патрубок для сообщения с атмосферой при заправке.
В верхней части резервуара в штуцере установлено предохранительное кольцо (мембрана) 15, предназначенное для создания в резервуаре необходимого давления, при котором обеспечиваются вспушивание порошка и последующая эффективная работа установки. При достижении давления воздуха 0,5—0,6 МПа (5-6 кгс/см1 2) предохранительное кольцо разрывается, и огнетушащий порошковый состав в смеси со сжатым воздухом подается по порошковому трубопроводу 4 и через распылительные отверстия В в виде облака выбрасывается в дизельное помещение. Предохранительное кольцо подлежит замене после каждого случая пользования установкой. Масса заряда в резервуаре (30 + 4) кг позволяет работать установке через порошковый трубопровод 15-30 с, а через рукав с полностью открытым пожарным стволом — 35-50 с. Длина резинотканевого рукава для пожарного ствола составляет 20 м, а длина струи порошка, формируемой стволом, — не менее 8 м.
Установка порошкового пожаротушения высоковольтной камеры (рис. 146) состоит из резервуара 6, имеющего массу заряда (10,5 + 1) кг,
Рис. 146. Схема установки порошкового пожаротушения высоковольтной камеры:
1 — кран (нормально закрыт); 2 — кран (нормально открыт); 3 — пневматический трубопровод; 4 — электропневматический вентиль; 5 — порошковый трубопровод; 6 — резервуар; 7 — воздухопровод приборов управле-
ния; 8 — предохранительное кольцо; А — распылительное отверстие
214
пневматического 3 и порошкового 5 трубопроводов, электропневма-тического вентиля 4 и разобщительных кранов 1 и 2. Кран 7 служит для ручного пуска установки при закрытом кране 2.
Пожарный ствол (рис. 147) предназначен для подачи струи порошкового состава на очаг пожара. Он состоит из корпуса 3, навернутого на него стакана 4, насадок 7, придающего струе нужную форму, и обтекателя 2, расположенного внутри насадка и способствующего равномерному распылению порошкового состава. В обтекатель вставлен клапан 9, перекрывающий зазор между обтекателем и штоком 8. С противоположной стороны к штоку присоединяется рукав. Для исключения выхода штока из корпуса установлено стопорное кольцо 6. Резиновые кольца 7 предохраняют резьбу штока и корпуса от случайного попадания на нее порошка. Открывать пожарный ствол необходимо не позднее чем через 6 с после включения одного из тумблеров дистанционного управления. Для открытия ство-
Рис. 147. Пожарный ствол:
7 — насадок; 2 — обтекатель; 3 — корпус; 4 — стакан; 5 — пружина; 6 — стопорное кольцо; 7 — резиновое кольцо; 8 — шток; 9 — клапан
ла необходимо повернуть стакан 4 относительно штока 8 с рукавом по часовой стрелке. После снятия усилия стакан возвращается в исходное положение пружиной 5.
Автоматическая пожарная сигнализация
Автоматическая пожарная сигнализация (АПС) служит для оповещения о появлении на тепловозе очага пожара или недопустимо высокой температуры (рис. 148). Датчики температуры (извещатели температуры) с легкоплавким соединением лепестковых контактов типа ИПЛ расположены в наиболее опасных в пожарном отношении местах дизельного помещения и камеры электрооборудования. Контакты датчиков включены последовательно в цепь питания катушки реле
215
( ^}05П2г^^ ™ 51г75^Л515 77PlpJS^4 525
ПZ5-32 Jj
~-----<Л2-1
РУ14
СБ
П2В Ж 175 V7
14/l~5
—<«-л
Д-----<#г-л
174-55
рущ Правая сторона
^пп «»nst пр nss гко asrm HS3 ЛТК про лт m ЛШ w tn
—*—ч>*------9—"Ыс—vs—т-л—гл—11
Левая сторона
Z/18 П84 ДТ7 лзг дтз пав ДТ9 р78 дно те ДТП лк ДТП п12
гл—гл—•игг«—гл—гл------------
М2 ?? М<> Ш?,'~3 P3S
---—-.—-6g----------------------
4s 1
(+)я27£-/0
к 8/14-17
Г~?4Г7
ПИТ”
ш
,ДГ$ П43
пйг4—
Над дизелем
7/15 П46 Ш^П44ЛТ5^42 ДТ4 ЛМДТЗ П58 №
»---—"--<•£ 9-J е*- -о; го——н ----Э-, ->
Рис. 148. Электрическая схема пожарной сигнализации:
АП — автомат пожарной сигнализации АЕ-2531-10УЗ. 5 А.1,31„. ТПР — тумблер проверки П2Т-23; ДТ1-ДТ16 — датчики температуры ИПЛ; ТП1-11 — тумблер П2Т-23; ЛП — лампа сигнальная РН-110—8
РУ 14. При возрастании окружающей температуры до 95-120 °C легкоплавкое соединение датчика расплавляется, и контакты его размыкаются, выключая питание реле РУ 14. Замыкающиеся при этом контакты реле обеспечивают подачу напряжения на лампу ЛП пожарной сигнализации и сигнал боксования СБ. Для проверки исправности сигнализации служит тумблер ТПР, при включении которого имитируется срабатывание датчика температуры.
Местонахождение источника сигнала (на ведущей или ведомой секциях) определяется переключением тумблера ТП1-11. Описание схемы дано на примере тепловоза 2М62.
3.3. Устройство вентиляционных воздухопроводов на тепловозах, электровозах, электро- и дизель -поездах
На тяговом подвижном составе применяют принудительную вентиляцию для обеспечения нормальных условий работы электрических машин, пусковых резисторов, резисторов ослабления возбуждения, индуктивных шунтов, выпрямителей и другого оборудования, для обеспечения требуемого избыточного давления в кузове с целью предотвращения проникновения в него пыли и снега во время движения, а также для охлаждения помещения кузова в летнее время.
Вентиляторы приводятся в действие электродвигателями и засасывают воздух через воздухозаборные устройства. Воздух, пройдя через воздухозаборные устройства, очищается от влаги, снега и пыли и направляется в воздухопроводы для охлаждения электрического оборудования.
Система вентиляции электрических машин на тепловозах
На тепловозах электрические машины охлаждаются воздухом, продуваемым через внутренние полости машин вентиляторами. Подача воздуха к электрическим машинам может осуществляться как от независимых вентиляторов, так и от вентиляторных колес, насаженных на вал электрической машины.
217
Охлаждение тяговых электрических машин может осуществляться индивидуальными вентиляторами, групповыми, а также одним вентилятором при централизованной системе подачи охлаждающего воздуха ко всем электрическим машинам и аппаратам.
Централизованная система воздушного охлаждения электрических машин и аппаратов тепловоза ТЭП70. Централизованная система воздушного охлаждения (рис. 149) обеспечивает подачу охлаждающего воздуха к тяговому генератору, тяговым электродвигателям, выпрямительной установке, а также в аппаратную камеру для поддержания в ней избыточного давления воздуха, препятствующего проникновению в камеру пыли. Осевой вентилятор засасывает воздух из атмосферы через кассеты блока фильтров и нагнетает его к потребителям по системе каналов, расположенных в раме тепловоза.
Рис. 149. Централизованная система охлаждения электрических машин и аппаратов тепловоза ТЭП70:
1 — осевой вентилятор; 2 — канал к тяговому генератору; 3, 4, 7, 12, 13, 16 — каналы к тяговым электродвигателям; 5 — канал к калориферам кабины машиниста; 6 — канал к лобовым стеклам ; 8 — рама тепловоза; 9, 14 — основные воздуховоды рамы; 10 — блок фильтров; 11 — канал к выпрямительной установке; 15 — канал к аппаратной камере
218
Вентилятор с входным коллектором, установленным в крыше тепловоза, соединяется брезентовым рукавом, закрепляемым на корпусе вентилятора и входном коллекторе металлическими хомутами. С нижней частью диффузора, выполненной в раме тепловоза и являющейся силовым элементом конструкции рамы, вентилятор соединен болтами через регулировочные прокладки и уплотнение из губчатой резины.
Воздушные каналы к тяговому генератору, выпрямительной установке, тяговым электродвигателям передней и задней тележек также включены в силовую конструкцию рамы. Все воздуховоды коробчатой формы, сварные и выполнены из листовой стали. Воздушные каналы к тяговым электродвигателям, тяговому генератору и выпрямительной установке подсоединены через брезентовые рукава.
Вентиляционная система охлаждения выпрямительной установки тепловоза 2ТЭ116. Для охлаждения силовых кремниевых выпрямителей на выпрямительном шкафу 2 (рис. 150) установлен мотор-вентилятор 3, забирающий воздух из полости воздухозаборника через входной патрубок 4 и нагнетающий его в выпрямительный шкаф через верхний патрубок 7, а в блок управляемых вентилей 5 — через канал 6. После охлаждения выпрямителей воздух через нижний патрубок 9 уходит в главную раму тепловоза.
Выпрямительный шкаф установлен на опоре ]0 вместе с мотор -вентилятором охлаждения электродвигателей передней тележки. Входной патрубок 4 мотор-вентилятора 3 соединяется с патрубком на крыше соединительным рукавом, сшитым из брезентовой парусины. Рукав, надетый на патрубки, затянут двумя хомутами. Несоосность входного патрубка вентилятора и патрубка на крыше регулируется прокладками, устанавливаемыми под лапы электродвигателя. Несоосность должна быть не более 10 мм, а толщина набора прокладок не должна превышать 4 мм. Фланец входного патрубка 4 прилегает к фланцу вентилятора, между ними установлена прокладка из губчатой резины. Воздух из входного патрубка, попав в вентилятор, меняет в нем направление на 90°, так как лопатки вентиляторного колеса при вращении захватывают его и сообщают ему вращательное движение. Возникающие центробежные силы перемещают воздух в направлении нагнетательной камеры спиральной формы в корпусе вентилятора, на выходе, из которой давление воздуха повышается.
Вентилятор приводится во вращение электродвигателем переменного тока. Электродвигатель крепится к опоре четырьмя болтами, а корпус вентилятора соединяется с верхним патрубком 7 восемью болтами. Брезентовый рукав, приклепанный к корпусу вентилятора и
219
220
Рис. 150. Вентиляционная установка выпрямительного шкафа тепловоза 2ТЭ116:
1 — распорка; 2 — выпрямительный шкаф; 3 — мотор — вентилятор; 4 — входной патрубок; 5 — блок управляемых вентилей; 6 — канал; 7, 9 — верхний и нижний патрубки; 8, 10 — опоры
обечайке, обеспечивает удобство монтажа мотор — вентилятора с верхним патрубком. При монтаже мотор — вентилятора необходимо обеспечить, чтобы замеренные в разных местах расстояния между стенкой выходного канала корпуса вентилятора и вертикальной стенкой обечайки отличались между собой не более чем на 5 мм. Между верхним фланцем верхнего патрубка и фланцевой поверхностью обечайки установлена прокладка из губчатой резины. Верхний патрубок изготовлен из стеклопластика на полиэфирном связующем. Внутри него имеются две перегородки, разделяющие поток воздуха по трем направлениям для равномерного охлаждения всех полупроводниковых силовых диодов. С правой стороны по ходу тепловоза к верхнему патрубку присоединен канал 6, отводящий воздух к блоку управляемых вентилей 5.
После охлаждения кремниевых выпрямителей воздух, как уже отмечалось выше, поступает в нижний патрубок 9. К этому патрубку в верхней и нижней частях приварены рамки. Нижняя рамка присоединяется к фланцу, приваренному к главной раме тепловоза, и воздух, выходящий из нижнего патрубка, через канал в раме выбрасывается наружу. Верхней рамкой нижний патрубок присоединяется к выпрямительному шкафу. Крепление выпрямительного шкафа на опоре 70 дополнительно усилено распоркой 7. Лапы опоры 10 крепятся к платикам, приваренным к настильному листу главной рамы тепловоза. Между лапой и платиком установлены прокладки. Толщина набора прокладок не должна превышать 3 мм, а количество прокладок должно быть не более четырех.
Вентилятор охлаждения выпрямительной установки (рис. 151) размещен непосредственно на приводном электродвигателе. Ступица вентиляторного колеса насажена на вал электродвигателя со шпонкой и закреплена торцовой шайбой с двумя болтами. Болты стопорятся двумя стопорными шайбами. Сварной корпус б вентилятора крепится к электродвигателю 9 четырьмя болтами, зашплинтованными с внутренней стороны корпуса проволокой 8, гайки этих болтов защищены от отворачивания стопорными шайбами. Со стороны входа воздуха в корпусе установлен диффузор 5. При сборке вентилятора между торцом диффузора и диском 4 колеса вентилятора должен быть обеспечен зазор (3±1) мм. Регулируют его подрезкой торца диффузора. Кроме того, несоосность диффузора и вентиляторного колеса, определяемая как разность внутренних диаметров диффузора и покрывающего диска вентиляторного колеса, при замерах в четырех диаметрально противоположных точках должна быть не более 1 мм. На
221
Рис. 151. Вентилятор охлаждения выпрямительной установки:
I — шайба;
2 — ступица;
3 — лопатка;
4 — покрывающий диск;
5 —- диффузор;
6 — корпус;
7 — несущий диск;
8 — проволока;
9 — электродвигатель
улитке корпуса вентилятора расположено закрывающееся крышкой отверстие для осмотра вентиляторного колеса при плановых осмотрах и ремонтах. Под крышкой установлена прокладка. К корпусу крышка прижимается скобами, надетыми на болты и прижимаемыми гайками-барашками.
Несущий диск 7 вентиляторного колеса прикреплен к ступице восемью болтами. Болты стопорятся попарно стопорными планками. Каждая лопатка 3 колеса крепится заклепками с одной стороны к несущему диску, а с другой — к покрывающему диску 4. Для колеса подбираются лопатки с разницей в массе не более 1 г. В случае превышения указанной разницы равные по массе лопатки приклепывают на диаметрально противоположных сторонах колеса. В процессе сборки проверяют торцовое биение несущего и покрывающего дис-222
ков, которое не должно превышать 0,5 мм, а также радиальное биение по кромкам лопаток, которое должно быть не более 1,2 мм. Собранное вентиляторное колесо балансируют динамически. Со стороны несущего диска на радиусе колеса допускается дисбаланс до 0,2 Н-см (20 гс-см), а со стороны плоскости покрывающего диска -0,1 Н-см (10 гс-см). Дисбаланс устраняют приваркой груза массой не более 30 г на несущий диск и приклепкой груза не более 15 г на покрывающий диск. Отбалансированный вентилятор испытывают на разнос при частоте вращения 2200 об/мин в течение 5 минут.
Вентиляторы охлаждения тяговых электродвигателей. Для обеспечения принудительной вентиляции тяговых электродвигателей служат вентиляторы, установленные в дизельном помещении.
Вентилятор охлаждения электродвигателей передней тележки тепловоза 2ТЭ116 (рис. 152) установлен перед шкафом выпрямительной установки. Колесо вентилятора приводится от электродвигателя 10 переменного тока, установленного и закрепленного четырьмя болтами на опоре 2, которая в свою очередь крепится шестью болтами к листу, приваренному к опоре шкафа выпрямительной установки. Верхний фланец канала 4 присоединен к фланцу люка короба — воздухозаборника шестью болтами, а к нижнему концу канала 4 прикреплен заклепками брезентовый рукав. Под головки заклепок со стороны брезента положена планка, обеспечивающая надежность заклепочного соединения. Брезентовый рукав затянут хомутом 5, соединяя канал 4 со всасывающим каналом 8. При соединении каналов зазор между их торцевыми поверхностями не должен превышать 10 мм. Фланец всасывающего канала 8 крепится к корпусу вентилятора 9 вместе с входным патрубком вентилятора восемью болтами, причем зазор между торцом вентиляторного колеса и внутренним торцом входного патрубка вентилятора должен быть (3± 1) мм. Несоосность входного патрубка и колеса вентилятора контролируют по разности замеряемых в четырех диаметрально противоположных точках внутренних диаметров патрубка и покрывающего диска вентиляторного колеса. Эта разность должна быть не более 1 мм.
Корпус вентилятора крепится к фланцу электродвигателя восемью болтами. Головки болтов, находящихся внутри корпуса, шплинтуют проволокой, а гайки стопорят шплинтами. Ступицу колеса вентилятора, предварительно нагретую до температуры 373-393 К (100-120)° С, насаживают на вал электродвигателя со шпонкой и закрепляют торцевой шайбой, прижимающей ступицу колеса с помощью двух болтов, которые фиксируют стопорной планкой. К ступице колеса болтами
223
крепят несущий диск колеса. От самоотворачивания эти болты попарно стопорят планками. Лопатки прикреплены к дискам заклепками. Для осмотра вентиляторного колеса при плановых технических обслуживаниях на улитке корпуса предусмотрено закрывающееся съемной крышкой отверстие.
Собранное вентиляторное колесо динамически балансируют и испытывают на разнос. Требования по подбору лопаток колеса перед сборкой такие же, как и для колеса вентилятора охлаждения выпрямительной установки. Д ля удобства монтажа корпуса вентилятора с нагнетательным каналом 1 к выходному патрубку корпуса вентилятора прикреплен брезентовый рукав. Другой конец рукава прикреплен к рамке, выполненной в виде фланца. Рамка соединяется с верхним фланцем нагнетательного канала болтами. Между рамкой и верхним фланцем нагнетательного канала установлена прокладка из губчатой резины.
Для усиления крепления вентилятора всасывающий канал присоединен болтами к двум скобам 3, приваренным к верхней части корпуса вентилятора, а также к поддержке б, которая другим концом прикреплена к бонке, приваренной к стенке тамбура.
Рис. 152. Вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей:
I — нагнетательный канал; 2 — опора; 3 — скоба; 4 — канал с рукавом; 5 — хомут; 6 — поддержка; 7 — крышка; 8 — всасывающий канал; 9 — вентилятор; 10 — электродвигатель
224
Вентилятор охлаждения электродвигателей задней тележки установлен между дизель-генератором и тормозным компрессором. Он принципиально не отличается от вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки. Различие форм всасывающих и нагнетательных каналов и опор обусловлено компоновкой оборудования тепловоза. Вентиляторные колеса вентиляторов охлаждения тяговых электродвигателей отличаются от колес вентиляторов выпрямительной установки и отопительно-вентиляционного агрегата только размерами.
Вентилятор кузова. Вентилятор кузова тепловоза 2ТЭ116 (рис. 153) установлен в проеме крыши кузова над тяговым генератором. Фланец диффузора 8 вентилятора крепится 16 болтами к бонкам, приваренным к крыше тепловоза. Под фланцем находится резиновое уплотнение 11, которое уложено в канавку, образованную буртом проема и уголком. Подача воздуха вентилятором составляет 95 м3/мин. Вентилятор приводится электродвигателем 10 постоянного тока, имеющим частоту вращения 1500 об/мин. Электродвигатель крепится к внутреннему фланцу диффузора 8 четырьмя болтами, зашплинтованными проволокой. Внутренний фланец держится на четырех угольниках, приваренных одной стороной к внутренней поверхности диффузора, а другой — к внутреннему фланцу. Приваренные к каждому уголку две косынки увеличивают несущую способность уголков. Для усиления наружного фланца диффузора предусмотрены четыре косынки, приваренные одним катетом и наружной поверхности диффузора по образующей цилиндра, а другим — к нижней поверхности наружного фланца. Ступица колеса вентилятора 9 надевается на вал электродвигателя со шпонкой и стопорится винтом.
Шестилопастное колесо вентилятора крепится к ступице вентилятора четырьмя болтами. При этом тупые кромки лопаток обращены к фланцу ступицы. После насадки колеса на ступицу сверху надевается шайба с четырьмя отверстиями под болты. Гайки болтов от отворачивания стопорят попарно планками, отгибая их углы на грани гаек. После затяжки болтов щуп толщиной 0,05 мм не должен проходить между фланцем ступицы и колесом.
Колесо со ступицей и шпонкой подвергают статической балансировке. Небаланс не должен превышать 0,25 Нем (25 гс-см). При балансировке допускается крепление балансировочного груза к ободу винтами, прихваченными электросваркой, или снятие металла с торцовой поверхности обода с плавными переходами на глубину не более 2 мм от номинального размера. Отбалансированное колесо
15-395
225
испытывают перед сборкой на разнос при частоте вращения 2100 об/мин в течение 10 мин.
Для установки крышки 7 к диффузору приварены четыре стойки из уголков, возвышающиеся над ним на 100 мм. Сверху к каждому угольнику приварен платик с отверстием, в которое снизу вставлен болт, прихваченный сваркой. Наружная цилиндрическая поверхность диффузора, расположенная выше его наружного фланца, служит направляющей для обечайки 6, которая развальцована в верхней части, а в нижней части усилена угольником. К угольнику приварены четыре ушка с отверстиями для зацепления нижних концов пружин 1. Внутри обечайки имеется плита, связанная с обечайкой четырьмя ребрами. Между крышкой 7 и платиками стоек установлена прокладка 4.
Рис. 153. Вентилятор кузова:
1 — пружина; 2, 4 — прокладки;.?, 7 — крышки; 5 — пневматический цилиндр; 6 — обечайка; 8 — диффузор; 9 — колесо вентилятора; 10 — электродвигатель; 11 — уплотнение
226
К крышке 7 с внутренней стороны приварено четыре ушка с отверстиями для зацепления верхних концов пружин. В центре крышки приварена опора пневматического цилиндра 5, в центральное отверстие которой вставлен цилиндр, прикрепленный к опоре тремя болтами. Сверху на крышку 7 устанавливают и закрепляют шестью болтами закрывающую крышку 3. Под фланцем закрывающей крышки имеется прокладка 2 из брезентовой парусины, густо пропитанной суриком. Воздух к пневматическому цилиндру подводится через штуцер, приваренный к его верхней части. Внутри цилиндра перемещается поршень, состоящий из трубы и двух наконечников. В трубе поршня предусмотрен паз шириной 5 мм вдоль образующей, в который входит конец установочного винта для ограничения хода поршня. Со стороны верхнего наконечника на поршень надета манжета, распираемая пружинным кольцом и закрепленная втулкой с гайкой, гайка зафиксирована шплинтом.
Для включения электродвигателя вентилятора необходимо включить автоматический выключатель «Вентилятор кузова» при наличии давления воздуха в воздухопроводе приборов управления более 0,5 МПа (5 кгс/см2). При этом получают питание обмотки электродвигателя вентилятора кузова и катушка электропневматического вентиля. Электропневматический вентиль открывает доступ воздуху к пневматическому цилиндру. Поршень цилиндра под давлением воздуха опускается вниз, нижним наконечником давит на плиту обечайки и, преодолевая усилие четырех пружин 7, перемещает обечайку по диффузору вниз. Воздух из кузова выбрасывается в атмосферу шестилопастным вентилятором. Для улучшения аэродинамики потока на выходе воздуха верхний край обечайки развальцован. При отключении автоматического выключателя «Вентилятор кузова» прекращается питание электродвигателя вентилятора и электропневматического вентиля. Воздух из пневматического цилиндра выпускается в атмосферу через электропневматический вентиль. Обечайка поднимается вверх и прижимается к крышке четырьмя пружинами.
Вентиляция и отопление дизель-поездов
Общие сведения. Для создания и поддержания в пассажирских салонах, кабинах машиниста и в служебных помещениях благоприятных санитарно-технических условий дизель-поезд оборудован системой приточно-принудительной вентиляции и системой сквозного
15*
227
воздушного отопления с использованием тепла охлаждающей воды силовой установки. В переходные и зимний периоды года отопление пассажирских салонов и служебных помещений осуществляется тепловым воздухом, нагнетаемым вентиляционно-отопительными установками, размещенными в передних чердаках моторных вагонов. От каждой установки отапливается половина поезда, т. е. моторный и прицепной вагоны при четырехвагонной составное™ поезда или моторный и два прицепных вагона при шестивагонной составное™ поезда.
Вентиляционно-отопительная установка (рис. 154) включает в себя четыре фильтровые камеры с фильтрами 3, прикрепленные к всасывающим жалюзи на радиусной части крыши кузова, два вентилятора 5, приводимые во вращение электродвигателем 9, и соединенные металлическими переходниками 1 с двумя водовоздушными кало-
Рис. 154. Вентиляционно-отопительная установка дизель-поезда:
/ — переходной воздуховод; 2 — створка; 3 — фильтр; 4 — пневмо-цилиндр; 5 — вентилятор; 6 — калорифер; 7 — амортизатор; 8 — рама; 9 — электродвигатель
228
риферами 6. Переходники 1 оборудованы створками 2, которые открываются и закрываются пневмоцилиндром 4 при помощи системы рычагов.
Вентиляционно-отопительная установка соединена с системами воздушных каналов (рис. 155) моторного и прицепного вагонов, состоящих из потолочных 4, вертикальных 7 и подоконных 5 каналов, а также каналов для отопления служебных помещений. Потолочные каналы моторных и прицепных вагонов соединены между собой при
фильтр; 4 — потолочный канал; 5 — подоконный
канал; 6 — суфле; 7 — вертикальный канал; 8, 16 — задвижки; 9 — грелка; 10 — обогрев сте-кол; 11 — вентиляционно-отопительная установка кабины машиниста; 12 — отопление туалета; 13 — вентиляционно-отопительные установки; 14 — заглушка; 15 — рукав
229
помощи межвагонных соединений. В потолочных каналах установлены вентиляционные насадки в количестве 6 шт. в моторном и 12 шт. в прицепном вагонах.
На прицепных вагонах вентиляция салонов осуществляется двумя вентиляционными установками, расположенными в чердаках переднего и заднего тамбуров. Каждая установка состоит из одного вентилятора 5, приводимого во вращение электродвигателем П31. Для предварительного прогрева, а также для компенсации дефицита тепла при работе силовой установки на низких нагрузках в каждом салоне поезда установлено по одному электрокалориферу 6.
В пассажирском салоне моторного вагона реле температуры ТВЖ отрегулировано на срабатывание при температуре 19°С и служит для управления работой электрокалорифера и створок 2 переходного воздуховода 7. В салоне прицепного вагона установлено реле температуры ТВЖ, отрегулированное на температуру срабатывания тоже 19°С, управляющее работой электрокалорифера.
Отопление. На зимнем режиме эксплуатации через водовоздушные калориферы вентиляционно-отопительной установки циркулирует вода системы охлаждения силовой установки. Количество воды, подаваемое в калориферы, регулируется в зависимости от температуры наружного воздуха.
Засасываемый вентиляционным агрегатом через жалюзи и сетчатые фильтры наружный воздух проходит через калориферы, нагревается теплом циркулирующей в них воды и через переходник 2 (рис. 155) из прорезиненной ткани нагнетается в потолочный канал моторного вагона, через межвагонные соединения (суфле) поступает в потолочные каналы прицепных вагонов. Из потолочных каналов нагретый воздух поступает по вертикальным каналам в подоконные, а оттуда через решетки в салоны вагонов.
Заслонка в моторном вагоне и задвижки 16 в прицепном вагоне должны быть открыты, а задвижки в прицепных вагонах закрыты, Если поезд имеет четырехвагонную составность, то между прицепными вагонами задвижки 16 должны быть закрыты, обеспечивая тем самым разделение системы отопления на две части. При шестивагонной составное™ поезда задвижки 16 закрываются между третьим и четвертым вагонами.
Распределение между вагонами подаваемого в пассажирские салоны нагретого воздуха осуществляется установкой задвижек 8, перекрывающих поступление воздуха из вертикального канала в подоконный, согласно сделанным на них отметкам.
230
Регулирование температуры воздуха в пассажирских салонах поезда производится автоматически, по сигналу от реле температуры ТЖВ, установленных в салонах моторных вагонов и отрегулированных на выключение при температуре плюс 19°С весь наружный воздух проходит через калориферы вентиляционно-отопительной установки. Если температура воздуха в салоне моторного вагона достигнет плюс 19°С, датчик температуры замкнет свои контакты в цепи электропневматического вентиля ПЖО, который пропускает воздух на пневмоцилиндр привода створок переходника вентиляционноотопительной установки, после чего часть наружного воздуха нагнетается в потолочные каналы, минуя калориферы, понижая тем самым температуру воздуха в салонах.
Система автоматического регулирования температуры воздуха в салонах позволяет поддерживать ее в пределах 15± 3°С при температуре наружного воздуха до минус 40°С.
Для подогрева салонов поезда в отстое служат электрокалориферы с выключением их от внешнего источника питания или при работе силовой установки от стартера-генератора.
Включение электрокалориферов осуществляется с пульта машиниста тумблером «Прогрев салона». Работой электрокалориферов управляют реле температуры ТЖВ, контакты которых отрегулированы на отключение при температуре воздуха в салонах выше 19°С.
Электрокалориферы можно использовать для подогрева салонов при дефиците тепла во время движения поездов совместно с основной вентиляционно-отопительной установкой. Совместная работа не допускается при питании электрической схемы поезда от одного стартера-генератора.
Обогрев служебного помещения осуществляется теплым воздухом от отопительной установки. Воздух подается по каналу от вентилятора к стояку, в котором имеются две створки. Нижняя служит для подачи теплого воздуха зимой, верхняя- для подачи свежего воздуха летом. Обогрев туалетного помещения осуществляется радиационным способом от вертикального канала 7, огражденного со стороны туалетного помещения металлической сеткой.
Кабина машиниста подогревается также охлаждающей водой силовой установки при помощи вентиляционно-отопительной установки 11, состоящей из водяного трубчатого калорифера, расположенного горизонтально, и центробежного вентилятора с электродвигателем ПН, установленных под полом кабины машиниста. Забор воздуха производится снаружи. Возможна рециркуляция воздуха. Для обо
231
грева лобовых стекол в зимнее время от вентиляционно-отопительной установки кабины машиниста к ним осуществлен подвод теплового воздуха. Для обогрева ног машиниста под полом пульта установлена грелка 9, представляющая собой металлическую полость, по которой при открытии вентилей отопления кабины циркулирует горячая вода.
Вентиляция. Для перехода на летний режим работы в моторном вагоне необходимо отключить калориферы вентиляционно-отопительной установки от системы охлаждения силовой установки, перекрыть заслонку и задвижки 8, а открыть вентиляционные насадки. В прицепных вагонах необходимо перекрыть задвижки 8 и 16, вентиляционные насадки, снять заглушки 14.
Наружный воздух засасывается вентиляционным агрегатом в моторном вагоне и вентиляционным агрегатом в прицепном вагоне через всасывающие жалюзи и сетчатые фильтры 3 и нагнетается в потолочные каналы 4, из которых через вентиляционные насадки поступает в пассажирские салоны вагонов, обеспечивая необходимый воздухообмен и подпор. Создаваемый подпор воздуха препятствует проникновению в салоны пыли. Из вагона воздух выходит через решетки тамбурных и наружных дверей.
Вентиляция кабины машиниста осуществляется вентилятором вентиляционно-отопительной установки при отключенном от системы охлаждения силовой установки водовоздушном калорифере. Забор воздуха при этом производится снаружи. Вентиляция кабины машиниста также осуществляется и при выключенном вентиляторе во время движения поезда за счет скоростного напора воздуха.
Вентиляция туалетного помещения — вытяжная, при помощи дефлектора, установленного на крыше вагона и соединенного со створкой вентилятора, расположенного на потолке туалетного помещения. Поворотом ручки заслонка створки открывает или перекрывает выход воздуха из туалетного помещения.
Системы вентиляции на электровозах
На электровозах применяют принудительную вентиляцию для обеспечения нормальных условий работы тяговых двигателей, двигателей компрессоров, пусковых резисторов, резисторов ослабления возбуждения, индуктивных шунтов, выпрямителей, теплообменников трансформаторов, реакторов сглаживающих, блоков тормозных резисто
232
ров и другого оборудования, для обеспечения требуемого избыточного давления в кузове с целью предотвращения проникновения в него пыли и снега во время движения электровоза, а также для охлаждения помещения кузова в летнее время. Воздух вентиляторами, приводимыми во вращение электродвигателями, засасывается через воздухозаборные устройства, состоящие из специальных камер с жалюзи и фильтрами. Потоки воздуха, пройдя через воздухозаборные устройства, очищаются от влаги, снега и пыли и направляются в воздуховоды для охлаждения электрического оборудования. В качестве примера рассмотрим системы вентиляции электровозов ВЛ80с (рис. 156, а). Воздух через лабиринтные жалюзи и форкамеры 17 и 19 центробежными вентиляторами, приводимыми во вращение двигателями 1 и 10, охлаждая индуктивные шунты 23, нагнетается в воздуховоды 13 и 16 с патрубками 15 к тяговым двигателям первой секции. После их охлаждения воздух выбрасывается под кузов секции. От воздуховода к двигателю ТДIV ответвляется воздуховод 12 с заслонкой к выпрямительной установке возбуждения (ВУВ) 11. Для предотвращения попадания в тяговые двигатели снега и сезонной регулировки расхода воздуха (заслонки 18 и 21) предусмотрен лист 24, который в летний период устанавливают на стенку кузова в нерабочее положение, а в зимний — на камеру с индуктивными шунтами. С 1981 г на электровозах вместо листа 24 и фильтра 13 крепят раму с сеткой, на которую зимой ставят фильтр, а в форкамерах устанавливают дополнительные подвижные фильтры (шторы)
Воздух через жалюзи 26, 28 и форкамеры 19,20,22 вентиляторами, приводимыми во вращение электродвигателями 1, 9, нагнетается через устройство переключения воздуха УПВ-5, когда его заслонка 8 установлена вверх (что соответствует режиму тяги), в выпрямители б и 7, охлаждая их, далее по двум воздуховодам он проходит к сглаживающим реакторам 29, теплообменникам 14 тягового трансформатора и выбрасывается под кузов в атмосферу. Когда заслонка 8 установлена вниз, что соответствует режиму торможения, воздух идет на охлаждение блоков тормозных резисторов 5 и выбрасывается через жалюзи 4 на крыше кузова секции. С 1981 г в жалюзи 4 устанавливают снегоотбойные листы для предотвращения попадания снега в тормозные резисторы. Чтобы исключить взаимное влияние вентиляторов с электродвигателями 1 и 10, форкамеры 17 и 19 разделены перегородкой 27.
Избыточное давление в кузове в 40— 60 Па обеспечивается в результате выброса воздуха после охлаждения ВУВ в кузов секции
233
Рис. 156. Схема вентиляции электровоза
ВЛ80с:
1, 9,10 — электродвигатели; 2 — вытяжные дефлекторы; 3 — габаритные жалюзи; 4 — жалюзи на крыше; 5 — блок тормозных резисторов; 6,7 — выпрямители; 8 — заслонка; 11 — выпрямительная установка возбуждения (ВУВ); 12, 13, 16, 25, 30, 31 — воздуховоды; 14 — тепло-обменик тягового трансформатора; 15 — патрубки; 17,19, 20, 22 — форкамеры; 18, 21 — заслонки; 23 — индуктивный шунт; 24 — лист; 26, 28, 32 — жалюзи; 27 — перегородка; 29 — сглаживающий реактор; 33 — лабиринтные щели
через специальные окна на воздуховодах к тяговым двигателям. На крышках крышевых люков установлены вытяжные дефлекторы 2, которые летом открывают, зимой закрывают. Системой вентиляции обеспечивают подачу воздуха в объеме 922 м3 в 1 мин.
Система вентиляции на электровозах ВЛ80т, ВЛ80к конструктивно выполнена аналогично рассмотренной. На электровозах ВЛ 10 и ВЛ 10у (рис. 156, б) принудительная вентиляция осуществляется на секции одним центробежным вентилятором Ц 13-50 № 8 с электродвигателем 1. Забор воздуха производится через габаритные жалюзи 3, расположенные на крыше секции электровоза. Очищенный от пыли или влаги воздух, пройдя форкамеру, через патрубок подается в вентилятор и нагнетается двумя потоками, одним — по системе воздуховодов 30 к тяговым двигателям данной секции и по ответвлению к электродвигателю компрессора, вторым — к резисторам и индуктивным шпунтам по воздуховоду 31, со специальными прорезями в желобах, расположенному на уровне 2-го этажа высоковольтной камеры (над блоками аппаратов). Расход воздуха в этом потоке составляет 195м3/мин, выброс его в атмосферу производится через лабиринтные щели 33 в крыше, снабженные шиберами (зимой они должны быть закрыты, летом — открыты). Расход воздуха на каждый тяговый двигатель не менее 95 м3/мин. Распределение воздуха по тяговым двигателям регулируют, перемещая заслонки, установленные на кожухи вентиляторов.
Для поддержания в кузове давления выше атмосферного предусмотрен выброс воздуха в зонах высоковольтной камеры и в машинном помещении из воздуховодов к тяговым двигателям через жалюзи 32. При этом избыточное давление в кузове должно быть 30—50 Па.
На электровозах ЧС2 ЧС2Т, ЧС4 и ЧС4Т также использованы системы принудительной вентиляции.
Системы вентиляции и отопления на электропоездах
На электропоездах тяговые двигатели имеют самовентиляцию. Воздух для их охлаждения забирается через жалюзи, расположенные над входными дверями и соединенные вентиляционным каналом с фильтрами. Далее по вертикальному каналу, находящемуся в пассажирском помещении, и по подвагонному каналу через гибкое соединение воз
235
дух поступает к двигателю, а из двигателя выбрасывается в атмосферу.
Кроме того, имеются специальные системы для вентиляции делителя напряжения электропоезда ЭР2, а также для охлаждения выпрямительной установки, реактора и охладителя масла трансформатора электропоезда ЭР9М. Для подачи воздуха к этим агрегатам на валу расщепителя фаз установлено вентиляторное колесо. Воздух забирается через специальные жалюзи в боковых стенках моторных вагонов (под окнами) и подается в фильтровую камеру. Из камеры он засасывается вентиляторным колесом и подается по двум трактам: расщепитель фаз — атмосфера (для охлаждения самого расщепителя фаз) и bi .прямительная установка, реактор, охладитель масла трансформатора — атмосфера. В зимний период перед всасывающими жалюзи устанавливают матерчатые фильтры, предотвращающие попадание снега. Во всех вентиляционных устройствах применены сетчатые фильтры размером 500-500 мм с масляной пропиткой.
Система отопления вагонов состоит из электрических печей и электрокалориферов. Печи установлены в заземленных кожухах на полу под диванами, а электро калориферы — в чердачных помещениях у переднего конца распределительного вентиляционного канала, расположенного на потолке.
Вентиляция пассажирских помещений выполнена принудительной, имеет два режима работы (летний и зимний) или три (летний, переходный, т. е. осенне-зимний, либо зимне-весенний и зимний). Вентиляционная система электропоездов ЭР2, ЭР9М, ЭР9Е (рис. 157) обеспечивает подачу 1,67 м3/с воздуха летом и около 0,55 м3/с зимой. Летом воздух в салон может поступать и через открытые окна, а зимой — только через систему вентиляции, предварительно подогретый в электрокалориферах. Если наружная температура ниже — 20 °C, специальными заслонками 13, устанавливая их в определенное положение, уменьшают количество подаваемого в кузов воздуха. При этом используется часть воздуха, находящегося в вагоне, т. е. осуществляется рециркуляция.
На электропоезде ЭР2 в каждом вагоне имеются два самостоятельных вентиляционных агрегата, расположенных в чердачных помещениях тамбуров. Агрегат 6 состоит из двух центробежных вентиляторов и двигателя постоянного тока напряжением 50 В с частотой вращения 5-20 об/с. Предусмотрен переходный брезентовый патрубок 7 с отводами для вентиляции тамбура. Наружный воздух поступает через жалюзи 12,15,16,18, 20, проходит через сетчатые фильтры в чердачное помещение, а оттуда через диффузор 14 и калорифер
236
Рис. 157. Система вентиляции головного вагона электропоезда:
1 — щиток; 2 — вертикальный канал; 3 — фильтровая камера; 4 — горизонтальный канал; 5, 6 — вентиляционный агрегат; 7 — патрубок; 8 — дефлектор; 9 — канал; 10, 12, 15, 16, 18, 20 — жалюзи; 11 — сиденье машиниста; 13 — шкаф с панелью управления; 14 — диффузор
нагнетается вентилятором в потолочный вентиляционный канал 9. Удаляется воздух из вагона и служебных помещений 17, 19 через двери во время выхода и входа пассажиров, летом — еще через жалюзи 2. Зимой заслонки вентиляторов закрыты, а рециркуляционные люки открыты. В зимнем режиме 40-50% теплого воздуха из пассажирского помещения через рециркуляционные люки попадает в чердачные помещения тамбуров, где смешивается с холодным воздухом и подается вентилятором в потолочный канал. Летом заслонки вентиляторов открыты, а рециркуляционные люки закрыты.
На электропоездах ЭР2 и ЭР9М производства 1974 г предусмотрена также принудительная вентиляция и кабины машиниста (рис. 157). Для подачи в кабину свежего воздуха над служебным тамбуром в чердачном помещении установлены вентиляционный агрегат 5 и фильтровая камера 3, снабженная задвижкой и заслонкой форсированного нагрева подаваемого воздуха. За сиденьем машиниста 11 проходят вертикальный и горизонтальный 4 каналы, в верхней части которого находится заслонка зимнего и летнего режимов и отверстие для подачи воздуха в летнее время. Против отверстия установлен щиток 1, позволяющий по желанию машиниста менять направление воздушного потока. В нижней части вертикального канала расположены жалюзи 10 для подачи подогретого воздуха в зимнее время. Электрокалорифер, установленный в вертикальном канале, имеет две ступени мощности большой 6,5 и малой 2,2 кВт. Ступень малой мощности используется в период, когда температура наружного воздуха находится в пределах от 0 до +15°С. В верхней части задней перегородки имеется рециркуляционный люк, открываемый в зимнее время. Установленные в кабине терморегуляторы, автоматически включая или выключая любую ступень калорифера, поддерживают температуру в пределах от + 16 до + 20 °C.
В летнем режиме заслонка форсированного подогрева и задвижка на фильтровой камере открыты полностью, в верхней части канала заслонка находится в положении летнего режима, а заслонка на вентиляторе прикрыта на 3/д. В зимнем режиме задвижка на фильтровой камере выдвинута до упора, заслонки форсированного подогрева, рециркуляционный люк и задвижки на вентиляторе открыты. В зависимости от температуры наружного воздуха включается большая или малая ступень мощности электрокалорифера. При форсированном режиме (используют, если температура ниже -20 °C) закрывают заслонку форсированного подогрева. Поступление свежего воздуха прекращается, и вентилятором подается только рециркуля
238
ционный воздух. Кроме того, для вентиляции кабины машиниста в летнее время можно открыть боковые окна и нагнетательные патрубки, смонтированные у лобовых окон кабины.
На каждом вагоне электропоездов ЭР9М и ЭР9Е устанавливают по одной аналогичной вентиляционной установке, но с двигателями переменного тока, имеющими максимальную частоту вращения 23 об/с. Система вентиляции имеет три режима: летний, переходный и зимний. Летний режим аналогичен такому же на вагонах ЭР2, причем подача одного вентилятора 1,12 м3/с, а другого (при одном закрытом заслонкой всасывающем отверстии) 0,72 м3/с. В переходные периоды (осенне-зимний и зимне-весенний) в зависимости от температуры наружного воздуха работает только один вентилятор.
При температуре наружного воздуха от + 18 до - 20 °C один вентилятор подает в пассажирское помещение 0,665 м3/с свежего воздуха, а при температуре ниже -20 °C другой — 0,42 м3/с. Кроме того, в зимнее время создается рециркуляция. При открытых рециркуляционных люках количество воздуха, нагнетаемого через них в вагон, составляет 30-40% общего количества.
3.4. Компоновка оборудования. Требования, предъявляемые к расположению оборудования и планировка помещений ТПС.
Примеры расположения и назначения оборудования на тепловозах, электровозах, электро- и дизель-поездах
Расположение оборудования на тепловозах
Расположение оборудования на тепловозах должно обеспечивать выполнение следующих требований:
равномерность нагрузки движущих осей тепловоза, обеспечивающая реализацию максимальной силы тяги;
239
удобства монтажа и демонтажа (ремонтоспособности);
доступность к безопасности его обслуживания компактности (максимально возможного) использования
объема машинного помещения;
простота конструкции и надежность работы вспомогательных механизмов, приводов и обслуживающих систем;
обеспечения оптимальных условий работы обслуживающего персонала;
современной внешней формы тепловоза, отвечающей требованиям промышленной эстетики.
Основные положения о размещении оборудования рассмотрим на примерах некоторых тепловозов.
Тепловоз 2ТЭ10М. После усовершенствования тепловоза 2ТЭ10Л путем установки безчелюстных тележек и некоторых новых элементов главной рамы и кабины локомотив получил обозначение 2ТЭ10М (рис. 158). В средней части тепловоза на общей раме смонтированны дизель 7 и генератор 6 постоянного тока. Нижний коленчатый вал дизеля соединен с генератором полужесткой муфтой.
Пуск дизеля электрический — от аккумуляторной батареи 32, расположенной в четырех ящиках под полом по обеим сторонам дизеля. Ток от аккумуляторной батареи поступает в пусковую обмотку, расположенную на главных полюсах тягового генератора, который начинает работать в режиме электродвигателя. При достижении определенной частоты вращения коленчатого вала в цилиндрах происходит вспышка топлива, и дизель начинает работать. В это время поступление тока в пусковую обмотку генератора автоматически прекращается и он переходит на режим тягового генератора. Электрическая энергия, вырабатываемая тяговым генератором, по кабелям поступает к тяговым электродвигателям 14. Вращение якоря передается через тяговую зубчатую передачу колесной паре тепловоза.
Воздух из атмосферы через два (по одному с каждой стороны дизеля) воздухоочистителя (фильтры непрерывного действия) поступает в два автономных, паралельно работающих, турбокомпрессора 8 типа ТК234Н-04С (первая ступень сжатия), где давление воздуха повышается до 0,17 МПа. Из турбокомпрессоров сжатый воздух идет в нагнетатель 4 центробежного типа (вторая ступень сжатия), где он дополнительно сжимается до давления 0,22 МПа и при этом температура его повышается примерно до 130° С. Для снижения температуры воздух из нагнетателя идет в два паралельно работающих водяных воздухоохладителя 5, расположенных с обеих сторон дизеля. Воздух
240
охлаждается до 65 градусов С, затем направляется в воздушный коллектор, а дальше в цилиндры дизеля.
Турбокомпрессоры приводятся в действие энергией отработавших газов, а нагнетатель второй ступени приводится в действие от верхнего вала через механический редуктор.
Для питания тормозной сети и электропневматических аппаратов сжатым воздухом на тепловозе установлен двухступенчатый воздушный компрессор 36 типа КТ7. приводимый в действие от вала тягового генератора через передний распределительный редуктор 35 и пластинчатую муфту. От этого редуктора через карданные валы и промежуточную опору приводится в действие двухмашинный агрегат 37, а через гидромуфту, смонтированную в корпусе переднего редуктора 35, — вентилятор 20 охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки.
Задний распределительный редуктор 24 приводится в действие от вала дизеля через пластинчатую муфту. От редуктора 24 вращение передается вентилятору 20 охлаждение тяговых электродвигателей задней тележки, масляному насосу центробежного фильтра, а через карданные валы гидроприводу 13 вентиляторного колеса //.Редуктор 28 через сдвоенную упругую муфту передает вращение валу синхронного подвозбудителя 26.
Для циркуляции воды в системах охлаждения на переднем торце дизеля смонтированы два водяных насоса, приводимых в действие от вала дизеля. Водяной бак 10 разделен перегородкой на две части — одна вместимостью 0,106 м3, другая — 0,203 м3. Бак служит запасным резервуаром, из которого пополняется водяная система по мере утечки воды во время работы дизеля.
Смазывание трущихся деталей дизеля от шестеренного масляного насоса. При этом масло для смазывания трущихся деталей дизеля и охлаждения поршней циркулирует между дизелем и водомас-ляным теплообменником 27. Для прокачки масла через дизель перед его пуском на раме тепловоза около дизеля установлен маслопрокачивающий агрегат 22. Из картеров распределительных редукторов масло откачивается насосами в поддизельную раму. Масло, поступающее в дизель, очищается фильтрами трех типов: грубой очистки 25, тонкой очистки 30 и центробежным. Для хранения масла на тепловозе нет специальных баков, оно находится в масляной системе и в картере дизеля
Тепловоз 2ТЭ116. Тепловоз 2ТЭ116 состоит из двух одинаковых однокабинных секций (рис. 159), управляемых с одного поста
16-395
241
Рис. 158. Тепловоз 2ТЭ10М:
1 — пульт управления в кабине машиниста; 2 — вентилятор кузова; 3 — вентилятор охлаждения тягового генератора; 4 — нагнетатель второй ступени; 5 — воздухоохладитель; 6 — тяговый генератор; 7 — дизель; <S — турбокомпрессор; 9 — резервуар противопожарной установки; 10 — бак водяной; II — колесо вентиляторное; 12 — секции охлаждающие; 13, 29 — гидропривод вентилятора; 14 — тяговый электродвигатель; 15 — рама тепловоза; 16 — бак топливный; 17 — тележка; 18 — аппаратные камеры; 19, 21 — каналы забора воздуха для охлаждения тяговых электродвигателей и генератора; 20 — вентиляторы охлаждения тяговых электродвигателей передней и задней тележек; 22 — маслопрокачивающий агрегат; 23 — воздухоочистители; 24 — редуктор распределительный задний; 25 — фильтр грубой очистки масла; 26 — синхронный подвозбудитель; 27 — теплообменник; 28 — редуктор привода синхронного подвозбудителя; 30 — фильтр тонкой очистки масла; 31 — топливоподогреватель; 32 — батарея аккумуляторная; 33 — топливоподкачивающий насос; 34 — канал выпускной охлаждения тягового генератора; 35 — редуктор распределительный передний; 36 — компрессор; 37 — двухмашинный агрегат
кабины любой секции. При необходимости каждая секция может быть использована как самостоятельная тяговая единица.
Секции соединены автосцепкой СА-3. Для перехода из секции в секцию в задней стенке холодильной камеры имеется переходная площадка. Все силовое и вспомогательное оборудование расположено в кузове тепловоза, выполненном с несущей главной рамой.
На тепловозе применена дизель-генераторная установка 1А-9ДГ, размещенная в средней части главной рамы. Дизель и тяговый генератор переменного тока ГС-501 А смонтированы на единой поддизельной раме сварной конструкции и соединены между собой полу-жесткой пластинчатой муфтой. Дизель четырехтактный, 16-цилиндровый, с газотурбинным наддувом и охлаждением наддувочного воздуха, со ступенчатым дистанционным электрогидравлическим управлением частотой вращения вала дизель-генератора.
Тепловозы 2ТЭ116, начиная с 1991г., выпускаются с электродинамическим тормозом.
Возбуждение тягового генератора производится однофазным возбудителем 33 переменного тока, который имеет привод от заднего редуктора дизеля.
Ток возбуждения тягового генератора регулируется в блоке тиристорных выпрямителей 4. При изменении угла открытия тиристоров изменяется ток возбуждения тягового генератора. В схеме предусмотрен режим аварийного возбуждения (при отказе элементов основной схемы).
Для пуска дизель-генератора применяется стартер-генератор 53, который в момент пуска, получая питание от аккумуляторной батареи, работает в режиме электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением и приводит во вращение вал дизель-генератора через его задний редуктор. После пуска дизеля стартер-генератор работает в генераторном режиме и питает цепи управления тепловоза, освещения, электродвигателя привода тормозного компрессора, зарядки аккумуляторной батареи, электродвигателя вентилятора кузова, отопительно-вентиляционного и топливоподкачивающего агрегатов.
Возбудитель и стартер-генератор установлены на корпусе тягового генератора и соединены с задним редуктором дизеля упругими муфтами втулочно-пальцевого типа.
Аккумуляторная батарея размещена в нишах с обеих сторон главной рамы тепловоза, что обеспечивает хороший доступ для ее осмотра, обслуживания и демонтажа. От аккумуляторной батареи, кроме цепей пуска, питаются радиостанция, устройства локомотивной сиг-244
нализации, а также цепи управления и освещения тепловоза при неработающем дизель-генераторе.
Вырабатываемый тяговым генератором переменный ток выпрямляется установкой 3, выполненной в виде двух параллельно работающих выпрямительных мостов. Каждый мост питается от одной из «звезд» статорных обмоток тягового генератора. К выпрямительной установке параллельно подключены шесть тяговых электродвигателей, которые через одноступенчатые тяговые редукторы с упругими ведомыми зубчатыми колесами, насаженными на оси колесных пар, приводят в движение тепловоз. Необходимый диапазон скоростей движения тепловоза, при которых используется постоянная мощность дизеля, достигается за счет применения автоматического регулирования напряжения генератора и автоматического ослабления возбуждения тяговых электродвигателей. На тепловозе применяются две ступени ослабления возбуждения: 36 и 60 %.
Воздух для дизеля поступает через установленные на боковых стенках кузова два двухступенчатых воздухоочистителя 36 и 48 непрерывного действия с периодически проворачивающимися и смачивающимися в масляной ванне кассетами из металлических сеток (первая ступень очистки) и неподвижными кассетами из промасленных металлических сеток (вторая ступень). Степень очистки воздуха 97,5 %. Воздухоочистители позволяют при неблагоприятных метеорологических условиях переходить на забор воздуха для питания дизеля из кузова тепловоза. При этом работает только вторая ступень очистки.
Тепловоз имеет кузов с несущей главной рамой. Для монтажа и демонтажа оборудования крыша кузова выполнена в виде пяти съемных секций, из которых три — со встроенными коробами-воздухозаборниками для очистки воздуха, предназначенного для охлаждения тягового генератора, выпрямительной установки и тяговых электродвигателей.
Воздух всасывается вентиляторами через закрытые неподвижными жалюзи проемы на боковых стенках кузова и сетчатые промасленные фильтры-кассеты 7, установленные в коробах крыши, и по каналам подводится к тяговым электрическим машинам и выпрямительной установке. Степень очистки воздуха до 80 %. Специальные люки в коробах, открывающиеся из кузова, позволяют при неблагоприятных метеорологических условиях переходить на забор воздуха из кузова тепловоза. Через эти же люки производятся съем и постановка сетчатых фильтров при их очистке.
245
246
18150
Рис. 159. Тепловоз 2ТЭ116:
1 — кондиционер; 2 — вентилятор охлаждения тормозных резисторов;
3 — выпрямительная установка; 4 — блок выпрямителей управления возбуждением; 5 — вентилятор кузова; 6 — вентилятор охлаждения тягового генератора; 7—кассета очистки воздуха, охлаждающего тяговый генератор; 8 — глушитель; 9— бак для воды; 10— кассета очистки воздуха, охлаждающего ТЭД задней тележки; 11 — всасывающий канал вентилятора охлаждения ТЭД задней тележки; 12 — жалюзи верхние; 13 — вентиляторы холодильной камеры; 14 — тяговые электродвигатели; 15, 21 — тележки; 16 — аккумуляторная батарея; 17 — топ-ливный бак; 18 — маслопрокачивающий агрегат; 19 — рама тепловоза; 20 — тяговый генератор; 22 — гаситель колебаний; 23 — роликовая опора кузова; 24 — главный резервуар; 25 — тифон; 26, 55 — передние бункеры для песка; 27 — электрическое устройство автоматики; 28 — высоковольтная камера; 29 — вентилятор охлаждения выпрямительной установки; 30— инвертор кондиционер; 31,38 — вентиляторы охлаждения тяговых электродвигателей; 32 — установка порошкового пожаротушения; 33—возбудитель; 34—канал бокового забора воздуха; 35 — охладитель масла для дизеля; 36, 48 — воздухоочистители дизеля; 37 — фильтры тонкой очистки масла; 39— тормозной компрессор; 40 — редуктор; 41 — электродвигатель привода компрессора; 42, 45 — радиаторные секции; 43, 44 — задние бункеры для песка; 46 — боковые жалюзи; 47 — санузел; 49 — топ-to ливоподкачивающий агрегат; 50 — подогреватель топлива; 57 — дизель; 52 — жалюзи вентиляции кузова; 53 — ti стартер-генератор; 54 — привод ручного тормоза
Применение разъемов в электрических проводах, проложенных вдоль кузова и соединяющихся с проводами крыши, а также призменное крепление секций крыши к стенкам кузова позволяют быстро снимать необходимую секцию крыши для демонтажа оборудования. Глушитель шума выпускных газов дизеля также закреплен на съемной секции крыши.
Несущая главная рама, передающая тяговые и тормозные усилия и воспринимающая динамические нагрузки, опирается на две бесчелюстные тележки с односторонним расположением тяговых электродвигателей «носиками» к середине тепловоза. Такое расположение улучшает тяговые качества тепловоза. Подвешивание тяговых электродвигателей опорно-осевое; в моторно-осевых подшипниках скольжения применяется принудительная система смазки.
Тележка имеет возможность упругого поперечного перемещения на ±40 мм относительно рамы тепловоза. Рессорное подвешивание индивидуальное; на двух боковых приливах каждой буксы установлено по тройному комплекту пружин. Кузов опирается на тележки через восемь комплектов резинометаллических опор. Резонансные вертикальные колебания подрессоренной массы тепловоза гасятся фрикционными гасителями колебаний. Для каждого колеса тележки имеется индивидуальный тормозной цилиндр.
Конструкция и оборудование кабины машиниста создают хорошие условия для работы локомотивных бригад, удовлетворяющие требованиям промышленной санитарии и эргономики. Отопительно-вентиляционный агрегат обогревает кабину машиниста в зимнее время и вентилирует в летнее. Теплый воздух от отопительно-вентиляционного агрегата подается также на лобовые стекла, предохраняя их от замерзания. Кабина оборудована установкой для обмыва лобовых стекол и стеклоочистителями с пневматическим приводом.
Для создания удовлетворительного микроклимата на рабочем месте машиниста и помощника в жаркое время установлены два кондиционера. Питание кондиционеров осуществляется через специальный инвертор 30.
Проставка между кабиной и дизельным помещением имеет заднюю стенку и образует тамбур, снижающий уровень шума в кабине. В тамбуре установлена единая герметизированная от пыли высоковольтная камера 28, в которой сосредоточены основная силовая электроаппаратура и аппаратура управления.
Водяная система тепловоза двухконтурная. Вода охлаждается в радиаторных секциях холодильной камеры, представляющей собой
248
отсек кузова, отделенный от дизельного помещения перегородкой с проходом в центральной части. Температура воды после холодильника регулируется как автоматически, так и вручную включением в определенной комбинации четырех мотор-вентиляторов, а также открытием и закрытием боковых и верхних жалюзи. Имеется несъемное механизированное зачехление жалюзи, которое открывается и закрывается изнутри тепловоза. Масло охлаждается в водомасляном теплообменнике, смонтированном на поддизельной раме.
Песочная система позволяет с целью экономии песка подавать его только под переднюю колесную пару.
Тормозной компрессор 39 с электродвигателем 41 и понижающим редуктором 40 установлен в районе холодильной камеры.
Противопожарные средства включают порошковую установку 32 с автоматической сигнализацией, а также ручные огнетушители в кабине машиниста и дизельном помещении.
Тепловоз оборудован автоматической локомотивной сигнализацией и радиостанцией, подробные сведения, о которых содержатся в специальной литературе. Предусмотрена аварийная остановка тепловоза. После нажатия кнопки «Аварийный стоп» локомотивная бригада может покинуть кабину, поскольку аварийная остановка дизеля, экстренное торможение, подача песка под колесные пары и подача звукового сигнала тифона произойдут автоматически.
Тепловоз ТЭП70. На тепловозах ТЭП70 широко использован блочный принцип компоновки узлов и агрегатов, чем значительно упрощен процесс сборки и ремонта оборудования тепловоза. Компоновка оборудования на тепловозе показана на рис. 160. Рама тепловоза вместе с вваренным баком для топлива, кузовом, кабинами, шахтой охлаждающего устройства и путеочистителями создают единую несущую конструкцию, позволяющую использовать для установки оборудования как саму раму, так и крышевое пространство кузова. На раме в средней ее части расположен дизель 18 типа 2А5Д49. Со стороны задней части дизеля на общей поддизельной раме, установленной на резиновых амортизаторах, смонтирован синхронный тяговый генератор 20 ГС-504А, соединенный с дизелем полужесткой муфтой. Над генератором установлены возбудитель ВС-650У2 и стартер-генератор 22 ПСГ-У2, приводимые во вращение задним распределительным редуктором. От вала генератора через эластичную оболочковую муфту и угловой редуктор приводится во вращение осевой вентилятор 24 централизованного воздухоснабже-ния для охлаждения тяговых электродвигателей, генератора, выпря-
249
250
Рис. 160. Тепловоз ТЭП70:
1, 10 — задняя и передняя кабины машиниста; 2 — вентиляторное колесо с гидродвигателем; 3 — расширительный бак; 4 — бак — фильтр; 5 — глушитель; 6 — крыша над дизелем; 7 — крыша блока фильтров;
8 — крыша блока электрического тормоза; 9 — песочница; 11 — рама тележки; 12 — компрессор; 13 — шахта охлаждающего устройства; 14 — фильтр полнопоточный; 15 — мультипликатор для привода гидронасосов; 16 — топливоподогреватель; 17 — бак топливный с нишей для аккумуляторов; 18 — дизель; 19 — водомасляный теплообменник; 20— генератор тяговый; 21 — главный воздушный резервуар; 22 — стартер — генератор; 23 — топливоподкачивающий агрегат; 24 — вентилятор централизованного воздухоснабжения; 25 — установка выпрямительная; 26 — электродвигатель тяговый; 27 — аппаратная камера; 28 — гидронасос
мительной остановки и обдува аппаратной камеры, куда воздух подводится по специальным каналам в раме тепловоза. Очистка воздуха происходит в блоке фильтров 7 из пенополиуретана. В случае необходимости забор воздуха предусмотрен из дизельного помещения. Рядом с осевым вентилятором расположена выпрямительная установка 25 УВКТ-5 с кремниевыми лавинными вентилями, и затем аппаратная камера 27, отделенная от кабины машиниста тамбуром. Аппаратная камера имеет три отсека силовой, в котором размещены реверсор, поездные и пусковые контакторы, контакторы ослабления возбуждения, а также отсек с аппаратами низкого напряжения и отсек с регулируемыми резисторами. Центральное расположение аппаратной камеры на раме обеспечивает удобный доступ к любому аппарату при обслуживании и настройке. На задней стенке передней кабины расположены дополнительная аппаратная камера для электрооборудования динамического тормоза.
Блок электродинамического тормоза 8 расположен в крыше над аппаратной камерой. Со стороны переднего торца дизеля расположены два гидронасоса 28 приводов вентиляторов. Гидронасосы приводятся в действие от вала дизеля через мультипликатор 15 (повышающий редуктор). Здесь же сбоку у левой стенки расположен подогреватель топлива 16, а у правой — санитарный узел. Над турбокомпрессором дизеля установлен глушитель 5, а в боковых стенках кузова вверху — воздухоочистители системы воздухоснаб-жения дизеля.
Система охлаждения воды двухконтурная. В первом контуре охлаждается вода дизеля, во втором — вода, охлаждающая наддувочный воздух в воздухоохладителе и масло в теплообменнике 19. Охлаждающее устройство размещено в шахте 13. По бокам в шахте имеется 48 секций, закрытых снаружи жалюзи. Вверху в крышевом блоке расположено два вентиляторных колеса 2 диаметром 1600 мм, приводимые во вращение гидродвигателями. Регулирование температуры охлаждающей жидкости осуществляется терморегулятором, автоматически изменяющим частоту вращения вентиляторов и тем самым поддерживающим заданный уровень температуры воды и масла
Под шахтой охлаждающего устройства установлены тормозной компрессор 12 с электроприводом, резервуар противопожарной установки, запасные резервуары, полнопоточные фильтры масла 14 и масляный насос. Аккумуляторная батарея тепловоза расположена в нишах топливного бака 17, что обеспечивает удобное ее обслуживание. Главные воздушные резервуары 21 укреплены на торцах топливного бака.
251
В обоих тамбурах тепловоза вверху размещены бункера песочниц 9, а также по одному ящику для рукавов противопожарной установки. В районе осевого вентилятора установлены топливоподкачивающий агрегат 23 и шкаф для посуды и одежды.
Прожектор тепловоза установлен ниже лобовых стекол кабины, что улучшает освещение пути и меньше утомляет зрение локомотивной бригады. Комплекс установленных аппаратов на тепловозе полностью обеспечивает передачу мощности и трансформацию (изменение) вращающего момента от вала дизеля на колеса тепловоза при автоматическом регулировании силы тяги и скорости движения. Тепловоз оборудован многими установками и приборами, которые обеспечивают современный уровень эксплуатационной надежности. Он оборудован автоматической локомотивной сигнализацией с автостопом, электропневматическим и электрическим тормозами, противопожарной установкой с автоматической системой сигнализации, радиостанцией, прибором, обеспечивающим быстрое определение неисправности в электрических цепях, устройством для аварийной остановки тепловоза, системой защиты от боксования и др.
Для использования постоянной мощности дизеля на каждой позиции контроллера в заданном интервале изменения скоростей движения тепловоза применено автоматическое регулирование напряжения и ступенчатое ослабление возбуждения тяговых электродвигателей 26 ЭД121А мощностью 413 кВт (степень ослабления 62 и 38 %).
ОБЩАЯ КОМПОНОВКА ДИЗЕЛЬ-ПОЕЗДОВ ДР1, ДР1П, ДР1А
Вагоны дизель-поездов, предназначенные для перевозки пассажиров на пригородных участках железных дорог с шириной колеи 1520 мм, имеют комбинированный выход, допускающий возможность эксплуатировать их на линиях с высокими и низкими платформами. Основная схема формирования дизель-поездов шестивагонная (два моторных и четыре прицепных).
Кузов моторного вагона опирается на две двухосные тележки, одна из которых ведущая, другая поддерживающая, а кузов прицепного вагона - на две двухосные тележки, отличающиеся от поддерживающей тележки моторного вагона пакетами пружин рессорного подвешивания.
252
Двухосная ведущая тележка - бесчелюстная. Кузов вагона через четыре пакета рессорных пружин опирается на шкворневую балку, которая при помощи скользунов передает усилие на раму тележки. Тяговые и тормозные усилия передаются с рамы тележки на кузов вагона с помощью шкворня и поводков, которые через резиновые амортизаторы соединяют кронштейны кузова и шкворневой балки. Гашение колебаний тележки происходит при помощи гидравлических гасителей колебаний. Поддерживающие тележки аналогичны моторным, только они не имеют осевых редукторов и шкворневая балка у них другой формы (на ведущей тележке она изогнутая для облегчения компоновки силового оборудования).
Кузова вагонов дизель-поездов - цельнометаллические, несущей конструкции выполнены из набора продольных и поперечных элементов жесткости, перекрытых тонкими гофрированными листами. Большинство деталей кузовов выполнено из штампованных и катаных профилей. В передней части кузова моторного вагона, имеющей обтекаемую форму, расположена просторная кабина машиниста (рис. 161), лобовые и боковые стекла которой обеспечивают машинисту хороший обзор. В кабине размещены: пульт управления с контрольноизмерительными и сигнальными приборами, кран машиниста, скоростемер, привод ручного тормоза, пульт радиостанции, переговорное устройство и другое оборудование. В кабине установлены переносные, мягкие, поворотные, регулируемые по высоте кресла для машиниста и его помощника.
Для обеспечения широкого обзора в кабине машиниста установлены лобовые стекла панорамного типа, применяемые на автобусах Львовского завода. В качестве теплоизоляции в кабине применяется пенополиуретан, который наносится напылением на прогрунтованную поверхность кузова. Толщина напыленного слоя на потолке 40-10 мм, на полу и по стенам 70-10 мм. Поверх пенополиуретана потолок обшит алюминиевыми перфорированными листами толщиной 2 мм, а стены — специальными плитами, оклеенными декоративным бумажно-слоистым пластиком. Пол в кабине изготовлен из фанерных плит и оклеен алкидным линолеумом. Под полом установлен ящик с усилителем и дешифратором локомотивной сигнализации.
Поперечная стена, отделяющая кабину машиниста от машинного помещения, имеет дополнительную изоляцию, выполненную теплозвукоизоляционным материалом. Изоляция обшита алюминиевыми перфорированными листами толщиной 2 мм. Общая толщина стены составляет 122 мм.
253
Рис. 161. Моторный(а) и прицепной(б) вагоны дизель-поезда ДР1А:
1 — прожектор; 2 — вентилятор кабины; 3 — радиостанция; 4 — перегородка кабины машиниста; 5 — гидропередача; 6 — окно машинного отделения; 7 — компрессор; 8 — блок холодильника; 9 — дизель; 10 — маслопленочный фильтр воздуха; 11 — труба выпускная; 12 — подогреватель; 13 — вентиляционно — отопительная установка; 14 — антенна радиостанции; 15 — окно пассажирского салона; 16 — теплоизоляция кузова; 17 — шторка; 18 — вентиляционный канал; 19 — упругая переходная площадка; 20 — автосцепка; 21 — путеочиститель; 22 — тифоны; 23 — токоприемная катушка локомотивной сигнализации; 24 — баллоны системы пожаротушения; 25 — упругая муфта; 26 — карданный вал; 27 — моторная тележка; 28 — упругий вал; 29 — стартер — генератор; 30 — главный воздушный резервуар; 31 — наружная входная дверь; 32, 33 — питательный и запасной резервуары сжатого воздуха; 34 — аккумуляторная батарея; 35 — главный топливный бак; 36 — поддерживающая тележка; 37 — пульт управления; 38 — кабина машиниста; 39 — шкаф для электроаппаратов управления; 40 — теплообменник водомасляный; 41 — служебное отделение; 42 — тамбур; 43 — пассажирское отделение; 44 — багажная полка; 45 — трехместный диван; 46 — электрокалорифер; 47 — шкаф с электроаппаратами для управления вентиляцией; 48 — штурвал ручного тормоза; 49 — кресло помощника машиниста; 50 — дверь кабины ю машиниста; 51 — машинное помещение; 52 — туалет; 53 — раздвижные двери пассажирского помещения; ей 54 — жалюзи свежего воздуха; 55 — двухместный диван
Стены и потолок машинного помещения также покрыты пенополиуретаном. Толщина слоя на стенах 40 мм, на потолке 20 мм Тепло-звукоизоляция закрыта алюминиевыми перфорированными листами толщиной 2 мм, которые с нелицевой стороны оклеены стеклотканью. Конструкция металлического пола машинного помещения выполнена с учетом обеспечения герметичности и возможности сбора и удаления стекающих на пол жидкостей.
В машинном помещении расположены: дизель 9 (рис 161, а); гидропередача 5, компрессор 7, смонтированные на одной раме; стартер-генератор 29 (вспомогательная дизель-электростанция типа ЗЭ-16А), водомасляный теплообменник 40; воздухоочиститель дизеля, холодильный блок 8, подогреватели 72, баллоны системы пожаротушения 24 с основной и резервной группами огнетушителей, топливоподкачивающий насос и другое вспомогательное оборудование.
Вращающий момент от дизеля к гидропередаче ГДП-1000 передается через упруго-компенсационную муфту шинного типа, а передача вращающего момента от гидропередачи к колесным парам осуществляется через карданные валы и осевые редукторы.
Силовая установка имеет охлаждающее устройство. Охлаждение воды дизеля происходит в холодильном блоке, состоящем из осевого вентилятора с гидромотором и гидронасосом и трех водовоздушных радиаторов, а охлаждение масла дизеля и гидропередачи происходит в теплообменнике. Поддержание температуры воды дизеля в заданных пределах обеспечивается за счет плавного изменения частоты вращения вентиляторного колеса при помощи терморегуляторов.
В крышке кузова моторного вагона над машинным помещением имеется съемный люк для монтажа и демонтажа силового оборудования. В передней части машинного помещения в крыше имеется люк для выхода на крышу вагона и для забора свежего воздуха в машинное помещение при движении поезда.
Между машинным помещением и пассажирским тамбуром расположено служебное помещение, в котором размещены два откидывающихся сиденья, откидывающийся столик, шкаф для хранения одежды и вещей обслуживающего персонала и оборудование радиостанции. На перегородке между служебным помещением и передним пассажирским тамбуром имеется открывающийся люк, что позволяет при незначительном переоборудовании служебного помещения приспособить его под буфет или багажное помещение. Между крышей и потолком моторного вагона над служебным помещением и передним пассажирским тамбуром размещена вентиляционно-отопительная установка,
256
обеспечивающая подачу в зимнее время подогретого воздуха в пассажирские салоны дизель-поезда, а в летнее время свежего воздуха в пассажирский салон моторного вагона.
Вентиляцию пассажирских вагонов поезда обеспечивают вентиляционные установки, которые размещены в чердаках переднего и заднего пассажирских тамбуров каждого прицепного вагона.
Пассажирские салоны моторного вагона имеют 14, а прицепного 25 пакетных окон с подъемными или откидными форточками в зависимости от серии поезда. Над окнами установлены багажные полки, а в простенках между окнами имеются крючки для одежды. В салоне моторного вагона установлены 6 шестиместных, 6 четырехместных и 4 двухместных диванов. В салоне прицепного вагона (рис. 161, б) установлены 12 шестиместных, 12 четырехместных и 4 двухместных диванов. Стены и потолки служебного помещения, пассажирских салонов и тамбуров облицованы декоративным бумажно-слоистым пластиком (потолки белым), а полы оклеены алкидным линолеумом.
В каждом пассажирском тамбуре имеются раздвижные двери салона и автоматизированные раздвижные наружные двери, а также, кроме переднего тамбура моторного вагона, торцовые двери для выхода на переходные площадки при переходе из вагона в вагон.
Прицепные вагоны дизель-поездов ДР1 и ДР1П оборудованы туалетными помещениями. На дизель-поезде ДР1А туалетные помещения размещены в моторных вагонах. Освещение вагонов на поездах ДРШ и ДР1А осуществляется лампами накаливания, а на поездах ДР1 —люминесцентными лампами.
Под моторным вагоном расположены ящики аккумуляторной батареи, топливный бак, пневматическое оборудование и трубопроводы, приемные катушки автоматической локомотивной сигнализации, путеочиститель и другое оборудование.
Расположение оборудования на электровозах
Основные положения. Расположение оборудования на электровозах должно обеспечивать выполнение следующих условий:
безопасность и удобство обслуживания;
соответствие нагрузки на оси и колеса принятым в расчете значениям (сумма моментов относительно продольной и поперечной осей кузова должна быть равна нулю);
защиту аппаратуры от попадания влаги, снега и пыли и возможность ее подогрева (в случае надобности) и охлаждения;
17-395
257
удобство монтажа и демонтажа оборудования;
минимальный расход проводов, кабелей, воздуховодов, трубопроводов и опорных конструкций для установки оборудования;
наиболее полное и рациональное использование площади и объема кузова электровоза для установки оборудования;
компоновку по возможности максимального количества оборудования в блоки (агрегаты, панели) с законченным технологическим циклом для сокращения сборочных работ и облегчения демонтажа оборудования;
необходимые изоляционные расстояния (воздушные промежутки от токоведущих частей оборудования и дугогасительных камер аппаратов до заземленных предметов, а также расстояния между дугогасительными камерами отдельных аппаратов). Эти расстояния по воздуху при нормальной влажности и отсутствии ионизации для напряжений 110, 500, 1500, 3000 и 4000 В должны быть не менее соответственно 10, 15, 20, 30 и 40 мм. При расчетном напряжении 25000 В для оборудования, находящегося в кузове, принимают расстояние по воздуху между токоведущими частями разной полярности или между токоведущими частями и корпусом электровоза или вагона не менее 210 мм, а для оборудования, установленного на крыше, — не менее 270 мм.
Кроме того, выполняя эти требования, стремятся к наименьшей стоимости монтажных работ и эксплуатации. Проверяют выполнение перечисленных требований на опытном образце локомотива.
Расположение аппаратуры и оборудования во многом зависит от размещения кабин машиниста. На магистральных электровозах кабины машиниста (посты управления) находятся по концам локомотива.
В середине локомотива кабину машиниста располагают сравнительно редко, в основном на маневровых и промышленных электровозах, электровозах некоторых зарубежных дорог. В этом случае затрудняется обслуживание вспомогательных машин и аппаратов, кроме того, при скоростях выше 120 км/ч увеличивается сопротивление движению.
Если кабины машиниста размещены по концам локомотива, оборудование и аппаратуру размещают в кузове между ними, на крыше и под кузовом, а если в середине, - то по концам в так называемых капотах, на посту управления, на крыше и под кузовом.
Планировка кузова электровоза с кабинами машиниста, размещенными по концам, определяется не только указанными условиями, но расположением и числом входных дверей, а также расположением 258
проходов, по которым переходят с одного поста в другой (рис. 162). В кузове все основное оборудование устанавливают либо симметрично относительно поперечной оси электровоза, либо несимметрично. При этом выделяют высоковольтную камеру и машинные помещения, а на электровозе переменного тока еще и трансформаторное помещение.
Расположение оборудования в высоковольтной камере при сохранении общей компоновки основных блоков во многом зависит от схемы силовых цепей электровоза. В камере расположена вся высоковольтная коммутационная и защитная аппаратура, открытые токоведущие части. Иногда такую аппаратуру частично размещают еще в отдельных шкафах, оснащенных блокировками безопасности (на электровозах ЧС4 и др.).
Высоковольтную камеру монтируют вне электровоза, а затем устанавливают в кузов краном. В этом случае все оборудование и аппараты, непосредственно соединенные между собой, в цехе компонуют в отдельные блоки и устанавливают на каркасе высоковольтной камеры. При таком агрегатном способе стоимость монтажа камеры в 2-2,5 раза меньше, чем выполнения соответствующих работ в кузове при установке аппаратуры в несъемную высоковольтную камеру.
На электровозах переменного тока между машинными помещениями и высоковольтными камерами (обычно в средней части кузова) расположено трансформаторное помещение, пол которого находится ниже пола кузова. В машинных помещениях электровоза оборудование располагают чаще всего по блочному принципу. В них устанавливают вспомогательные машины, оборудование радиостанции, локомотивной сигнализации, основное пневматическое оборудование. Вспомогательные машины размещают так, чтобы можно было проверить состояние коллекторов и щеток, как при пуске, так и во время работы, проверить работу компрессоров, вентиляторов и их подшипников. Иногда на электровозах переменного тока (ЧС4 и др.) в машинных помещениях размещают выпрямительные установки с аппаратурой защиты, сглаживающие реакторы, шкафы с реверсорами, отключателями тяговых двигателей, контакторами ослабления возбуждения, реле перегрузки и другой высоковольтной аппаратурой.
Освещение помещений и высоковольтных камер электровозов естественное (через окна в боковых стенках кузова) и искусственное (плафоны и лампочки).
На крышах электровозов монтируют токоприемники, крышевые разъединители, реакторы для подавления помех радиоприему, разрядники, тифоны, свистки, шины, соединяющие оборудование, размещен-
259
17*
260
Рис. 162. Схемы расположения оборудования в кузовах электровозов:
1,6 — кабины машиниста (посты управления); 2, 5 — машинные помещения; 3 — проходы; 4 — высоковольтная камера; 7 — трансформаторное помещение; 8 — поперечный проход; 9 — форкамера; 10 — тупиковый проход; 11 — глухой проход в высоковольтной камере
ное на крыше, главные резервуары, антенны радиостанции, а на электровозах переменного тока — еще и главные выключатели с разъединителями, проходные изоляторы. На крышах моторных вагонов электропоездов устанавливают токоприемники, дроссели и конденсаторы защиты от радиопомех, разрядники, главные предохранители, опорные изоляторы с кабелями, необходимыми для параллельного соединения токоприемников.
В кабинах машиниста сосредоточены все органы управления, установлены контрольно-измерительные приборы. Для удобства выполнения сборочных и электромонтажных работ часть их скомпонована на общем каркасе в единый блок — пульт машиниста.
При расположении аппаратуры в кабинах машиниста основное внимание уделяют обеспечению для локомотивной бригады удобства пользования аппаратами управления и наблюдения за измерительными приборами, сигнализацией, контактной сетью, железнодорожным полотном. Кроме того, стремятся обеспечить свободное передвижение машиниста и его помощника по кабине. Большое внимание уделяется интерьеру кабины. Для скоростных электровозов важное значение имеет герметизация кабины.
Кресло машиниста выполняют регулируемым по высоте и в горизонтальной плоскости, что позволяет машинисту управлять поездом как сидя, так и стоя. Угол обзора по вертикали, определяемый положением кресла машиниста и высотой нижнего обреза окна, должен быть таким, чтобы наблюдение за железнодорожным полотном при высоких скоростях движения не утомляло локомотивную бригаду. Боковые окна выполняют открывающимися, что дает возможность локомотивной бригаде следить за составом при движении и маневрах. Для обогрева кабины машиниста используются электрические печи, калориферы (на электровозах ЧС4 и др.) или специальная система для кондиционирования воздуха (на электровозах ЧС4Т и др.).
Рассмотрим расположение оборудования на некоторых серийных электровозах.
Электровозы ВЛ80т и ВЛ80с. На электровозах использовано однотипное оборудование, расположенное в основном одинаково, почти симметрично относительно поперечной оси электровоза (рис. 163).
В каждой кабине машиниста установлен пульт управления, в котором смонтированы контроллер машиниста, кнопочные выключатели, рукоятка бдительности локомотивной сигнализации, а на открывающейся панели - вольтметр для контроля напряжения в контактном проводе, вольтметр для контроля напряжения тягового двигателя и
261
262
♦ J 67 8 9 ЮИПП 14 1516 ПЮ 19 20 2122 Z3 г*
Рис. 163. Расположение оборудования на электровозе ВЛ80с:
1 — пульт управления; 2 — прожектор лобовой; 3 — тифон (ревун); 4 — светильник потолочный; 5 — кресло машиниста; б — токоприемник; 7 — вспомогательный компрессор; 8 — панель №3; 9 — реактор; 10 — расщепитель фаз; 11 — распреде-
лительный щит; 12 — блок центробежного венилятора; 13 — блок мотор-вен-тилятора; 14 — разрядник РВЭ-25М; 15 — воздушный выключатель ВОВ- 25-4МУХЛ1; 16 —
разъединители выпрямителя; 17 — главный ввод с трансформатором тока; 18 — панель №2; 19 — жалюзи для выброса воздуха; 20 — главные резервуары; 21 — антенна; 22 — счетчик электроэнергии; 23 — стальная шина трубчатого сечения для электрического соединения токоприемников; 24 — блок управления реостатным торможением; 25 — кузов второй секции; 26 — панель №1; 27, 28 — переключатели; 29 — блок тягового трансформатора; 30 — блок конденсаторов; 31 — выпрямительная установка; 32 — блок тормозных резисторов; 33 — устройство переключения воздуха; 34 — блок автоматических выключателей; 35 —- блок силовых выключателей; 36 — индуктивный шунт; 37 — сглаживающий реактор; 38, 39 — контакторы торможения; 40 — добавочный резистор; 41 — блок мотор — компрессора; 42 — блок силовых аппаратов; 43 — реле перегрузки; 44 — выпрямительная установка возбуждения; 45 — санузел
три амперметра для контроля тока тяговых двигателей 1-й и 2-й секций и тока возбуждения, манометры для контроля давления воздуха в главных резервуарах, тормозной магистрали, тормозных цилиндрах и уравнительном резервуаре, указатель позиций ЭКГ. Внутри пульта размещен балластный резистор для регулировки яркости сигнальных ламп.
На пульте помощника машиниста установлена панель с вольтметром и манометром, показывающими соответственно напряжение и давление воздуха в цепи управления аппаратами. В первой кабине на боковой стенке пульта машиниста расположен регулятор давления воздуха в питательной магистрали, во второй — дешифратор и фильтр локомотивной сигнализации.
Обогрев кабин машиниста производится электрическими печами (две у помощника машиниста и три у машиниста). Регулируют температуру в кабине включением пяти, трех или двух печей. Под коробкой прожектора укреплены два мотор-вентилятора для обдува рабочих мест машиниста и помощника. Между их креслами под полом кабины установлен электрокалорифер обогрева лобовых окон. Пол, стены и потолок кабины машиниста имеют тепло- и звукоизоляцию из полимерных материалов (пенополистирола), которые покрыты снаружи сосновой фанерой толщиной 6 мм, а внутри (под кабиной) сосновыми досками толщиной 30 мм. Обшивка кабины декорируется бумажнослоистым пластиком толщиной 1,8-2 мм (пол кабины настилают линолеумом). Выше лобовых окон закреплены теневые щитки. За каждой кабиной расположена высоковольтная камера с камерой № 1, трансформаторное помещение и камера № 2.
На крыше электровоза установлены токоприемники, главный выключатель с проходным изолятором, разрядник, главные резервуары, змеевики компрессоров, свистки, тифоны, разъединители токоприемников с ручным приводом, помехоподавляющие дроссели, антенна радиостанции, проходной изолятор для ввода антенны.
Под кузовом электровоза расположены розетки для питания вспомогательных машин и тяговых двигателей от сети депо, розетка для подзаряда аккумуляторной батареи, светильники для освещения ходовых частей, розетки для подключения переносных ламп, приемные катушки локомотивной сигнализации, штанги для заземления участка контактной сети над электровозом при работе на крыше после снятия напряжения в контактном проводе.
Все аппараты и машины выполнены съемными, за исключением кожухов вентиляторов, которые приварены к каркасам высоковоль
263
тных камер и машинных помещений. Вынимают их через крышевые проемы, закрываемые съемными крышками.
Электровозы ВЛ10, ВЛ10у и ВЛ11. Оборудование на электровозах ВЛ 10 (последних выпусков) и ВЛ10у расположено почти одинаково. Однако расположение его в секциях различается. Первой секцией принято считать ту, в которой установлен быстродействующий выключатель.
На электровозах ВЛ 10, ВЛ10у и ВЛ11 (рис. 164) чтобы снизить уровни шума и вибраций в кабине, вспомогательные машины отнесены в противоположный от нее конец секции и установлены в машинном помещении. Между ним и кабиной машиниста расположена высоковольтная камера. Кабина и камера разделены поперечным проходом, как и на электровозах ВЛ80т и ВЛ80с, предусмотрены входные двери на электровоз, двери в кабину и две двери в камеру (рис. 162, б)
В высоковольтной камере размещена вся аппаратура силовых цепей и цепей управления. От сквозного рабочего прохода эта аппаратура ограждается раздвижным сетчатым ограждением, от машинного помещения — глухой стенкой, от поперечного прохода — стенкой с двумя дверями в тупиковый и глухой проходы камеры. Двери и раздвижное сетчатое ограждение имеют механические и пневматические блокировки, расположенные на стенке со стороны поперечного прохода над входной дверью в глухой проход.
Эти блокировки исключают возможность входа в высоковольтную камеру при поднятом токоприемнике и, наоборот, возможность подъема токоприемника, если открыта какая-либо дверь или сетка ограждения. Над дверью, ведущей в глухой проход камеры, установлен разъединитель, который при открытой двери создает короткое замыкание в цепи токоприемник — контактная сеть в случаях самопроизвольного подъема токоприемника или падения (при обрыве) контактного провода на токоведущие части и аппараты, установленные на крыше электровоза.
Аппаратура в высоковольтной камере установлена в два уровня. Внизу расположены, например в 1-й секции электровоза, блоки аппаратов, в которые входят электропневматические контакторы, тормозной переключатель, реверсор, переключатели групповые, быстродействующий выключатель, контакторы электромагнитные, реле и др., а наверху — блоки аппаратов, содержащие пусковые резисторы и резисторы ослабления возбуждения, индуктивные шунты и др.. Пол среднего прохода камеры использован в качестве желоба для кабелей электрического монтажа.
264
Рис. 164.
Расположение оборудования на электровозе ВЛ11:
1 — пульт управления; 2 — прожектор лобовой;
3 — токоведущий угольник; 4 — опорный изолятор; 5 — разрядник; 6 — шина; 7 — токоприемник; 8 — главный ввод; 9 — реактор по-мехоподавления;
10 — разъединитель высоковольтный; 11 — блок индуктивных шунтов; 12 — блок пусковых резисторов; 13 — блок ап-ратов №2; 14 — панель управления; 75 — блок мотор-компрессора; 16 — антенна радиостанции; 17 — санузел; 18 — переходная площадка; 19 — вспомогательный мотор-компрессор для подъема токоприемника; 20 — коробка межсекционного соединения; 21 — воздухораспределитель; 22 — машинный преобразователь НВ-436В; 23 — форкамера; 24 — панель заземления; 25 — центробежный вентилятор МЦ13-50 №8 с двумя выходными патрубками; 26 — дешифратор; 27 — блок аппаратов №1; 28 — акку-ымуляторная батарея; 29 — главные резервуары; 30 — кресло машиниста
В машинном помещении каждой секции размещены мотор-вентилятор с генератором управления на валу, преобразователь, мотор-компрессор, а в помещении 1-й секции—блокируемый люк для выхода на крышу.
В кабине размещены пульт машиниста, в верхней части которого на наклонной под углом 60° плоскости установлена откидная панель с измерительными приборами, кнопочные выключатели, контроллер машиниста и другие аппараты, необходимые для управления электровозом в различных режимах.
Для обогрева кабины установлены шесть электропечей ПЭТ-1УЗ (со специальным ограждением), которые можно включить в группы, состоящие из двух, четырех или шести печей одновременно.
Электровозы ЧС4 и ЧС4Т. Оборудование на этих электровозах, за небольшим исключением, расположено в основном одинаково (рис. 165) На электровозах ЧС4 в коробках прожекторов имеются вентиляционные проходы для забора воздуха в кабины машиниста, там же установлены тифоны. На электровозах ЧС4Т, оборудованных системой кондиционирования воздуха в кабинах машиниста, вентиляционных проходов в коробках нет, а тифоны перенесены на крышу электровоза. На электровозах ЧС4Т все аппараты с задних стенок кабин машиниста перенесены в поперечные коридоры, а мотор-ком-прессоры демонтируют через люк в боковой стенке кузова.
Расположение оборудования на электропоездах
Основные положения. Помимо общих требований расположение электрического оборудования на электропоездах должно обеспечивать следующее: наиболее полное и максимальное использование площади кузовов вагонов для пассажиров, оптимальные условия освещения, отопления и вентиляции. Основную часть электрооборудования размещают в подвагонных камерах, подвешенных к рамам кузовов, на тележках и на крышах кузовов. Только небольшую часть аппаратуры располагают в шкафах, установленных в тамбурах вагонов. Подвагонные камеры электропоездов представляют собой сварную конструкцию со съемными крышками, которые снабжены двойным уплотнением из губчатой резины. Далее в качестве примеров описано расположение электрооборудования на электропоездах ЭР2Р, ЭР2Т и ЭР9Е соответственно постоянного и переменного тока.
266
Рис. 165. Расположение оборудования на электровозе ЧС4:
1 — пульт управления; 2— маневровый контроллер; 3 — пятизначный светофор; 4 — прожектор; 5 — зарядное устройство; 6 — панель с пневматическими аппаратами; 7 — воздушный резервуар цепей управления; 8 — вспомогательный мотор компрессор; 9 — токоприёмник; 10 — вспомогательный воздушный резервуар; 11 — главный
воздушный резервуар; 12 — резервуар главного выключателя; 13 — главный выключатель; 14 — разрядник; 75 — блок разъединителей токоприёмников; 16 — тяговый трансформатор; 77 — переключатель ступеней; 18, 38 — блоки ёмкостной защиты от перенапряжений во вспомогательных цепях; 79 — мотор — вентилятор резисторов ОП,сглаживающих реакторов и маслоохладителей; 20 — мотор компрессор; 21 — мотор — вентилятор тяговых двигателей; 22 — выпрямительная установка; 23 — воздухоструйное реле; 24 — мотор — вентилятор выпрямительной установки; 25 —- шкаф с контакторами и реле; 26, 27 — сглаживающие реакторы тяговых и вспомогательных двигателей; 28 — аккумуляторная батарея; 29 — мотор — насос; 30 — запорный кран системы масляного охлаждения; 31 — радиаторы охлаждения; 32 — антенна радиостанции; 33 — коробка зажимов; 34 — расширительный бак; 35 — воздухоосушитель; 36 — шкаф с резисторами ОП; 37 — шкаф с высоковольтной аппаратурой; 39 — бытовой холодильник; 40 — кресло машиниста; 41 — кресло помощника; 42 — шкаф с аппаратурой ~j управления зарядным устройством
Вагоны электропоездов ЭР2Р и ЭР2Т
На раме под кузовом головного вагона (рис. 166,а) подвешены аккумуляторная батарея 12, мотор-компрессор 5, преобразователь (двухмашинный агрегат) 17, ящик 16 с контакторами вспомогательных цепей, электровоздухораспределитель 14, воздухораспределитель 15, воздушные резервуары —два главных 19 по 170л каждый, три резервуара 6 по 78л, один уравнительный 2 на 20л и один вспомогательный 13 на 12л, блок пусковых резисторов 11 и преобразователь. На рамах тележек установлены тормозные цилиндры 3, а под кузовом на раме — фильтры 4 для очистки воздуха, засасываемого компрессором, два маслоот делителя 18, обогреватель сливной трубы 20, два свистка 1, два тифона 21, мусоросборник 9, с левой и правой стороны — розетки 7 деповского питания, а также вакуумные патрубки 10 и патрубки 8 водоснабжения, используемые при механизированной уборке вагона электропоезда.
В кабине машиниста смонтирован пульт с аппаратами управления, сигнализации и радиосвязи, измерительными приборами. Часть из них размещена на задней стенке кабины. Пульт выполнен в виде отдельных съемных блоков. В левой его части у места помощника машиниста установлен маховик ручного тормоза (рис. 166, а). В пульте предусмотрены отсеки для аптечки и технической документации, под ним на полу перед креслом машиниста установлена педаль для воздействия на клапан тифона и свистка. Такая же педаль имеется и около места помощника. В правой части кабины на задней стенке расположен блок с выключателями цепей вспомогательных нужд.
В шкафу № 1 размещены электропневматический клапан автостопа, кран двойной тяги, вентиль замещения электропневматического торможения пневматическим, два разобщительных крана, фильтр, штепсельные разъемы и др. В шкафу № 2 установлен блок с аппаратурой управления поездом, вентиляцией и электропневматическим торможением, в шкафу № 3 — усилитель и устройство питания, приемопередатчик и блок питания из комплекта радиостанции, блоки питания, управления и регистрации из комплекта скоростемера, в шкафу № 4 —- дешифратор и усилитель из аппаратуры локомотивной сигнализации; в шкафу №5 — блок с аппаратурой управления освещением, отоплением и вентиляцией; в шкафу № 6 — блок с амперметром и вольтметром заряда батареи и регуляторами напряжения и частоты преобразователя; в шкафу № 7 — блок с аппаратурой управления и переключателем цепи заряда батареи, трансформатор цепи управления зарядом батареи и питания цепей 110 В.
268
6) П 23 24 25 26 2726 2330 31 32 33 34
Рис. 166. Расположение оборудования в вагонах электропоездов ЭР2Р:
1 — свистки; 2 — уравнительный резервуар; 3 — тормозные цилиндры; 4,35 — фильтры; 5, 36 — мотор-компрессор; б, 26, 33, 37, 45 — резервуары; 7, 38, 50 — розетки деповского питания; 8, 31, 39 — патрубки водоснабжения; 9, 27, 41 — мусоросборник; 10, 30, 40 — вакуумные патрубки; 11 — блок пусковых резисторов; 12, 44 — аккумуляторная батарея; 13 — вспомогательный резервуар; 14,46—электровоздухораспределитель; 15,47— воздухораспределитель; 16—ящик с контакторами вспомогательных цепей; 17,49—преобразователь (двухмашинный агрегат); 18,51 — маслоотделитель; 19, 52 — главные резервуары; 20, 53 — обогреватель сливной трубы; 21 — тифоны; 22,23— тяговые электродвигатели; 24,34 — тормозные цилиндры; 25—быстродействующий выключатель; 28—индуктивный шунт; 29 — блок шунтирующих резисторов; 32 — ящик с силовыми контакторами (1ЯК.013); 42— блок демпферных резисторов; 43 — ящик для колодок; 48 — ящик с контакторами
269
Рядом со шкафом № 1 смонтирован электрокалорифер для обогрева кабины. Слева от двери кабины находится шкаф для одежды, открывающийся со стороны тамбура, а над ним — шкафчик для термосов и продуктов, открывающийся внутрь кабины. На каркасах шкафа № 1 и шкафа для одежды около наружных дверей установлены блоки с выключателями дверей, кнопками звуковой сигнализации и лампами сигнализации закрытого положения дверей; рядом размещены пульты оповещения системы ТОН. На крыше вагона установлены антенна и резистор цепи прожектора.
Под кузовом моторного вагона размещено все электрическое и пневматическое оборудование (рис. 166, б), по два тяговых двигателя 22,23 и два тормозных цилиндра 24, 34 на каждой тележке, ящик 32 (1ЯК.013) с силовыми контакторами, ящик с контакторами отопления и реверсивно-тормозным переключателем, ящик с реостатным контроллером, главным разъединителем и повторителем силовых контакторов, автоматический быстродействующий выключатель 25, индуктивный шунт 28, блок 29 шунтирующих резисторов, блок резисторов ослабления возбуждения, электровоздухораспределитель, воздухораспределитель, воздушные резервуары 26 по 78л и 33 на 12л, а также мусоросборник 27. С левой и правой стороны расположены вакуумные патрубки 30 и патрубки 37 водоснабжения, используемые при механизированной уборке вагона.
В лобовом и торцовом шкафах расположены блоки с аппаратурой для пуска вспомогательного компрессора, выключатели, вспомогательный компрессор и маслоотделитель, с аппаратурой управления торможением, размещены амперметры для измерения тягового тока и тока реостатного торможения и вольтметр для измерения напряжения тяговых двигателей, амперметр для измерения тока тяговых двигателей в режиме тяги и рекуперации, счетчик, шунты и добавочные резисторы, колонка ручного тормоза. На крыше расположены токоприемник, два разрядника РМВУ-3,3, конденсаторный и индуктивный фильтры радиопомех и 16 блоков пуско-тормозных резисторов. Разрядники и фильтры установлены на общей раме, которую крепят к крыше на амортизаторах, разрядники имеют ограждения, которые в случае их разрушения не позволяют разлететься осколкам.
Провода для соединения токоприемников при их параллельной работе проложены в трубе вдоль крыши, перемычку междувагонного соединения обеспечивающую параллельную работу токоприемников, крепят болтами к кронштейнам по концам крыши. Провода от пускотормозных резисторов проходят по желобу на чердак. Лестница для
270
подъема на крышу расположена на лобовой стене и имеет электрическую блокировку безопасности.
Под кузовом прицепного вагона (рис. 166, в) размещены аккумуляторная батарея 44, преобразователь 49, мотор компрессор 36, ящик 48 с контакторами высоковольтных вспомогательных цепей, блок 42 демпферных резисторов, электровоздухораспределитель 46, воздухораспределитель 47, по два тормозных цилиндра 34 на тележке, два главных резервуара 52 по 170 л, три резервуара 37 по 78л, резервуар 45 на 12л, два маслоотделителя 57, обогреватель сливной трубы 53, мусоросборник 41, фильтр 35 и ящик для колодок 43. С левой и правой стороны расположены розетки 38, 50 деповского питания, вакуумные патрубки 40 и патрубки 39 водоснабжения.
Вагоны электропоездов ЭР9Е
На раме под кузовом головного вагона (рис. 167, а) подвешены воздушные резервуары—- один уравнительный 1 на 20л, два главных 8 по 170л, один запасной 9 на 78л, трансформатор 2, реактор (дроссель) 3, аккумуляторная батарея 4, мотор-компрессор 5, фильтр 6, маслоотделитель 7, электровоздухораспределитель 10, воздухораспределитель 11, тормозной цилиндр 72, мусоросборник 13 и обогреватель 14 сливной трубы туалета. В кабине машиниста расположен пульт с аппаратами управления, сигнализации и радио связи, измерительными приборами. Пульт, как и на вагоне электропоезда ЭР2Р, выполнен в виде отдельных съемных блоков. В шкафу № 1 размещены электропневматический клапан автостопа, кран двойной тяги, вентиль замещения электропневматического торможения пневматическим, электрический звонок и штепсельные разъемы, в шкафу № 2 — блок с аппара турой аккумуляторной батареи и питания цепей управления, в шкафу № 3 — блоки из комплекта радиостанции, усилитель, устройство переходное и устройство питания из комплекта аппаратуры оповещения ТОН, в шкафу № 4 — панель с аппаратурой электропневматического тормоза, № 5 — аппаратура локомотивной сигнализации, № 6 — блок с аппаратурой освещения, вентиляции и компрессор, в шкафу № 7—панель 1 ПА.383 с контакторами цепей отопления салона.
Рядом со шкафом № 1 установлен электрокалорифер для обогрева кабины. Слева от двери кабины находится шкаф для одежды, а над ним — шкафчик для термосов и продуктов. На каркасах шкафа №1 и шкафа для одежды около наружных дверей установлены блоки с выключателями дверей, кнопками звуковой сигнализации и лампами сигнализации
271
44 43 42 47 4Z7 39 38
Рис. 167 Расположение оборудования в вагонах электропоездов ЭР9Е.
1 — уравнительный резервуар; 2 — трансформатор; 3 — реактор (дроссель); 4, 35 — аккумуляторная батарея; 5, 42 — электрокомпрессор; 6, 43 — фильтр; 7, 36 — маслоотделитель; 8, 37 — главный резервуар; 9 — запасный резервуар; 10, 32, 40 — электровоздухораспределитель; 11, 33, 39 — воздухораспределитель; 12, 16, 38 — тормозные цилиндры; 13, 34 — мусоросборник; 14, 44 — обогреватель сливной трубы; 15, 24 — тяговый электродвигатель; 17 — главный трансформатор; 18 — охладитель масла; 19 — ящик с контакторами и трансформатор тока; 20 — ящик с разрядниками; 21 — выпрямительная установка; 22 — резистор; 23 — фазорасщепитель; 25, 31, 41 — резервуар; 26 — реле давления; 27, 28 — блок резисторов; 29 — ящик с переключателем ступеней трансформатора и реверсором; 30 — камера с пускотормозной аппаратурой; № 1 — панель с аппаратурой освещения, вспомогательный компрессор; №2 — блок с аппаратурой управления; № 3 — проходной трансформатор тока; № 4 — блок с аппаратурой стабилизации напряжения; №5 — блок ускоренного выключения выключателя; № 6 — планки с зажимами
закрытого положения дверей, рядом размещены пульты оповещения системы ТОН. Блоки соединяются с цепями вагона штепсельными разъемами. На крыше вагона установлены антенна и резисторы прожектора.
Под кузовом моторного вагона на тележках установлены тяговые двигатели 15 и 24 (рис. 167,6) и тормозные цилиндры 16, на раме кузова — тяговый трансформатор 17 со встроенным реактором, выпрямитель 21, охладитель масла 18, ящик 19 с контакторами и трансформаторами тока, ящик 20 с разрядником, резистор 22 расщепителя фаз 23, воздушные резервуары 25 и 31, реле давления 26, резисторы 27 и 28, мусоросборник 29, камера 30 с аппаратурой, электровоздухораспределитель 32 и воздухораспределитель 33. В шкафах (рис. 152,#) расположены: № 1 — панель с аппаратурой освещения и вентиляции, вспомогательный компрессор с двигателем и регулятором давления, два манометра, редуктор, клапан токоприемника, переключающие краны пневматической сети токоприемника и воздушного выключателя; № 2 — блок с аппаратурой управления; № 3 — проходной трансформатор тока, верхняя часть проходного изолятора и токоведущая шина, соединяющая их; № 4 — блок с аппаратурой стабилизации напряжения 220В; № 5—блок ускоренного отключения выключателя, фильтр конденсаторный, амперметр цепи тяговых двигателей и счетчик расхода электроэнергии; № 6 — планки с зажимами. Через дверцы шкафов №1,2, 4 и 6 осуществляется доступ к проводам, подходящим к розеткам и штепселям междувагонных соединений цепей управления.
В тамбурах и в простенке между окнами рядом со шкафом с высоковольтным вводом установлено по одному стоп-крану. На крыше моторного вагона расположены токоприемник, разрядник, индуктивный фильтр радиопомех, воздушный выключатель, верхняя половина трансформатора тока высоковольтного ввода и опорные изоляторы с шинами для параллельного соединения токоприемников.
Под кузовом на раме прицепного вагона (рис. 167,#) расположены: мусоросборник 34, аккумуляторная батарея 35, маслоотделитель 36, главные воздушные резервуары 37 по 170л каждый, тормозной цилиндр 38, электровоздухораспределитель 39, воздухораспределитель 40, запасной резервуар 41 на 78л, мотор-компрессор 42, фильтр 43 и обогреватель 44 сливной трубы. В шкафах, как и на моторном вагоне, установлены блоки с аппаратурой управления, освещения, вентиляции, отопления. В торцовом шкафу № 4 размещен маховик ручного тормоза и планки с зажимами, на крыше — опорные изоляторы с шинами для параллельного соединения токоприемников.
18-395
4. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ
4.1. Принцип действия и классификация гидравлических передач. Гидромуфты и гидротрансформаторы.
Конструкция гидравлических передач. Схема управления.
Принцип действия и классификация гидравлических передач
Гидравлическая передача тепловоза передает мощность дизеля движущим колесным парам через жидкость, циркулирующую в замкнутом объеме.
Дизель приводит в действие и передает энергию гидравлическому насосу, который передает ее жидкости и подает ее под давлением к гидравлическим двигателям (гидромоторам или гидротурбинам), которые приводят в действие колесные пары.
От гидравлических двигателей рабочая жидкость возвращается к насосу и связывает насос с двигателем, таким образом, жесткая связь между коленчатым валом дизеля и колесными парами тепловоза отсутствует.
В гидравлических передачах происходит двойное преобразование энергии. Механическая энергия вращения коленчатого вала дизеля в гидравлическом насосе сообщается рабочей жидкости, а затем в гидравлических двигателях энергия, полученная рабочей жидкостью, преобразуется в механическую энергию вращения колесных пар.
Гидравлическая передача, как и электрическая передача, приспосабливает дизель к тяговой службе. Гидравлические передачи делят на гидростатические (гидрообъемные) и гидродинамические. В гидростатических или гвдрообъемных передачах гидравлическими аппаратами являются гидронасос и гидромотор, выполненные в виде поршневых или роторных машин, в которых изменение объема происходит принудительно. Работа передается за счет высоких давлений жидкости при неизменных ее расходах.
Гидравлические передачи используют на отечественных тепловозах пока только в приводах вспомогательных механизмов (привод вентилятора холодильников тепловозов ТЭП60, ТЭП70).
Для тяговых передач на тепловозах в настоящее время применяют только гидродинамические передачи, в которых используется кинетическая энергия жидкости, циркулирующей в замкнутом постоянном объеме.
Передачи состоят из центробежного насоса и турбины, в которых объем жидкости не меняется, а изменяется скорость.
Гидродинамические передачи подразделяются на передачи, в которых мощность передается только через гидравлические элементы на всех режимах работы тепловоза (тепловозы ТГМ1, ТГМЗА, ТГМЗБ, ТГМ23, ТГМ6, ТГ16). Эти передачи называют обычно просто гидравлическими, а передачи, где мощность частично или полностью на отдельных режимах передается, через гидравлические аппараты, через коробку скоростей (механическую передачу) называют гидромеханическими (тепловоз ТГМ2, ТГМЗ, дизель-поезд Д1)
По сравнению с электрической передачей гидравлическая передача имеет меньшие габаритные размеры, вес и стоимость на единицу, малый расход цветных металлов. Основными аппаратами гидродинамической передачи являются гидромуфта и гидротрансформатор.
Гидромуфта (рис. 168) имеет насосное колесо Н жестко связанное с ведущим валом 1 и турбинное колесо Г, которое находится на ведомом валу 2. Каждое из колес гидроаппаратов состоит из наружного тороидального корпуса и внутреннего тора, пространство между которыми перегорожено радиальными лопатками.
Корпус 3 колокола гидромуфты служит для ограничения рабочего пространства от утечек жидкости, жестко соединен с насосным колесом. При вращении вала 1 вращается насосное колесо и корпус (колокол). Турбинное колесо неподвижно, неподвижен и вал 2. Рабочее пространство круга циркуляции гидромуфты представляет собой замкнутые каналы между лопатками насосного и турбинного колес, которые в процессе работы заполнены жидкостью. Вследствие чего вращается турбинное колесо и вал 2. В межлопаточных каналах жидкость совершает сложное движение.
Частица жидкости, входя в насосное колесо на радиус г, движется в радиальном направлении под действием центробежной силы. Одновременно с насосным колесом частица жидкости с переносной (окружной) скоростью.
где пн — частота вращения насосного колеса, об/мин.
Частица жидкости, перемещаясь от входа на лопатки (радиус г})
18*
275
Рис. 168. Гидромуфта:
1 — ведущий вал; 2 — ведомый вал; 3 — колокол
к выходу (радиус г2) она по инерции стремится сохранить свою окружную скорость в новом положении, но лопатка колеса обладает в этой точке большой переносной скоростью;
JJ _ 6
2Н 30 >
Колесо как бы стремится обогнать частицу жидкости и лопаткой давит на нее. Частицам жидкости от лопаток насосного колеса сообщается энергия, которая ускоряет ее и за ставляет двигаться со скоростью лопатки насосного колеса.
Все частицы жидкости испытывают аналогичное воздействие.
Таким образом, в насосном колесе лопатки сообщают рабочей жидкости кинематическую энергию. В каналах турбинного колеса рабочая жидкость движется от периферии к центру, поэтому в них происходит обратная картина. Жидкость перемещается к центру, теряет окружную скорость, давит на лопатки турбинного колеса, отдавая им энергию, и заставляет вращаться турбинное колесо. Происходит замкнутое движение жидкости в круге циркуляции.
276
Необходимым условием этого движения является наличие скольжения (некоторой разности частот вращения рабочих колес гидромуфты).
Соблюдая это условие, силы жидкости, находящейся между лопатками насосного колеса, смогут преодолеть центробежные силы жидкости, заключенной в каналах турбинного колеса, и все сопротивления пути циркуляции.
Отношение разности частот вращения насосного (ин) и турбинного (и) колес к частоте вращения насосного колеса называется скольжением.
Формула
пн
где S — скольжение;
i=—— передаточное отношение.
Мощность в гидромуфте передается непосредственно от насосного колеса к турбинному через жидкость и поэтому вращающий момент на ведомом валу всегда равен моменту на ведущем валу.
Мт = Л/„. 1 Г1
Полный к. п. д. гидромуфты:
NT MTnt пт nrl, =—*- =—т-— = -J- = t NH Мн пн ’
где, NT— мощность турбинных колес;
— мощность насосного колеса.
Из формулы видно, что к. п. д. гидромуфты при постоянной частоте вращения насосного колеса ин возрастет с увеличением частоты вращения вала турбинного колеса пт.
Зависимость к. п. д. гидромуфты от передаточного отношения i имеет прямой вид (рис. 169, а). Теоретически прямая линия должна бы придти в точку (г-1,Г|=1), но работа гидромуфты при 5=0 («т= пн) невозможна.
По этой причине и из-за некоторых неучтенных потерь характеристика к. п. д. при п > 0,97-^0,98 резко отрывается и при г-1 к. п. д. =0 (гидромуфта не передает энергии).
277
Рис. 169. Характеристики гидромуфты и гидротрансформатора: а — гидромуфты; б — гидротрансформаторов
Важной характеристикой гидромуфты является так же зависимость передаваемого момента от передаточного отношения. Как видно из рисунка 154, а при возрастании скольжения S' (уменьшении z) при постоянном пн абсолютная величина момента, который может передать гидромуфта, увеличится. Следовательно, муфта может служить для передачи энергии между двумя валами.
Гидромуфта смягчает ударные нагрузки и крутильные колебания, возникающие в передаче. К.п.д. гидромуфты на номинальном режиме равен 0,96-0,97, что соответствует скольжению 3-4 % (при номинальной частоте вращения насосного колеса).
Гидротрансформатор (рис. 170) имеет насосное Н, турбинное Т колеса и неподвижный направляющий аппарат НА. Направляющий аппарат, как и рабочие колеса (Я, 7), состоит из специально спрофилированных лопаток. Он меняет направление потока жидкости, обеспечивая постоянный угол входа жидкости на лопатки насосного колеса. Условия обтекания лопаток насосного колеса рабочей жидкостью практически не меняются при изменении режима работы турбинного колеса, и это дает возможность преобразовывать (трансформировать) момент, передаваемый гидротрансформатором.
Так как момент на любом валу прямо пропорционален мощности и обратно пропорционален частоте вращения, то при постоянной мощности и уменьшении частоты вращения вала турбинного колеса момент на нем увеличивается (и наоборот).
Направляющий аппарат в круге циркуляции рабочей жидкости гидротрансформатора может быть расположен перед насосным коле-
278
Рис. 170.
Гцдротрансформаторы:
а — первого класса; б — второго класса
сом (рис. 170, а). Такой гидротрансформатор относят к первому классу. Гидротрансформатор, у которого направляющий аппарат находится перед турбинным колесом, относится ко второму классу (рис. 170, б). У гидротрансформаторов первого класса турбинное колесо может вращаться только в направлении вращения насосного колеса. У гидротрансформаторов второго класса направление вращения турбинного колеса может быть любым и зависит от расположения лопаток направляющего аппарата.
Поскольку направляющий аппарат воспринимает реактивные силы, при изменении режима работы турбинного колеса, на него действует переменный по величине и знаку крутящий момент. Знак этого момента зависит от направления потока рабочей жидкости на лопатки направляющего аппарата. В соответствии с законом сохранения энергии момент турбинного колеса равен МТ=Л/Н±МНД . На рис. 169, б показаны зоны передаточных отношений с положительными и отрицательными значениями момента направляющего аппарата.
У гидротрансформаторов второго класса направляющий аппарат увеличивает момент, передаваемый валу турбинного колеса, по сравнению с моментом на валу насосного колеса. У гидротрансформаторов первого класса момент на направляющем аппарате складывается с моментом, приобретаемом жидкостью в насосном колесе, что в конечном итоге так же приводит к увеличению момента на валу турбинного колеса.
Таким образом, у гидротрансформаторов первого и второго классов осуществляется преобразование момента и скорости вращения вала турбинного колеса при постоянных моменте и скорости вращения вала насосного колеса.
279
Коэффициентом трансформации называется отношение момента турбинного колеса Мт к моменту насосного колеса Л/н, При заторможенном вале турбинного колеса его момент теоретически должен быть бесконечно большим. Практически из-за значительных потерь на этом режиме момент будет иметь конечные значения, но в несколько раз превышающее момент насосного колеса (при «т=0, к=4 4-5). При увеличении «т коэффициент трансформации уменьшается, что видно из рис. 169, б.
Следовательно, гидротрансформатор может быть использован не только для передачи мощности между нежестко связанными валами, но и для изменения момента на валу турбинного колеса в зависимости от частоты его вращения при постоянной мощности и частоте вращения коленчатого вала двигателя и вала насосного колеса.
Характер изменения момента в основном соответствует тяговой характеристике тепловоза.
К.П.Д. гидротрансформатора:
М нпн
где i — передаточное отношение гидротрансформатора может изменяться от 0 до 1, но только при одном значении i,называемым оптимальным (расчётным)
Передаточным отношением zp достигается наивысшее значение К.П.Д. (рис. 169, б).В этом режиме работы гидротрансформатора в рабочей полости устанавливается практически безударная циркуляция жидкости с минимальными потерями.
При отклонении режима от номинального в ту или другую сторону возникают ударные явления при переходе жидкости с колеса на колесо.
Чем больше отклонение, тем больше ударные потери и ниже к.п.д. гидротрансформатора. В точке =0 и =0 К.П.Д., как это и следует из формулы, равен 0. Качество гидротрансформатора определяется формой кривой зависимости т) от i. Чем положе кривая в области вершины (у расчётного режима), т.е. чем шире диапазон сравнительно высоких к.п.д., тем совершенней гидротрансформатор.
Нецелесообразно работать гидротрансформатору на низких и высоких передаточных отношениях i, т.е. в тех зонах, где его к.п.д. невелик. Такие режимы работы трансформатора допустимы лишь кратковременно. Гидротрансформаторы, у которых момент Мк остаётся постоянным во всем диапазоне изменения Л/т, его характеристику
280
называют «непрозрачной» (рис. 169,6) сплошные линии, а гидротрансформатор «непрозрачным». Гидротрансформатор, у которого момент Ми изменяется с изменением частоты вращения турбинного колеса, называют «прозрачным» (рис. 169, б) пунктирные и штрихпунктирные линии. Гидротрансформаторы, имеющие некоторую «прозрачность» характеристики, требуют согласования характеристик дизеля и гидропередачи.
Конструкция гидравлических передач
Из характеристик аппаратов гидравлической передачи, ни гидромуфту, ни гидротрансформатор не могут в отдельности обеспечить существенный диапазон экономического регулирования скорости, а поэтому каждый из гидравлических аппаратов не может самостоятельно служить гидравлической передачей.
Использование двух гидравлических аппаратов значительно расширяет возможную область экономичной работы, при которой к.п.д. передачи оказывается выше заранее заданного минимального допустимого значения к.п.д.
Анализируя совмещенную характеристику к.п.д. (рис 171) гидротрансформатора т]гг и гидромуфты г/^, видим, что при использовании в гидравлической передаче гидротрансформатора и гидромуфты диапазон передаточных отношений, в котором к.п.д. г) выше заданного Т]ЗАЗ, шире, чем соответствующий диапазон для каждого аппарата в отдельности.
Поэтому гидравлические передачи тепловозов состоят из двух и более гидроаппаратов. Чаще трех гидроаппаратов. То есть гидропередачи двух или трех циркуляционные. Возможные сочетания гидроаппаратов в трехциркуляционной передаче: гидротрансформатор и две гидромуфты, два гидротрансформатора и гидромуфта, три гидротрансформатора.
В гидропередаче с двумя гидротрансформаторами один из них рассчитывает на работу при трогании с места и на малых скоростях движения тепловоза, когда требуется высокая скорость. Этот гидротрансформатор называют пусковым. Второй используется при движении со средними и высокими скоростями движения тепловоза, и называют его маршевым гидротрансформатором.
В тяговых гидравлических передачах тепловоза в качестве пусковых гидроаппаратов иногда применяют гидротрансформаторы, которые
281
Рис. 171. Совмещённая характеристика к.п.д. гидротрансформатора.
имеют по две и более турбинных ступеней и направляющих аппаратов. В этих аппаратах напор жидкости, создаваемый насосным колесом, реализуется не на одной ступени турбины, а равномерно распределяется по нескольким турбинным колесам (ступеням).
Эти гидротрансформаторы, как правило, рассчитываются на пони-
женные передаточные отношения (г-0,3-Ю,45), характеризуются большими коэффициентами трансформации момента к при стоповом режиме (г-0).
Устройство трехциркулярной гидравлической передачи и управления на примере унифицированной гидравлической передачи УГП 750, УГП 1200,применяемой на нескольких сериях тепловозов (в частности, ТГМ 3) в модификациях УГП 750, УГП 1000 и УГП 1200.
Гидравлическая передача (рис. 172) состоит из двух гидротрансформаторов б и 7 и гидромуфты 4, насосные колеса гидромуфты и гидротрансформаторов установлены на одном валу, который приводится во вращение от входного вала 1 через зубчатую передачу 3-2. Входной вал получает привод от коленчатого вала дизеля. Таким образом при враще
нии коленчатого вала все насосные колеса гидроаппаратов приводятся во вращение. Реверсирование передачи осуществляется переключением кулачковых муфт 20 (передний ход) 14 (задний ход).
Поездной режим передачи обеспечивается перемещением кулачковых муфт 20 и 14 влево. При маневровом режиме муфты 20 и 14
перемещаются вправо.
Турбинные колеса всех гидравлических аппаратов через систему зубчатой передачи и муфты связаны с выходным валом 18, а выходной вал связан с колесными парами тепловоза.
Переключение ступеней прозводится путем поочередного опорожнения и заполнения отдельных гидроаппаратов с помощью систем автоматического управления унифицированной гидропередачи — САУ.
При трогании тепловоза с места и разгоне включается пусковой гидротрансформатор 7 (на тепловозе ТГМ ЗА до скорости 13,2 км/ч
282
21
10
3
15 13
10
пп
ЗИ
Рис. 172. Кинематическая схема унифицированной гидропередачи
УГП750,1200:
1 — вал входной; 2-3, 5-11, 8-9 — зубчатая пара (передача); 4 — гидромуфта; 6 — гидротрансформатор; 7 — пусковой гидротрансформатор; 10 — вал; 11, 12, 13, 15, 16, 17, 19, 21 — шестерни; 14, 20 — муфты; 18 — вал выходной
на маневровом режиме или до 27 км/ч на поездном). Второй гидротрансформатор 6 используется для достижения средних скоростей (13,2-26,8 или 27-55 км/ч). Гидромуфта служит для работы на скоростях выше указанных пределов.
Для примера рассмотрим работу гидропередачи при включении пускового гидротрансформатора 7 (движение вперед, поездной режим). С помощью автоматического управления гидротрансформатор 7 наполняется рабочей жидкостью (маслом). Между насосным и турбинным колесами образуется гидравлическая связь. От турбинного колеса через зубчатую пару 8-9 вращение получает вал 10, далее через муфту 20, зубчатую пару 19-17 выходной вал 18 и далее колесные пары.
Для тепловозных гидропередач обычно применяется специальное масло ГТ50, содержащее присадки против вспенивания и окисления. Применяется также масло «Турбинное 22» с добавкой антипенной присадки ПМС200А. Могут применяться и некоторые другие сорта масел.
5. НОВЫЕ СЕРИИ ТПС
5.1. Основные направления в совершенствовании конструкции тягового подвижного состава
Новые типы локомотивов и моторвагонного подвижного состава разрабатываются в соответствии с проводимой Департаментом локомотивного хозяйства политикой в отношении новой техники.
В настоящее время создается высокоскоростной электропоезд «Сокол», разрабатываются электропоезда постоянного и переменного тока с асинхронным тяговым приводом. Построены опытные электровозы ЭП1, ЭП10 и ЭП200. Выпущен маневровый тепловоз ТЭМ18Г, работающий с применением сжатого газа. Построен тепловоз ТЭМ18П с электрической передачей переменного тока. ЗАО «Метро-вагонмаш» изготовил опытный образец нового типа подвижного состава — рельсовый автобус.
Предполагается применить на тепловозе дизель ЧН 26/26-типа Д49.
В дальнейшем в соответствии с достижениями научно-технического прогресса предусмотрено последовательное внесение в подвижной состав новых конструктивных решений, важнейшими из которых считаются тележки с активным рессорным подвешиванием, индивидуальными обмоторенными колесами и рамами из пластиков, армированных углеродным волокном, преобразователи на базе биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT), тяговые электродвигатели с поперечным магнитным потоком и т. п.
5.2. Основные сведения об опытных единицах ТПС
В настоящее время в связи с распадом СССР пришлось отказаться от приобретения электропоездов постройки Рижского вагоностроительного завода. Для пополнения и обновления эксплуатационного парка электропоездов к их выпуску приступили ОАО «Торжокский вагоностроительный завод» и ОАО «Демиховский машиностроительный завод». Электропоезда Торжокского завода получили обозначение ЭТ, а Демиховского — ЭД.
284
Электропоезд ЭТ2
Электропоезд модели 62-4160 предназначен для пригородного сообщения на электрофицированных участках железных дорог с шириной колеи 1520 (1524) мм при номинальном напряжении в контактной сети 3000В постоянного тока.
Вагоны имеют комбинированный выход, допускающий их эксплуатацию на участках с высокими и низкими платформами.
Управление поездом осуществляется из кабины машиниста в головном вагоне. Каждый моторный вагон имеет электрический привод от четырех электродвигателей.
Электропривод оборудован рекуперативным торможением, сокращающим тормозной путь и создающий экономию электроэнергии.
В салонах электропоезда предусмотрены: принудительная вентиляция, калориферно-печечное отопление и радиооповещение пассажиров. По требованию заказчика в салонах электропоезда могут устанавливаться деревянные, пластмассовые и полумягкие сидения.
Технические данные и составность электропоезда приведены ниже:
Скорость электропоезда, км/ч: конструкционная максимальная эксплуатационная 130 120
Ускорение электропоезда при расчетной населенности на прямом горизонтальном пути до скорости, км/ч, и ускорением, м/с2, не менее 60 км/ч 0,72 м/с2
Тормозной путь на прямом участке пути со скоростью 120 км/ч при номинальной населенности, м, не более: при полном электропневматическом торможении при экстренном пневматическом торможении 1000 1080
Общая часовая мощность ТЭД электросостава, кВт Часовая мощность ТЭД моторного вагона, кВт 4700 940
Удельная мощность двигателей, кВт/т 9,32
Габарит вписывания по ГОСТ 9238-83 Т(чертеж 7 с использованием очертания 1-2-3-4-10, чертеж 11Б с учетом п.3.2.2)
База вагонов, мм 13300
285
База тележек, мм:
моторного вагона прицепного и головного вагона Диаметр колес по кругу катания, мм: 2600 2400
моторного вагона прицепного и головного вагонов Полная длина электропоезда по осям автосцепок 1050 950
головных вагонов, мм Длина кузова с наружи, мм 201670 19600
Ширина кузова (по гофрам), мм 3522
Высота от автосцепки от уровня верха головки
рельса под массой тары, мм на головном вагоне со стороны кабины на головном вагоне со стороны торцевой стены, на моторном и прицепном вагонах Высота пола от уровня головки рельса до нижней 1070 1150
точки кожуха редуктора при новых бандажах под массой тары, мм, не менее Длина салона вагона, мм: 116
головного моторного прицепного Ширина салонов (между боковыми стенками), мм 12848 15482 15862 3304
Количество мест для сидения:
в головном вагоне в моторном вагоне в прицепном вагоне в поездах основной(Ю-вагонной) составности Номинальная населенность (мест для сидения плюс 5 74 100 100 948
пассажиров на 1 м2 свободной площади), пасс: головного вагона моторного вагона прицепного вагона поезда (10 вагонной составности ) Масса тары не более, т: 191 243 246 2346
головного вагона моторного вагона прицепного вагона поезда (10 вагонной составности) 43 59 41 504
286
За основную поездную единицу применяют 10 — вагонный электропоезд, состоящий из двух головных (Г), пяти моторных (М ) и трех прицепных (П) вагонов (рис. 2). Однако поезд можно формировать из 4, 6, 8 и 12 вагонов, при условии что число моторных вагонов будет равно 50 % от общего числа вагонов.
При этом количество вагонов (при 10 и12 вагонной сосгавности) от соединенных двух моторных вагонов не должно превышать шести вагонов от обоих концов поезда, что необходимо для обеспечения нормального питания вспомогательных цепей в аварийных режимах.
Головной вагон с кабиной управления, модель 62-4161 моторный вагон, модель 62-4162 прицепной вагон, модель 62-4163 головной вагон.
Электропоезд ЭД4М
ОАО «Демиховский машиностроительный завод» в РФ является головным заводом по разработке и освоению в серийном производстве электропоездов постоянного и переменного тока.
ОАО «ДМ3» успешно приступил к реализации Федеральной целевой программы «Разработка и производство пассажирского подвижного состава нового поколения на предприятиях России», начав в1997 г. выпуск электропоездов ЭД4М и в 1998 г. ЭД4М1, отличающихся поставщиком комплекта электрооборудования.
По сравнению с серийно выпускаемыми электропоездами ЭД2Т поезда имеют следующие конструктивные отличия, повышающие их потребительские свойства, безопасность и технический уровень:
— новая конструкция головной части вагона;
— окна кабины с увеличенными размерами, лобовые окна пятислойные, толщиной 21 мм, повышенной прочности;
— в кабине машиниста установлен дисплей для индикации сигналов системы противопожарной сигнализации и информации о неисправности вагонов поезда;
— в салонах вагонов применены новые отделочные пожаробезопасные материалы: «металлопласт», пластик «Манминит» и линолеум «Метролин»;
— окна салонов выполнены с применением герметичных стеклопакетов;
— в салонах установлены люминесцентные высокочастотные светильники (220В, 40 Вт, 50 кГц);
— головные вагоны оборудованы электронными маршрутными
287
указателями. В салонах вагонов над входными дверями установлены информационные табло. Световая информация в салонах дублируется параллельно синтезаторам речи;
— на всех вагонах установлены электронные дискретные устрой ства контроля скольжения, обеспечивающие эффективную за щиту от юза и буксования;
— противопожарная безопасность обеспечивается электронной системой сигнализации о загорании и неисправностях и стационарными установками аэрозольного пожаротушения.
Техническая характеристика электропоезда ЭД4М приведена ниже:
Ширина колеи, мм 1520
Напряжение контактной сети, В 3000
Конструкционная скорость, км/ч 130
Основная составность электропоезда 2Г-5М-ЗП
Возможные варианты составное™ электропоезда, 4,6,7,8
Вагонов 9.10.11
Длина электропоезда любой составное™, м п х 22,05
Длина вагона, мм 21500
Ширина вагона, мм 3522
База вагона, мм 15000
Ширина дверного проема, мм 1250
Количество мест для сидения: в поезде в головном вагоне в моторном вагоне в прицепном вагоне 1088 80 116 116
Максимальная вместимость: поезда головного вагона моторного вагона прицепного вагона 2924 254 302 302
Общая мощность тяговых двигателей, кВт 4800
Удельная мощность, кВт/ч 9,6
Удельная материалоемкость, кг/место 460
Масса тары, т: поезда головного вагона моторного вагона прицепного вагона 500,4 44,2 57,8 41,0
Максимальная нагрузка от оси моторного вагона на рельсы, т. 19,8
288
Электропоезд ЭД9Т
Электропоезд предназначен для пассажирских перевозок на пригородных электрифицированных участках железных дорог с напряжением в контактной сети 25000 В переменного тока 50Гц с шириной колеи 1520 мм.
Вагоны поезда оборудованы комбинированными выходами, обеспечивающими возможность эксплуатации на линиях, как с высокими, так и с низкими платформами.
Электропоезд серии ЭД9Т по сравнению с серией ЭР9Т имеет следующие отличительные особенности:
— более высокая пассажировместимость вагонов (на 17%)
— увеличенные площадки накопительных тамбуров (на 60%)
— более широкие входные двери (на 28%)
— сокращено на 30% время на посадку и высадку пассажиров
— повышенная мощность тяговых двигателей (225 кВт)
— эффективная система электродинамического реостатного торможения
— конструкция кабины машиниста более комфортна, отвечает современным требованиям эргономики
— впервые внедрена эффективная противобоксовочная — противогазная электронная защита с системой диагностики
— обеспечивается возможность формирования поездов четной и нечетной составности путем включения в секции дополнительных прицепных вагонов
— предоставляется возможность формировать сочлененные электропоезда (два, три)
Большой выбор предложенных составностей электропоездов типа ЭД9Т позволяет потребителям уменьшить капитальные затраты, а также снизить эксплуатационные расходы на ремонт и обслуживание поездов с меньшим количеством моторных вагонов при одинаковой длине и населенности.
Техническая характеристика электропоезда ЭД9Т приведена ниже:
Конструкционная скорость км/ч 130
Основная составность 10-и вагонная по схеме (Г — головной вагон, М — моторный вагон, П — поинепной вагон) 2Г+5М+ЗП
Возможные варианты составности, вагонов 4,6,7,8, 9.10,11
19-395
289
Длина электропоезда основной составности, м 220,67
Длина электропоезда n-ой составности, м п х 22,05
Длина вагона, мм 21500
Ширина вагона, мм 3522
База вагона, мм 15000
Ширина дверного проема, мм 1250
Количество мест для сидения: в поезде в головном вагоне в моторном вагоне в прицепном вагоне 1068 80 112 116
Максимальная вместимость (при 7 пасс./м2) в поезде в головном вагоне в моторном вагоне в прицепном вагоне 2924 254 30 302
Общая мощность тяговых двигателей, кВт 4500
Удельная мощность тяговых двигателей, кВт/т 8,8
Удельная материалоемкость, кг/место 480
Масса тары вагонов, т поезда головного вагона моторного вагона прицепного вагона 511,5 41,0 63,0 38,0
Рельсовый автобус РА1
Главная цель создания РА — улучшение транспортного обслуживания в пригородном сообщении населения, проживающих в районах малодеятельных участков железных дорог, например, тупиковых ответвлений от магистральных путей (общее количество ответвлений на всей сети около 220, а их суммарная длинна 13 тыс. км, т.е. 14.5 % от общей протяженности железных дорог РФ).
Рельсовый автобус предназначен для перевозки пассажиров на малодеятельных участках железных дорог пригородного и межобластного сообщения. На его базе могут быть созданы: командно — штабной вагон, автономный передвижной медицинский пункт, лаборатория, мастерская, вагон для инспекционных поездок.
Рельсовый автобус (рис. 173) представляет собой самоходную транспортную единицу с двумя кабинами управления. Силовая установка, обслуживающие системы, тяговый привод расположены под
290
Рис.173. Рельсовый автобус РА1
2716
полом вагона между тележками. Крутящий момент передается на две оси одной тележки.
Оборудование пассажирского вагона и кабины машиниста системой отопления, системой принудительной вентиляции, двойными оконными стеклопакетами, и надежной тепло — звукоизоляцией обеспечивает необходимые удобства для пассажиров, а наличие автоматической локомотивной сигнализации, устройства контроля бдительности, контрольно — диагностической системы управления, устройства блокировки управления при переходе машиниста из одной кабины в другую, автоматически открывающихся дверей, надежной тормозной системы делают поездку максимально безопасной.
Эксплуатация РА позволит улучшить транспортное обслуживание населения, проживающего в районах расположения малодеятельных участков железных дорог, при одновременном существенном уменьшении уровня нерентабельности таких перевозок и высвобождении значительного количества локомотивных тяговых единиц.
Техническая характеристика рельсового автобуса приведена ниже:
Р? Л |РА1-П
Ширина колеи, мм 1520 Габарит по ГОСТ 9238-1ВМ Масса тары, т 32 37
Полная масса, т 43 50
Количество мест для сидения 62 78
Общая вместимость вагона (4 чел. на 1 м2) 160 180
Конструкционная скорость, км/ч 100 120
Минимальный радиус проходимых кривых при скорости 20 км/ч 80
Нагрузка от оси на рельсы при полной вместимости,кН 110 130
Конструкция РА и применяемые материалы обеспечивают работу узлов и агрегатов при температуре окружающей среды от -50 до +40 °C. Климатическое исполнение «У» по ГОСТ 15150 Запас хода, км 500 500
Тормоза: служебный-гидродинамический; основной-колодочный с пневмоприводом Двигатель: дизельный Мощность, кВт (л.с.) 310(415)
292
Трансмиссия: гидромеханический
Кузов-несущий, цельнометаллический с обшивкой из коррозиционно-стойкой стали
Посадка и высадка пассажиров обеспечивается
с высокой и низкой платформ
Подвешивание:
первичное с винтовыми пружинами и амортизаторами вторичное с пневморессорами и амортизаторами
Диаметр нового колеса по кругу катания, мм 860
Продольное усилие сжатия кузова, МН (тс) 1(100)
РА оборудован контрольно-диагностической системой управления, обеспечивающей основные функции управления, диагностику основных узлов, запись и хранение информации.
Маневровый тепловоз ТЭМ18Г
Газотепловоз предназначен для выполнения вывозной, маневровой и легкой магистральной работы на железнодорожных путях МПС и промышленных предприятий в районах с умеренным климатом при температуре окружающей среды от 313 К до 223 К (от плюс 40°С до минус 50°С).
Особенностью маневрового газотепловоза является его способность работать на сжатом природном газе с добавлением запальной порции дизельного топлива или на дизельном топливе.
Тепловоз оборудован: автоматической локомотивной сигнализацией непрерывного действия; устройствами управления тепловозом по системе двух единиц; устройствами управления одним лицом; установкой искрогасителя на выхлопе дизеля и экранным глушителем шума на всасывании воздуха в дизель; подогревом надувочного воздуха дизеля; второй ступенью очистки воздуха, поступающего в дизель; более энергоемким поглощающим аппаратом автосцепки; усовершенствованным профилем бандажа колесных пар; электроплиткой для подогревания пищи и холодильником для хранения пищевых продуктов.
Внедрение в народное хозяйство маневровых газотепловозов обеспечивает не только экономию дефицитного дизельного топлива порядка 70 тонн в год, которое замещается газом, но и значительное улучшение экологической ситуации в районе эксплуатации газотепловоза
293
за счет снижения вредных выбросов выхлопными газами. Выбросы токсичных веществ по окиспам углерода при применении природного газа уменьшается в 1,4 раза, по окислам азота в 2,5 раза.
Основные технические данные тепловоза ТЭМ18Г приведены ниже
Мощность по газодизелю, кВт Осевая формула Служебная масса, т Нагрузка от колесных пар на рельсы, кН (тс) Касательная сила тяги, кН (тс): 882 3 -3 Jo о 130 212,5(21,6)
при трогании длительного режима Скорость м/с (км/ч): 328,9(33,54) 200(20,4)
конструкционная длительного режима Минимальный радиус проходимых кривых, м Ширина колеи, мм Запасы, кг: 27,8(100) 3,1(11,1) 80 1520
дизельного топлива сжатого природного газа при давлении 200 атм.,нм3 песка Размеры тепловоза, мм длина по осям автосцепок максимальная ширина высота по кабине машиниста высота оси автосцепки от уровня головки рельса 3180 725 2000 16900 3202 4365 1060
Электровоз ЭП1
Электровоз ЭП1 предназначен для вождения пассажирских поездов на дорогах электрифицированных на однофазном переменном токе 25 кВ, 50Гц. Локомотив создан на основе проверенных в эксплуатации конструкции электровозов ВЛ80с, ВЛ85, ВЛ65.
Механическая часть электровоза состоит из цельнометаллического двухкабинного кузова, опирающегося на три двухосные тележки. Тяговые двигатели имеют в режиме тяги последовательное возбуждение и питаются от двух выпрямительно — инверторных преобразователей, собранных на тиристорах и обеспечивающих плавное регулирование напряжения. В режиме рекуперации ток тяговых двигателей, работающих генераторами с независимым возбуждением, инвертируется в переменный ток.
294
Для улучшения тяговых свойств и повышения надежности на электровозе ЭП1 применена микропроцессорная система управления и обеспечения безопасности движения тягового подвижного состава (АСУБ «Локомотив»), Локомотив оборудован микропроцессорной системой управления и диагностики (МСУД), комплексным локомотивным устройством безопасности (КЛУБ) и системой управления торможением (САУТ).
Технические данные электровоза ЭП1 приведены ниже:
Номинальное напряжение, В Частота, Гц Формула ходовой части Масса электровоза, т Высота от уровня головки рельса до рабочей Поверхности полоза токоприемника, мм: 25000 50 2 -2 -2 Ч) z0 0 138
В опущенном положении, не более В рабочем положении Длина электровоза по осям автосцепок, мм Мощность, кВт: 5100 5500-7000 22500
Часовой режим, не менее Продолжительный режим, не менее Сила тяги, тс: 4700 4400
Часовой режим, не менее Продолжительный режим, не менее Скорость, км/ч: 23,4 21,4
Часовой режим, не менее Продолжительный режим, не менее Конструкционная Тормозная сила в режиме рекуперативного Торможения для скорости, тс: 70 72 140
Ниже 72 км/ч, не менее Выше 72 км/ч, не менее 22 10,2
Электровоз ЭП10
Электровоз ЭП10 — машина для вождения пассажирских и почтово-багажных поездов на линиях однофазного переменного тока 25 кВ, 50 Гц и участках постоянного тока 3 кВ. Мощность локомотива 6600 кВт, что позволяет водить составы из 25 вагонов, максимальная скорость движения 160 км/ч.
Электровоз ЭП10 — односекционный, на трех двухосных тележках, его ходовая часть аналогична локомотивам ВЛ65 и секциям
295
ВЛ85. Однако в отличие от них здесь применен тяговый асинхронный привод с опорно — рамным подвешиванием тяговых двигателей.
Электровоз оборудован системами рекуперативного и реостатного торможения, как на постоянном токе, так и на переменном токе, с автоматическим управлением тормозами. Предусмотрен режим автоведения: машинист задает требуемую скорость, которую затем поддерживают устройства автоматики.
Электропоезд «Сокол»
Электропоезд «Сокол» — качественно новое транспортное средство. Концептуально проект электропоезда предусматривает:
— базовость конструкций, схемотехнических решений для создания других типов пассажирского подвижного состава, прежде всего максимальную унифицированность, с конструкционной скоростью до 350 км/ч;
— долгосрочную конкурентоспособность с другими видами скоростного сообщения за счет сопоставимого общего времени поездки и предоставления большего сервиса;
— получение требуемых регулировочных и динамических характеристик тягового электропривода на основе асинхронного тягового двигателя при минимальных массе и габарите электрооборудования, его рациональное размещение с обеспечением минимальных потерь электроэнергии;
— схему формирования поезда в зависимости от провозной способности, без изменения его тяговых качеств, на основе распределения тягового оборудования по длине состава;
— возможность совершенствования конструкции поезда, в том числе и за счет использования новых типов неметаллических материалов в кузовах вагонов.
Основные технические характеристики электропоезда «Сокол» приведены ниже:
Принятая схема электропоезда «Сокол» имеет следующие характеристики систем электрооборудования:
количество токоприемников 4
число тяговых электродвигателей 16
мощность тягового электродвигателя, кВт 675
296
число силовых трансформаторов мощностью 2000 кВ А 8 Максимальная мощность, потребляемая электропоездом
на магистрали:
переменного тока, кВ А 14085
при максимальном токе, А 565
постоянного тока, кВт 13200
при максимальном токе, А 4400
Суммарное энергопотребление из контактной сети при прохождении трассы Санкт-Петербург-Москва, кВт ч:
без промежуточных остановок 22100
с одной промежуточной остановкой 22720
Расход электроэнергии на собственные нужды при движении электропоезда, кВт ч:
максимальный 4760
минимальный(в летнее время и без учета заряда
аккумуляторной батареи) 3990
Удельная мощность, кВт/т брутто 15,4
Удельный расход электроэнергии при прохождении трассы
Вт ч/т км:
без остановок 47,4
с одной промежуточной остановкой 48,8
Тормозной путь со скоростью 250 км/ч:
при полном служебном торможении 3850 м
со средним тормозным замедлением 0,63м/с2
при экстренном торможении 2400 м
со средним тормозным замедлением 1,02 м/с2
Время разгона:
от 0 до 100 км/ч 55 с
с ускорением в диапазоне 0,48-0,51 м/с2
от 0 до 250 км/ч 256 с
с ускорением при скорости 250 км/ч 0,99 м/с2
Длина участка разгона, км:
от 0 до 100 км/ч 1,8
Расчетное время прохождения трассы:
без остановок 2ч 52 мин
с одной промежуточной остановкой 2ч 57 мин
Уровень звука, дБ А, не более:
в салоне вагона 64
в кабине машиниста и в тамбурах 68
в межвагонных переходах 85
297
Максимальный уровень внешнего шума электропоезда
при удалении 25 м от наружного рельса на высоте
1,5 м, дБ-A, не более 88
Решения, которые легли в основу технического проекта по формированию уровня необходимого комфорта и сервисных услуг для пассажиров, являются результатом совместной работы ЦКБ МТ «Рубин», АО «Высокоскоростные магистрали», ВНИИЖТа, ВНИИЖГа, направлены на повышение комфорта и базируются на опыте эксплуатации поездов высокоскоростных магистралей Центральной Европы
При этом учитывается право выбора пассажиром уровня комфортности и сервиса в соответствии с его пожеланиями и финансовыми возможностями.
Поезд формируется из специально оборудованных вагонов различной классности в зависимости от:
дальности следования (время суток);
спроса (степень комфортности вагонов);
собственных транспортных задач;
рабочей обстановки для деловых людей:
доступности поездки для пассажиров невысокого достатка.
Поэтому в техническом проекте представлены два варианта формирования электропоезда «Сокол»:
из 12 вагонов 1-го и 2-го классов;
из 12 вагонов 2-го класса.
Проектировщиками заложена концепция обеспечения оптимального уровня комфорта для пассажиров независимо от класса вагона, с предоставлением дополнительных преимуществ пассажирам вагонов 1-го класса.
Базовым решением поезда выбрана полукупейная планировка вагонов 1-го класса и традиционная, «самолетная» планировка вагонов 2-го класса с неповоротными сиденьями.
Полукупейная планировка вагонов 1-го класса имеет преимущество перед стандартной европейской планировкой с 5 — местными купе и с боковым коридором:
более высокий уровень относительной изоляции пассажиров;
меньшая населенность купе,
размещение 2/3 пассажиров непосредственно возле окон;
возможность выбора между 4 — местными и 2 — местными отделениями;
298
возможность создать улучшенные условия для размещения верхней одежды и багажа,
возможность создания «семейных» купе и купе типа «люкс».
Электропоезд «Сокол» — базовая конструкция пассажирского подвижного состава
Проведенные проработки показали, что механическая и электрическая части вагонов электропоезда «Сокол» могут быть базовыми конструкциями для создания в дальнейшем следующего подвижного состава:
высокоскоростного электропоезда с конструкционной скоростью 350 км/ч;
электропоездов межобластного сообщения на обычных путях;
электропоездов пригородного сообщения.
Это возможно благодаря:
принятой моторвагонной концепции поезда, позволившей конструктивно расположить под кузовами вагонов 4 комплекта электрооборудования соответствующей мощности для перевозки с максимальными тяговыми показателями более 800 пассажиров. В результате можно менять составность поезда, увеличивая либо провозную способность путем включения в состав тяговых промежуточных секций (без изменения удельной тяговой мощности), либо включая дополнительные прицепные вагоны (с уменьшением удельной тяговой мощности);
открытости электропоезда «Сокол» для дальнейшего совершенствования при переходе на новые конструкционные материалы с уменьшением массы кузова вагонов и, следовательно, с уменьшением нагрузки кузова на ось, уменьшением мощности тяговых двигателей, облегчением тележек и пр.;
модульному принципу формирования комплекса силового электрооборудования, применяемому практически во всех видах подвижного состава за рубежом,
запасу технических решений электропоезда «Сокол», позволяющему повысить конструктивную скорость до 350 км/ч.
Принятые в проекте решения и разработки дают возможность полностью или частично использовать их в модернизируемых или вновь создаваемых образцах пассажирского подвижного состава.
299
Тепловоз ТЭП80
Основные технические характеристики тепловоза ТЭП80 приведены ниже:
Осевая формула
Мощность, кВт
Конструкционная скорость, км/ч
Сила тяги длительного режима, кН
Ширина колеи, мм
Нагрузка колесной пары на рельсы, кН
Габариты:
длина по осям автосцепок, мм
ширина по наружной поверхности кузова, мм
высота по крыше кузова, мм диаметр колеса, мм
2о+2о-2о+2о
4413
160
235
1520
221
24500
3056
4975
1220
Тепловоз ТЭП80 мощностью 4413 кВт с конструкционной скоростью 160 км/ч предназначен для обслуживания пассажирских перевозок в районах с умеренным климатом. На тепловозе применен четырехтактный 20 — цилиндровый дизель размерностью 26/26 типа Д49.
Кузов. Кузов вагонного типа, несущей конструкции. В силовую сварную конструкцию включены каналы централизованной системы воздухоснабжения электрических машин и топливный бак, в нишах которого размещены секции аккумуляторной батареи. Крыша кузова выполнена из отдельных съемных секций, в которых установлен ряд агрегатов вспомогательного оборудования.
Электрооборудование тепловоза. На тепловозе применена электрическая передача переменно — постоянного тока. Для пуска дизеля, питания цепей управления и вспомогательного оборудования на тепловозе установлен стартер — генератор постоянного тока. Тепловоз оборудован электрическим тормозом мощностью 4000 кВт, на резисторы которого при испытаниях можно нагружать дизель — генератор. В системе управления и регулирования электрической передачи и тормоза используются электронные и микропроцессорные устройства.
Система охлаждения электрических машин и аппаратов. Охлаждение электрооборудования осуществляется централизованно, от одного высокоэкономичного осевого вентилятора, приводимого от вала дизеля. В системе охлаждения обеспечена как общая, так и по отдельным потребителям регулировка воздуха. В отдельной секции 300
крыши установлен блок фильтров, обеспечивающий высокую степень фильтрации поступающего в систему наружного воздуха.
Система охлаждения дизеля. Система охлаждения дизеля — двухконтурная, высокотемпературная с межконтурным перепуском воды. Холодильные камеры арочного типа со всасывающей вентиляцией. Привод вентиляторов охлаждающего устройства гидростатический, позволяющий плавно изменять частоту вращения вентиляторов в зависимости от температуры теплоносителей дизеля.
Тележка. Высокие ходовые и динамические качества локомотива обеспечиваются за счет применения оригинальной экипажной части с двумя четырехосными тележками, опорно — рамным креплением тяговых электродвигателей и тяговых редукторов, мягким двухступенчатым рессорным подвешиванием с винтовыми пружинами и гидравлическими гасителями колебаний. Особенностью конструкции тележки является принципиально новая кинематическая схема — общая жесткая рама с попарно сбалансированными колесными парами.
Учитывая положительные результаты испытаний тепловоза ТЭП80 до скорости 270 км/ч, его экипажная часть положена в основу конструкции скоростных пассажирских электровозов постоянного и переменного тока ЭП100 и ЭП200.
Приложение 1
Технические характеристики грузовых тепловозов
Тепловозы
ПАРАМЕТРЫ ТЭЗ 2М62 2ТЭ10М (В) 2ТЭ10Л 2ТЭ116 2ТЭ121
Осевая характеристика Wo) Wo) 2(3О-3^) Wo) Wo)
Мощность по дизелю, кВт 2 1470 2 1470 2-2206 2 -2250 2 2942
Касательная мощность, кВт 2 1128 2 1089 2-1614 2 1668 2 2440
Сила тяги, кН 2 202 2 200 2 245 2-255 2 253 2 300
Скорость в продолжительном режиме, км/ч 20,5 20 216 24 24,4 27
Конструкционная скорость, км/ч 100 100 100 100 100
Минимальный радиус проходимых кривых, м 125 75 125 125 125
Диаметр колес, мм 1050 1050 1050 1050 1250
Сцепная масса, т 2-126 2-119 2-138 2 126 2-138 2 150
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота 23950 3252 4825 2 17400 2950 4615 2-16969 3250 5252 4948 218150 3080 5104 2 20000 3200 5110
Габарит 1-Т 02-ВМ 1-Т 1-Т 1-Т
Запасы, кг воды топлива масла песка 2-800 2 5440 2 1200 2 700 2 950 2 -3400 2 800 2-600 2-1450 2 6300 21500 2 1006 2 910 2-1250 2-7000 2-1000 21000 21100 2-7500 1150 21000
К п. д. тепловоза, % 28 26,6 29 30,6 32,3
Тип дизеля 2Д100 14Д40 10Д100 1А-5Д49 2А-5Д49
Тип генератора МПТ-99147 ГП-312 ГП-312БУ2 ГС-501 А А-714У2
Тип тягового электродвигателя ЭДТ-200Б ЭД1ША ЭД118А ЗД118А ЭД107А ЭД118А ЭД126У
Тип тормоз него компрессора КТ6 КТ7 КТ7 КГ7Эл КТ6
302
Приложение 2
Технические характеристики пассажирских тепловозов
ПАРАМЕТРЫ Тепловозы
ТЭ7 ТЭП10 ТЭП60 ТЭП70
Осевая характеристика 2(30-30) Зо-Зо Зо-Зо Зо-Зо
Мощность по дизелю, кВт 21470 2206 2206 2942
В продолжительном режиме:
касательная мощность, кВт 21128 1696 1625 2436
сила тяги, кН 2115 178 127 170
скорость, км/ч 35 35 47 50
Конструкционная скорость, км/ч 140 140 160 170
Минимальный радиус проходимых кривых, м 125 125 125 125
Диаметр колес, мм 1050 1050 1050 1220
Сцепная масса, т 2126 127 127 129
Габаритные размеры, мм:
длина 33950 18610 19250 21700
ширина 3262 3272 3124 3080
высота 4825 5102 4774 4975
Габарит 1-Т 1-Т 1-Т 1-Т
Запасы, кг:
ВОДЫ 2800 1450 1400 1134
топлива 25440 5000 6000 6000
масла 21200 1500 1060 1000
песка 2700 950 600 600
К п. д. тепловоза, % 28 30,1 28,3 30,9
Тип дизеля 2Д100 1 ОД 100 11Д45 2А-5Д49
Тип генератора MHT-99W7 ГП-311 ГП-311В ГС-501АУ2
Тип тягового электродвигателя ЭДТ-200Б ЭД-107А, ЭД-107 ЭД-108 ЭД-121АУ1
Тип тормоз него компрессора КГ6 КГ7 КГ7 КТбЭл
Тип выпрямительной установки - - - УВКТ-5
303
Приложение 3
Технические характеристики маневровых тепловозов
ПАРАМЕТРЫ Тепловозы
ТЭМ2 ТЭМ6 чмэз ТЭМ7
Осевая характеристика Зо-Зо Зо-Зо Зо-Зо 20+20-20+20
Мощность по дизелю. кВт 882 1100 994 1470
В продолжительном режиме: касательная мощность, кВт 630 725 714 980
сила тяги, кН 210 180 230 344/314*
скорость, км/ч 11 14.5 11.5 10.5/11.6*
Конструкционная скорость, км/ч 100 100 90 100
Минимальный радиус проходимых кривых, м 80 80 80 80
Сцепная масса, т 120 99 121 180/168*
Габаритные размеры, мм: длина по осям автосцепок 16970 16970 17220 21500
ширина 3080 3080 3150 3210
высота 4915 4437 5240 5280
Запасы, кг
ВОДЫ 1050 - 1100 850
топлива 5440 5440 5250 6000
масла 430 - 440 970
песка 2000 2000 850
К. п. д. тепловоза, % 27,8 - 27,5 -
Тип дизеля ПД1М 2-6Д49Т K6S310DR 2-2Д49
Тип генератора ГП-300Б ГП-319А TD-802 ГС-515У2
Тип тягового электродвигателя ЭДТ-118А ЭД-114Т ТЕ-006 эд-120АУ1
Тип тормозного компрессора КГ6 КГ7 К2лок.1 ПК-5,25
Тип выпрямительной установки - - - УВКГ-8У2
Аккумуляторная батарея 32ТН-450У2 - - 48ПМ50
304
Приложение 4
Технические характеристики опытных тепловозов
ПАРАМЕТРЫ Т епловозы
ТЭ136 2ТЭ126 ТЭ120 ТЭП80 ЧМЭ5
Осевая характеристика 2о+2о- 2(1-2о+2>- Зо-Зо 2о+2о- 2о+2о-2о+2о
2о+2п 2п+2п-11 2о+2о
Мощность по дизелю, кВт 4412 24412 2942 4412 1470
В продолжительном режиме: касательная мощность, кВт 3200 23340 2166 3260
сила тяги, кН 480 2-471 260 235 321,6
скорость, км/ч 24,6 25,6 30 50 -
Конструкционная скорость, км/ч 100 100 120 160 95
Минимальный радиус проходимых кривых, м 125 125 125 125 80
Диаметр колес, мм 1250 1250 1050 1220 1050
Сцепиая масса, т 200 2 230 132 180 168
Габаритные размеры, мм:
длина 24600 - 20670 24400 20220
ширина 3126 - 2950 - 3100
высота 5110 - 4600 - 4600
Габарит 1-Т 1-Т 1-Т 1-Т 02-ВМ
Запасы, кп
ВОДЫ 1420 - •
топлива 10000 6000 6000 -
масла 1380 - - - -
песка 3000 - - 800 -
К. п. д тепловоза, % 28 - - - -
Тип дизеля 1-Д49 16ЧН32/32 2А-5Д49 1-Д49 K8S310DR
Тип генератора А-716 - А-711 ГС-51972 -
Тип тягового электродвигателя ЭД-126 - ЭД900 ЭД-121 -
-УХЛ1 ВУХЛ
Тип торьюз кого компрессора ВУ7/10 - - - 4DK-200
20-395
Приложение 5
Технические характеристики электровозов постоянного тока
Электровозы
ПАРАМЕТРЫ ВЛ 10, ВЛИм ВЛ 15 ЧС6 ЧС200 ЧС2 ЧС2т ЧС7 ВЛ82м
Номинальное напряжение на токоприемнике, кВ 3 3 3 3 3 3Z25
Осевая х арактеристика 2(2 2* (2а-2й-2ц) 2(2^ Зь-Зв 2(2в-2^ 2(2^
Год начала по страйки 1961, 1964 1975 1979 1962 1972 1984 1974
КПД электровоза в 0 9 0,9* 0,84
продолжительном режиме с учетомвспамагетепьньтх машин 0,88 0,9 0,91 0,91 0,91
Коэффициент мощности - - - - - 0,85
Электрическое торможение Рекупер ат рекупер ат. реостат. нет реостат. реостат.
реостат.
Мощность часов ого режима на валах ТЭД, кВт 5360 9000 8400 4620 - 6040
Мощность продолжительного режима на валах ТЭД, кВт 4600 8400 - 4080 6160 6000
Сипа тяги часового режима на ободе колес, кН 395 675 221 217 485 - 427,2
Сипа тяги продолжительного режима на ободе колес, кН 320 - - 156 247 •
Скорость часового режима, км/ч 48,7 46 115.8 135,9 89 - 42,72
Скорость продолжительного режима, км<ч 51,2 - - 93 106 50,2
Конструкционная скорость, км/ч 100 100 190 220 160 160 110
Нагрузка от колесной перы на рельсы, кН 230 250 201 191,3 215 215 235
Разница нагрузки на рельсы между колесами одной оси, кН 5,0 4,9 4,9 4,9 4,9 5,0
Длина электровоза по осям автосцепки, м 32,84 - 33,08 18,92 34,04 32,84
Жесткая база тепежкц, м 3,0 3,0 3,2 4,6 3,2 3,0
Ширина кузова, м 3,16 3,16 3,1 3,1 3,1 3,16
Высота электровоза при опущенном токоприемнике, м 5,12 5,1 5,12 5,12 - 5,1
Тип тягов ого двигателя ТЛ-2К1 ТЛ-3 НБ-407Б
Число тяговьк двигателей 8 12 8 6 8 8
Подвешивание тягового двигателя Опорно-осевое опорно-осевое рамное рамное рамное опорно-осевое
Передача 2-х crop. 2-хстор. торсион. торсион. торсион. 2-х crop.
Косозуб. косозуб. вал вал вал косозуб.
У д епьная мощность эпектр ов оз а, кВ т/т 29,1 30 - 34,1 - 31
Передаточное число 88:23 88:23 79:38 75:42 19,75 1:1,733 88:21
Масса электровоза в рабочем 184 300 164 123 172 200
СОСТОЯНИИ, т 156 138
Приложение 6
Технические характеристики электровозов переменного тока
Электровозы
ПАРАМЕТРЫ ЧС8 Ю ЧС4т ВЛ60* ВЛбо" ЕШк ВЛВОс ВЛ80р ВЛ8Ог ВЛЗбф ВЛВ5
Номииалжое катфяжеяие на токапрсеипсикв ,кВ 25 25 25 25 25 25 25
Осевая характеристика 2(2о-2о) 3q-3q Зо-Зе 2(2о-2|)) 2(20-20) 2(2о-2 о-2 о) 2(2а-2,;-2а)
Год качала постройки 1987 1W 1973 1962 1Ш 1980 1979 1967 1985 1985
КПДэлежтрожозе. ж продолжительном режиме с учетом Еотомотете явных машин 0,88 0,88 0,84 0,84 0,84 - •
Коэф фициент тонкости 0,87 0J85 0,866 0J84 03>5
Э лекгриче ско е торможение Р4 0СТ4Т. шх иеостат. нет НйХ Беост^т. ваушрат. TJ40CT4T. режуп ерат. режуп ерат. «реостат.
Мовдкостьчасовото ре жима на валах ТЭД,кВт - 5100 4590 4750 6520 6520 11400 10000
Мопрсоста продолжите лвмаг о режима на халах ТЭП.кВг 7200 4920 4й72 4150 6160 6160 10800 9400
Сила тяги ч ас ового ре жима на ободе колес ,кН - 174 318^ 227 442 442 820 726
Сила тяги продолжите льног о режимана ободе колес .кН 241? 168 ш 188 400 400 780 660
Скорость часовот о режима, кмА 107Д 52 73 3 51,5 51/i - 49 J
Скорость продолжительного режима, км/ч Конструкционная скорость, хмА 106 180 109Д 160 Ш. 77 Д 100 110 53 6 ПО 53 6 110 НО 50 110
Нагрузка от юолеснсй пары на рельсы. кН 21476 205 210 230 235 235 250 240
Разница нагрузки на ре льсы междуко лесами одной оси.кН + 9 4,9 59 59 59 4Д>
Длина электровоза по осям автосцепкк,м 33 р 19 р8 20 9 3294 32 94 45 р 45 р
Жесткая база теле жки,м 2,95 М 4,6 39 39 3J0 2J85
Ширина жуз ова,м 3,1 3,273,1 3,21 3,16 3,16 3,16 3,16
Высота э лвктровоза при 5,2 5,24 3,1 5,1 5,1 5,1 5,1
опущением токоприемнике м 5,15
Тип ты оного двигателя НБ-412К НБ-4 18К6 НБ-418Кб НБ-607 НБ-514
Число тяговых двигателей 8 6 6 8 8 12 12
Подвешивание тягового рамное рамное опорно- опорно- опорно- опорно- опорно-
гшсгателя осевое осевое осевое осевое осевое
Передала торсион. торсион. 2-хстор. 2-хстор. 2-хстор. 2-хстор. 2-хстор.
san вал косозуб. юосозуб. косозуб. юосозуб. хюсогуб.
Уде льиаямашность электровоза .кЕтА • • 3U 34 3 • • 38 34 7
Передаточное чис лю Г.2,64 1:1,764 88 23 8830 88 21 88 21 8821 88 21
Масса электровоза в работ ем 176 Ш 138 192 192 289 288
СО стоянии, т 126
309
Приложение 7
Технические характеристики электровозов
ПАРАМЕТРЫ Электропоезда
ЭР2Т ЭР2Р ЭР200 ЭР9Т ЭР29 ЭР9Е ЭРЗО
Номинальное напряжение на токогриемнике, кВ 3 3 25 25 25
Род тока ПОСТОЯННЫЙ ПОСТОЯННЫЙ переменный переменный переменный
Г од начала постройки 1987 1982 1989 1987 1986 1984 1990
Составность Мощность часового режима (номинальная) навалах ТЭД, кВт 2Г-5М-ЗП 5640 4800 2Г-12М 10320 2Г-5М-ЗП 3640 2Г-6М-4П 2Г-5М-ЗП 6240 3640 2Г-6М-4П 6240
Скорость конструкционная V к, км/ч 130 200 100 130 130
Длина тормозного пути при Vk, 100 2100 - - -
У скор ение при пуск е и груженом поезда м/с? 0,72 0,4 0,72 0,76 0,72 0,8
Замедление при торможениц м/(? Длина кузова вагона по торцевым стенкаьд м 0,8 19,6 0,4 26 19,6 0,76 0,72 21,5 19,6 21,5
Ширина в агона, м 3,52 3,14 3,52 3,54 3,52 3,54
Высота вагона от головки рельса до полоза при опущенном токоприемнику м 5,48 5,48 5,48 5,48 5,48
Длина поезда по осям 242.1 372,4 201,8 264.9 264,9
автосцепки, м 201,8 201,8
Число дверей на каждой 2 2 2 7 2
стороне кузова вагона
Число мест для свдения в
вагоне: 110 56 по 116/107 116
моторном 107
прицепном головном 84 И - - -
Общее число мест для садения 1128 694 624 1312 1312
в поезде 1039
Масса тары вагона, т: моторном 57,85 57,7 57,85 61,5/59,5 60,5
прицепном 43,5 50 39 49/37 44,5
головном 41,55 37 46,3/37 43
Удельная материалоемкость, т/ед. 0,48 - 0,47 0,5/0,47 0,47
У д епьная знергоемк ость, кДж/твм 123,8 - 171,28 88,96 171,28
Тип тягового двигателя 1ДТ.003.1 1ДТ .001.3 1ДТ.005 1ДТ.12У1 -
Приложение 8
Технические характеристики дизель-поездов
ПАРАМЕТРЫ Дизель-поезда
ДР1А Д1
Тип передачи гидравлическая гидравлическая
Габарит 1-ВМ 1-ВМ
Мощность силовой установки, кВт 2*736 2-730
Конструкционная скорость, км/ч 120 120
Число вагонов:
моторных 2 2
прицепных 4 2
Число движущих осей в моторной 2 2
тележке
Диаметр новых колес по кругу катания, 950 950
ММ
Масса дизель-поезда, т.
в нагруженном состоянии (с пассажирами 352 -
с полным запасом топлива, воды, масла, песка 272 -
Нагрузка от колесной пары на рельс, кН: ведущий 202 170
поддерживающей моторного вагона 160 130
прицепного вагона 95 120
Масса вагона, т:
моторного 59 68
прицепного 37 37
Минимальный радиус проходимых кривых при скорости до 10 км/ч, м 100 100
Число мест для сидения в вагоне: моторном 68 72
прицепном 128 128
Длина по осям автосцепки, мм: дизель-поезда 154350 99080
моторного вагона 26012 25000
прицепного вагона 25582 24540
Максимальная высота кузова моторного вагона отго ловки рельса (без антенны). 4465 4796
ММ
Наибольшая ширина кузова по выступающим частям, мм 3210 3184
312
Список литературы
1. Калинин В.К. Электровозы и электропоезда. — М.: Транспорт, 1991.
2. ГуткинЛ.В., Ды мантЮ.Н., Иванов И.А. Электропоезд ЭР200. — М.: Транспорт, 1981.
3. Коломийченко В.В., Костина Н.А., Прохоре н ков В.Д., Беляев В.И. Автосцепное устройство железнодорожного подвижного состава. — М.: Транспорт, 1991.
4. Под ред.К у з ь м и ч а В . Д . Тепловозы. — М.: Транспорт, 1982.
5. Пойда А.А., Хуторянский Н.М., Кононов В . Е . Тепловозы. — Москва.: Транспорт, 1988.
6. Электровоз ВЛ НМ. Руководство по эксплуатации. — М.: Транспорт, 1994.
7. Жилин Г.А., Малинов М.С., Родов А.М., Сулимцев И.И., Шифрин М.Г. Пассажирский тепловоз ТЭП60. — М.: Транспорт, 1971.
8. Дубровский З.М., Попов В.И., Тушканов Б . А . Грузовые электровозы переменного тока. — М.: Транспорт, 1991.
9. Тепловоз ТЭП60 руководство по эксплуатации и обслуживанию. — М.: Транспорт, 1975.
10. Под ред. Иванова В.Н. Конструкция и динамика тепловозов. — М.: Транспорт, 1974.
11. Филонов С.П., Гибалов А.И., Никитин Е . А . и др. Тепловоз 2ТЭ116. — Москва.: Транспорт. 1996.
12. Цукало П.В., Просвирин Б. К. Справочник Эксплуатация электропоезда. — М.: Транспорт, 1994.
13. Цукало П.В., Ерошкин Н.Г. Электропоезда ЭР2 и ЭР2Р. — М.: Транспорт, 1986.
14. Михайленко А.А. Дизель — поезда типа ДР. — М.: Транспорт, 1990.
15. Палкин А.П., Лернер Б.М., Лебедев В.П.и др. Дизельные поезда. Устройство, эксплуатация, ремонт, устранение неисправностей. — М.: Транспорт, 1970.
16. Дубровский З.М., Лорман Л.М. Электровозы ВЛ60к, ВЛ60шк. — М.: Транспорт, 1993.
17. Электровоз ВЛ80с. Руководство по эксплуатации. — М.: Транспорт, 1982.
313
18. Тепловоз 2ТЭ10Л. Руководство по эксплуатации и обслуживанию. — М.: Транспорт, 1969.
29. Филонов С.П., Биденко В.И., Зиборов А . Е . и др. Тепловоз М62. — М.: Транспорт, 1977.
20. Филонов С.П., Зиборов А.Е., Разумейчик В . В . и др. Тепловоз 2М62. Экипажная часть, электрическое н вспомогательное оборудование. — М.: Транспорт, 1987.
21. Лебедев В.П., Лернер Б.М., Ковалев Н.П., Курятников А. А. Дизель — поезда. Устройство, ремонт и эксплуатация. — М.: Транспорт, 1982.
22. Дубровский З.М., Попов В.И., Тушканов Б . А . Справочник. Грузовые электровозы переменного тока. —М.: 1991.
23. Под ред.М еликджанова Г.С. Тепловоз ТЭМ7. — М.: Транспорт, 1989.
24. Пахомов Э.А. Механическое оборудование тепловозов. — М.: Транспорт, 1988.
314
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Виды ТПС
1.1. Виды ТПС, эксплуатируемые на железных дорогах России; их сравнительные технические и экономические характеристики.........................4
1.2. Основные эксплуатационные требования, предъявляемые к ТПС....................................10
2. Механическая часть
2.1. Рама и кузов. Назначение, классификация и условия работы.......................................15
2.2. Конструкция рам, кузовов и усилия, действующие на их элементы.............................16
2.3. Устройство опор рам и кузовов....................40
2.4. Автосцеп ное устройство. Назначение и классификация............................53
2.5. Конструкция и действие автосцепки СА-3...........57
2.6. Конструкция и действие поглощающих аппаратов.....70
2.7. Ходовая часть....................................75
2.7.1. Тележки. Назначение и условия работы...........75
2.7.2. Конструкция рам тележек........................89
2.7.3. Колесные пары. Назначение и классификация ....100
2.7.4. Буксы. Назначение и конструкция. Челюстные. Бесчелюстные................................1 18
2.7.5. Рессорное подвешивание. Назначение, классификация и схемы. Конструкция и характеристика элементов рессорного подвешивания. Понятие о жесткости и гибкости рессор. Гидравлические гасители колебаний..............................................133
2.7.6. Тяговый привод. Назначение и классификация. Конструкция опорно-осевого подвешивания тяговых электродвигателей. Система смазывания моторно-осевых подшипников.Конструкция опорно-рамного подвешивания тяговых электродвигателей.................158
315
3. Вспомогательное оборудование ТПС
3.1. Пневматические цепи. Назначение и классификация пневматических цепей ТПС. Воздушная система управления ТПС (токоприемниками, тифонами, песочницами, электроаппаратами, стеклоочистителями)..................180
3.2. Противопожарная система. Возможные причины возникновения пожара на ТПС.
Средства пожаротушения. Установка для тушения пожара. Принципиальная электрическая схема автоматической пожарной сигнализации..............208
3.3. Устройство вентиляционных воздухопроводов на тепловозах, электровозах, электро-и дизель-поездах.......................................217
3.4. Компоновка оборудования. Требования, предъявляемые к расположению оборудования и планировка
помещений ТПС. Примеры расположения и назначения оборудования на тепловозах, электровозах, электро и дизель-поездах..........................239
4. Гидравлические передачи
4.1. Принцип действия и классификация гидравлических передач. Гидромуфты и гидротрансформаторы. Конструкция гидравлических передач.
Схема управления .................................274
5. Новые серии ТПС
5.1. Основные направления в совершенствовании конструкции тягового подвижного состава.................284
5.2. Основные сведения об опытных единицах ТПС.........284
Список литературы.......................................31 3
Ю.И. Ветров, Т.В. Приставка
КОНСТРУКЦИЯ тягового ПОДВИЖНОГО СОСТАВА
Учебник
Компьютерная верстка Т.В. Ершова
И ПК Желдориздат
г. Москва, Басманный пер., д 6.
Формат 60x88‘/16. Печать офсетная. Бумага офсетная № 1.
Тираж 3000 экз. Объем 20 п.л. Заказ 395.
Отпечатано в Московской типографии «Транспечать»
107078, Москва, Каланчевский туп., д. 3/5