Люлечное подвешивание электровоза вл11.
(вторичное подвешивание)
Назначение:
- упруго передает вес кузова на раму тележки, являясь второй точкой рессорного подвешивания.
- выполняет роль противоотносного устройства, т.е. при колебаниях кузова возвращает его в среднее положение.
Люлечное подвешивание тяговые и тормозные усилия не передаёт.
Основные элементы: верхний узел "а", нижний узел "б" и стержень , упруго соединяющий оба узла.
Верхний узел расположен на раме тележки. Его основными элементами являются: кронштейн, приваренный к раме тележки, верхний шарнир, стакан с фланцем, пружина и упорная шайба .через которую стержень своим фланцем опирается на пружину. Нижний конец стержня проходит через отверстия элементов нижнего узла. Для регулировки высоты пружины между фланцем стакана и пружиной установлены регулировочные прокладки стакан запрессована втулка из марганцовистой стали, а на верхнюю часть стержня напрессована закаленная втулка. Для смазывания трущихся поверхностей втулок стержень и его втулка имеют смазочные каналы. Смазка, которой является жировой солидол, шприцуется через отверстие во фланце стержня, закрытое пробкой.
Нижний узел расположен на раме кузова: кронштейн, приваренный к раме кузова; балансир, закрепленный болтами к этому кронштейну; нижний шарнир, гайка, навернутая на конец стержня и зафиксированная шплинтом. На случай излома подвески элементы нижнего узла имеют предохранительные скобы и страховочный тросик. Шарниры обоих узлов обеспечивают колебания стержня во всех направлениях. Устроены одинаково и состоят из двух опор,и прокладок, расположенных между ними. Опоры имеют кулачки (закругленные выступы) ,а прокладки снизу и сверху - перпендикулярно расположенные, углубления по радиусу кулачков .
Для ограничения вертикальных и горизонтальных колебаний кузова люлечное подвешивание имеет вертикальный и горизонтальный ограничители (упоры). Горизонтальный упор имеет пружину (мягкий упор), а вертикальный - резину (жесткий упор). Зазор между горизонтальным упором и рамой тележки 15+3мм, а между вертикальным упором - 25+/-5мм. Величина зазоров устанавливается регулировочными прокладками упоров.
Стержень подвешивания расположен под углом 110 25 мин, поэтому под этим же углом передается вес кузова по стержню. Горизонтальные составляющие этой силы обоих люлечных подвешиваний и возвращают кузов в среднее положение при его отклонениях от этого положения.
Усилие от веса кузова на раму тележки передается по схеме: кронштейн рамы кузова, балансир, нижний шарнир, гайка, стержень, упорная шайба, пружина, фланец стакана, верхний шарнир, кронштейн рамы тележки.
Браковочные размеры в эксплуатации:
- выработка стержня в верхнем шарнире более 5 мм;
- зазор (Б) между рамой тележки и горизонтальным упором менее 15 мм;
- зазор (А) между рамой тележки и вертикальным упором менее 17 мм;
- высота пружины в свободном состоянии менее 365 мм;
ЛЮЛЕЧНОЕ ПОДВЕШИВАНИЕ ЭЛЕКТРОВОЗА ЧС-2.
(вторичное подвешивание)
Назначение его такое же, как и у электровоза ВЛ11. Расположено напротив средней колесной пары на раме тележки с обеих сторон.
Основные элементы: две боковых опоры кузова, четыре кронштейна, две листовых рессоры, трубчатая фасонная поперечная балка с кронштейнами, четыре люлечных "П"-образных подвески, четыре щеки (обоймы), валики, втулки и предохранительные скобы .
Боковая опора кузова Боковая шаровая опора своей цилиндрической частью запрессована во фланец, приваренный к продольной балке рамы кузова. Нижняя шаровая часть опоры опирается на скользун, помещенный в масленную ванну. Ванна закреплена на хомуте листовой рессоры люлечного подвешивания. К днищу ванны приварена закаленная стальная пластина, а к боковым стенкам - пластины из марганцовистой стали. Между опорой и ее втулкой установлена дистанционная прокладка
Подбором ее толщины регулируют зазор между рамами тележек и кузова (30 – 36 мм) при просадке рессор люлечного подвешивания. Масленая ванна закрыта кожаными мехами, которые крепят болтами к фланцу и хомутом к масленой ванне.
Листовая рессора. Верхний коренной лист по концам имеет закругления под валики для крепления рессоры к щекам, закрепленным на подвесках. Верхняя часть хомута обработана для установки масленой ванны, а одна из боковых сторон - для крепления кронштейна фасонной поперечной балки при помощи болтов. Для исключения сдвига листов рессоры в продольном направлении при работе скользуна, кронштейн люлечного подвешивания с каждой стороны тележки через палец, поводок, валик и вилку соединен с корпусом масленой ванны.
Трубчатая фасонная поперечная балка жестко связывает люлечные рессоры обеих сторон тележек. Представляет из себя трубу с кронштейнами, закрепленными к хомутам этих рессор. Подвешивается к раме тележки при помощи спиральных пружин. Имеет предохранительные скобы.
Крепление подвесок. К продольным балкам тележки с каждой стороны болтами и шпильками закреплены два кронштейна и, имеющие отверстия со втулками. В них закреплены валики. На концах валиков расположены шайбы (камни) имеющие углубления. В этих углублениях располагаются верхние концы "П"-образных подвесок и. К низу подвесок при помощи болтов закреплены щеки, а к ним при помощи валиков - верхний коренной лист листовой рессоры .
Сила от веса кузова передается по схеме: шаровые опоры кузова, скользуны, листовые рессоры, щеки, люлечные подвески, камни, валики, кронштейны, рама тележки.
При движении электровоза по прямому участку пути подвески обоих сторон кузова располагаются симметрично относительно вертикали. Продольные оси кузова и тележек совпадают. Горизонтальные составляющие силы Р1 и Р2 от силы веса кузова равны.
При любом смещении осей кузова и тележек, ( вход в кривую, боковой ветер), подвески одной стороны занимают положение близкое к вертикали, а подвески, расположенные с другой стороны, наклоняются еще больше. Равновесие сил Р1 и Р2 нарушается. Сила Р2 становится больше силы Р1. Под действием этой силы фасонная балка с листовыми рессорами и опирающимся на них кузовом отклоняются и восстанавливают прежнее положение кузова.
При прогибе листовых рессор люлечного подвешивания кузов приближается к раме, (шкворень скользит внутри шара шаровой связи), но это перемещение ограничено зазором 30-36 мм (устанавливается прокладками в боковых опорах) и упорами на раме тележки.
СИСТЕМА ПЕСКОПОДАЧИ.
Служит для подачи песка под колесные пары с целью улучшения сцепления их с рельсами.
СИСТЕМА ПЕСКОПОДАЧИ ЭЛЕКТРОВОЗА ВЛ11.
Система пескоподачи обеспечивает подачу песка под все колесные пары или только под первую по ходу колесную пару.
Основные элементы: в каждой секции бункеров с песком общим объемом два кубических метра, форсунок и песочных труб, пневматического клапана типа КЭП-51 для подачи песка под первую по ходу колесную пару, два электропневматических клапана типа КП-39 для подачи песка под все колесные пары и переключательный клапан усл.№ ЗПК.
Переключательный клапан служит для переключения подачи сжатого воздуха к форсункам первой по ходу колесной пары от пневматического клапана к электропневматическому клапану и наоборот.
Действие системы пескоподачи.
Для подачи песка под первую по ходу колесную пару нажимается рукоятка пневматического клапана и сжатый воздух из питательной магистрали через кран П1 и его открытый впускной клапан, переключив переключательный клапан, поступает только к форсункам первой по ходу колесной пары.
Для подачи песка под все колесные пары нажимается кнопка «Песок». В зависимости от направления движения, а значит от положения реверсора, получают питание катушки вентилей электропневматических клапанов двух секций: на первой по ходу секции через блокировку "Вперед" реверсора катушка клапана , а на задней - через блокировку "Назад" катушка клапана..
У электропневматических клапанов открываются впускные клапаны и сжатый воздух из питательной магистрали через краны П2 (ПЗ) поступает к форсункам 1, 3, 5 и 7 или к 8, 6, 4 и 2 колесных пар. При его поступлении к форсунке 1(8) колесной паре переключательные клапаны переключаются в обратное положение.
ДЕЙСТВИЕ ФОРСУНКИ.
Сжатый воздух из питательной магистрали подается через штуцер 6 в воздушную камеру “а” форсунки (Рис.87). Из камеры “а” он поступает:
- по косому каналу в камеру "б", наполненную песком из бункера через горловину 9, взрыхляет его и перебрасывает через порог в горловину 11.
- через отверстие в сопле 2, а также через осевое отверстие болта 3 и кольцевую камеру вокруг сопла в горловину 11, где подхватывает песок
и гонит его по песочной трубе.
Пробка 7 служит для прочистки косого канала и регулировки положения сопла. Болт 4 служит для регулировки количества песка, выбрасываемого из трубы в одну минуту.
Болт 3 служит для регулировки скорости истечения песка. Крышка 10 для удаления песка из бункера, а также для удаления из форсунки мокрого песка или содержащего посторонние примеси.
Нормы подачи песка: под 1 колесную пару 1.5кг/мин, под остальные - 0.9кг/мин.
Примечания:
- требования к песку: содержание кварца 70-90%.Размер зерен 0,1-1,0 мм. Влажность не более 0,5%;
расположение песочный трубы: конец песочной трубы должен находится на расстоянии 30-50 мм от головки рельса, 15-35 мм от бандажа и должен быть направлен в точку касания колеса с рельсом.
- крепление и положение песочных труб относительно круга катания бандажей колесных пар. Наконечники труб должны отстоять от головки рельса на 30-50 мм, а от бандажа колесной пары на 15-35мм и направлены в точку касания колеса с рельсом.
Рис.86.Форсунка.
ПОНЯТИЕ О КОММУТАЦИИ.
Коммутацией называется процесс изменения направления тока в секциях обмотки якоря при переходе их из одной параллельной ветви обмотки якоря в другую.
Она необходима для сохранения постоянным направления тока в секциях обмотки якоря при прохождении ими под каждым из главных полюсов. Это, в свою очередь, сохраняет постоянным направление электромагнитных сил, создающих вращающий момент.
Процесс коммутации разделяется на три стадии (рис. 6):
1 - со щёткой соприкасается первая коллекторная пластина коллектора. Часть тока 2Iя обмотки якоря величиной Iя протекает по коммутируемой секции (проводники 1-4) и проводник 3 в правую параллельную ветвь обмотки якоря, а вторая половина – по проводнику 2 в левую параллельную ветвь этой обмотки.
2 - со щёткой соприкасаются 1 и 2 коллекторные пластины коллектора. Половина тока обмотки якоря величиной Iя протекает по проводникам обмотки якоря 2 и 3, соответственно, в левую и в правую ветвь обмотки. По коммутированной секции, в идеальном случае, ток не проходит.
3 - со щёткой соприкасается только 2 коллекторная пластина коллектора. Теперь половина тока обмотки якоря величиной Iя протекает по коммутируемой секции по проводнику 2 в левую параллельную ветвь обмотки якоря, т.е. коммутируемая секция перешла из правой параллельной ветви обмотки якоря в левую и в ней направление тока изменилось на противоположное.
Характерной является вторая стадия. Процесс коммутации начинается в момент соприкосновения со щёткой первой коллекторной пластины и заканчивается в момент схода с неё второй коллекторной пластины и происходит за время Тк = 0,001 – 0,0001 сек. За это время на этой стадии коммутации происходит следующее:
· в коммутируемой секции ток спадает до нуля, а затем в момент схода щётки с первой пластины, в конце этой стадии, изменяет свое направление, Поэтому в этой секции, из-за изменения направления тока, индуцируется э.д.с. самоиндукции. Кроме того, щётка соединяет более двух пластин и в коммутации участвует несколько секций. Изменение направления тока в них, а значит и магнитного потока, приводит к появлению в этих секциях э.д.с. взаимоиндукции. Сумма этих двух э.д.с. и составляет реактивную э.д.с. ер, которая наводит в коммутируемой секции добавочный ток коммутации Iк. Величина этого тока выражается формулой:
ер
Iк = ¾
rк
где: ер – реактивная э.д.с.; rк – сопротивление коммутируемой секции.
· величина тока коммутации Iк большая по причине того, что незначительно сопротивление коммутируемой секции, и большая величина реактивной э.д.с. Её составляющие э.д.с. самоиндукции и э.д.с. взаимоиндукции большие по величине из-за большой скорости изменения направления тока, так как время коммутации незначительно:
· направление тока коммутации Iк такое же, как и начале коммутации так как реактивная э.д.с. препятствует изменению направления тока;
Исходя из того, что между коллекторными пластинами и краями щётки проходят два различных тока и, учитывая направление тока коммутации, можно сделать вывод:
величина тока между щёткой (сбегающий её край) и 1- ой коллекторной пластиной будет равна: I1 = Iя+Iк (плотность тока повышенная);
величина тока между щёткой (набегающий её край) и 2-ой коллекторной пластиной будет равна: I2=Iя- Iк ( плотность тока пониженная).
При сходе со щётки первой коллекторной пластины между её сбегающим краем и пластиной, из-за повышенной плотности тока, возникает искрение. При соответствующих условиях оно может превратиться в дуговой разряд, а затем и в круговой огонь.
КЛАССЫ КОММУТАЦИИ.
1-искрение отсутствует. Тёмная коммутация.
1¼ -слабое точечное искрение под небольшим краем щётки.
½ - слабое точечное искрение под большим краем щётки.
2- искрение под всем краем щётки.
3- искрение под всем краем щётки и наличие крупных вылетающих искр.
Классы 3 и 3 не допустимы.
ПУТИ УЛУЧЩЕНИЯ КОММУТАЦИИ.
Существуют два пути улучшения коммутации. Первый путь это уменьшение величины тока коммутации, а второй – компенсирование реактивной э.д.с. в коммутируемой секции.
Уменьшение тока коммутации выполняется следующим образом:
· увеличением сопротивления коммутируемой секции: применение графитированных щёток с повышенным внутренним сопротивлением, применение разрезных щёток, наличие политуры на рабочей поверхности коллектора;
· уменьшением реактивной э.д.с. путем уменьшения индуктивности обмотки якоря: неглубокие пазы в сердечнике якоря для катушек его обмотки (4,5 – 5 см), применение одновитковых секций, уменьшение длины секций, укорачивание шагов обмотки якоря, выравнивание индуктивности катушки обмотки якоря путём укладки одной её стороны на дно одного паза сердечника, а другой стороны – сверху другого паза, уменьшение толщины щетки (уменьшается э.д.с. взаимоиндукции).
Компенсирование реактивной э.д.с. в коммутируемой секции.
Для этой цели на геометрической нейтрали, устанавливают дополнительные полюсы, т.е. там, где располагается коммутируемая секция. Их магнитный поток в этой зоне направлен против магнитного потока якоря, что приводит к тому, что магнитный поток якоря в этой зоне полностью компенсируется и в коммутируемой секции не индуцируется э.д.с. вращения. Кроме того, магнитный поток этих полюсов индуцирует в коммутируемой секции компенсирующую э.д.с. ек, направленную против реактивной э.д.с. ер. Поэтому ток коммутации практически становится равным нулю.
Для того, чтобы магнитный поток дополнительных полюсов был направлен точно в зону коммутации сердечники выполняются узкими. Для исключения рассеивания их магнитного потока на остов и на соседние главные полюсы между остовом и сердечниками устанавливают диамагнитные прокладки и катушки крепят к сердечникам при помощи диамагнитных угольников. Диамагнитные прокладки, кроме того, исключают насыщение сердечников магнитным потоком главных полюсов.
Автоматическое действие обмотки данных полюсов достигнуто последовательным их соединением
с обмоткой якоря. При увеличении тока в обмотке якоря, увеличивается реактивная э.д.с в коммутируемой секции на эту же величину увеличивается ток в обмотке дополнительных полюсов и э.д.с., индуцируемая этими полюсами в этой секции.
РЕАКЦИЯ ЯКОРЯ.
Воздействие магнитного поля якоря на магнитное поле главных полюсов называется реакцией якоря.
Её происхождение объясняется следующим образом (рис.7):
· при протекании тока только по обмотке возбуждения создаётся магнитное поле главных полюсов. Оно распределяется симметрично продольной оси машины, поэтому его называют продольным;
· при протекании тока только по обмотке якоря, создаётся магнитное поле якоря. Оно направлено поперёк оси полюсов и его называют поперечным.
· на самом же деле при работе электрической машины ток протекает, как по обмотке возбуждения, так и по обмотке якоря. Это приводит к тому, что магнитное поле якоря накладывается на магнитное поле главных полюсов и результате образуется результирующее магнитное поле главных полюсов.
Оно распределяется в основном по краям полюсов. Например, по северному полюсу оно распределяется следующим образом. Под его правым краем усиленное, так как магнитные силовые линии поля возбуждения и поля якоря направлены согласованно. Под левым краем – магнитное поле ослабленное, так как магнитные силовые линии поля якоря направлены встречно таким же линиям поля главных полюсов. Магнитное поле по краям южного полюса распределяется наоборот.
Таким образом, результирующее магнитное поле главных полюсов получилось искаженным и несимметричным. Из-за этого, что физическая нейтраль сместилась относительно геометрической на некоторый угол b (у двигателей против вращения).
Примечание: геометрическая нейтраль это условная линия, перпендикулярная оси главных полюсов. Физическая нейтраль это условная линия, перпендикулярная оси магнитного поля возбуждения, соединяющая точки окружности якоря с индукцией равной нулю.
ВРЕДНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ РЕАКЦИИ ЯКОРЯ.
Вредные последствия реакции якоря заключаются в следующем:
· из-за смещения физической нейтрали проводники коммутируемой секции, находящиеся на геометрической нейтрали, оказались под воздействием искаженного магнитного поля главных полюсов. В них, кроме реактивной э.д.с., индуцировалась э.д.с. вращения. Это привело к увеличению тока коммутации, а значит и к ухудшению коммутации;
· результирующее магнитное поле полюсов, по сравнению с собственным полем, получилось несколько ослабленным: уменьшение магнитного потока под одним краем полюса происходит в большей степени, чем увеличение его под другим краем полюса;
· при вращении якоря напряжение между коллекторными пластинами секций, которые проходят под краем полюсов с усиленным полем, увеличивается. Под крем с ослабленным полем – уменьшается. Поскольку напряжение увеличивается в 2-2,5 раза против расчётного межламельного напряжения, коммутация резко ухудшается и создаются условия для образования кругового огня.
МЕРЫ, УМЕНЬШАЮЩИЕ ВРЕДНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ РЕАКЦИИ ЯКОРЯ.
Меры, уменьшающие вредные последствия реакции якоря, заключаются в следующем:
· увеличение воздушного зазора между якорем и полюсами до оптимальной величины. Для электродвигате- ля типа ТЛ-2К1 расстояние межу якорем и главными полюсами равно 4,5 мм, а между якорем и дополнительными полюсами 7 мм;
· применение специальной формы воздушного зазора или формы листов сердечников главных полюсов, затрудняющих проникновение магнитного потока якоря в сердечники главных полюсов (рис.8);
Рис.8. Меры, уменьшающие реакцию якоря, у тяговых электродвигателей
без компенсационной обмотки:
увеличение воздушного зазора по краям сердечника главных полюсов (а); применение полюсных наконечников сердечника в виде рога (б); применение гребенки: один полюсной наконечник сердечника листа срезается в длину 100 мм и высоту 12 мм и сердечник набирается чередованием наконечников специальной формы (тяговый электродвигатель типа ДПЭ-400 у электровоза ВЛ22) (в); применение полюсных наконечников специальной формы (тяговый электродвигатель НБ- 412 у электровоза ВЛ22) (г).
· наиболее эффективной мерой является применение компенсационной обмотки. Она укладывается в пазы на полюсной дуге сердечников главных полюсов и создает магнитное поле, направленное против магнитного поля якоря. Поэтому реакция якоря (искажение магнитного поля главных полюсов) под главным полюсом полностью компенсируется. Для автоматического действия этой обмотки она соединяется последовательно с обмоткой якоря. При увеличении тока в обмотке якоря, увеличивается его магнитный поток и на эту же величину увеличивается ток и магнитный поток компенсационной обмотки.
КРУГОВОЙ ОГОНЬ НА КОЛЛЕКТОРЕ.
Круговой огонь это мощная электрическая дуга возникающая на коллекторе при соответствующих условиях механического и электрического характера. Эти причины вызывают искрение, преходящее в дуговой разряд, а затем и в круговой огонь.
Причинами механического характера, вызывающими круговой огонь являются:
· неправильно настроенная коммутация на заводе-изготовителе или в депо после ТО или ТР неправильно установлена траверса;
· заволакивание межламельного пространства медью коллекторных пластин или неправильно снятые фаски с коллекторных пластин, что затрудняет выдувание щёточной пыли.
· грязный коллектор, миканитовый (изоляционный) конус, изоляторы кронштейнов, выступание миканитовых пластин коллектора;
· неправильно установлены щёткодержатели относительно коллектора;
· перекос или тугое перемещение щёток в щёткодержателе из-за неправильно выполненных зазоров;
· неправильно отрегулировано давление на щётки, непросушенные щётки или не притёртые к коллектору;
· установка щёток различных марок;
· выработка коллектора или его биение выше нормы.
Причины электрического характера:
· увеличение межламельного напряжения на коллекторе, происходящее в двух случаях. Первый случай - боксование в режиме тяги: увеличивается частота вращения якоря, противо-э.д.с., напряжение на всём коллекторе, а значит и межламельное напряжение. Второй - рекуперативное торможение, когда напряжение в контактной сети возрастает до величины 4000 В, особенно на П соединении тяговых электродвигателей, или в обоих режимах броски напряжения в контактной сети;
· увеличение реакции якоря приводящее к неравномерному распределению межламельного напряжения по окружности коллектора. Её увеличение может иметь место в режиме рекуперативного торможения из-за неправильно установленного соотношении Iя / Iв (более 2,3 на П и более 4 на СП соединении тяговых электродвигателей) или же в режиме тяги при глубоком ослаблении возбуждения: параллельное соединение тяговых двигателей с применением позиций ОП3 и ОП4 тормозной рукоятки контроллера машиниста.
При увеличении межламельного напряжения до 34-36 В, да ещё при наличии причин механического характера, возникшее искрение переходит в дуговой разряд. Воздух вокруг дуги ионизируются, то есть становится токопроводящим. В зависимости от состояния коллекторно-щёточного узла, его чистоты и влажности воздуха дуга соединяет коллекторные пластины между плюсовыми и минусовыми щёткодержателями (чистый коллектор, конус, сухой воздух) или коллекторные пластины всего коллектора (круговой огонь) при грязном коллекторе, конусе и влажном воздухе. В этом случае воздух уже ионизируется уже вокруг всего коллектора и дуга перебрасывается на остов или сердечники полюсов.
Последствия кругового огня: оплавление меди по петушкам, по концам ламелей, почернение коллектор, обгар изоляционного (миканитового) конуса и повреждение глазури изоляторов кронштейнов
щёткодержателей.
Меры, исключающие образование кругового огня: правильно настроенная коммутация, пра-
вильное содержание коллекторно-щёточного узла и правильная эксплуатация.
ТЯГОВЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ ЭЛЕКТРОВОЗОВ ВЛ11 И ВЛ11М ТИПА ТЛ-2К1.
Технические данные.
Часовой режим. Длительный режим.
Ток, А…………………………………….480 Ток, А……………………………410
Мощность, кВт………………………….670 Мощность, кВт………………...575
Частота вращения, Частота вращения,
об/мин………………………………….790 об/мин…………………………..830
К.п.д…………………………………….0,931 К.п.д…………………………….0,936
Напряжение на коллекторе, В…………………………………………….1500
Наибльшая частота вращения
при среднеизношеных бандажах, об/мин. …………………………… 1690
Класс изоляции по нагревостойкости:
обмотки якоря ………………………………………………………………. В
полюсной системы ………………………………………………………… F
Передаточное число …………………………………………………….. . 88/23
Сопротивление обмоток при температуре 200С, Ом:
главных полюсов ………………………………………………………… 0,025
дополнительных полюсов, компенсационной обмотки и якоря …. 0,0356
Количество вентилирующего воздуха, м3 /мин.
не менее……………………………………………………………………..…95
Масса без шестерен, кг…...………………………………………………...5000
Максимальная частота вращения, об/мин……………………………… ..1690
Технические характеристики электродвигателя ЭДП810.
часовой длительный
Ток А 580 540
Мощность кВт 810 755
Частота вращения об/мин 750 770
Кпд % 93,1 93,3
Напряжение на коллекторе В 1500
Наибольшая частота вращения об/мин 1800
Класс изоляции якорь Н
полюсная система Н
Количество вентил. Воздуха м3/с 1,25
Масса кг. 5000
Ток якоря при трогании А 900
Ток возбуждения при трогании А 800
Основные элементы: остов, два подшипниковых щита, шесть главных, шесть дополнительных полюсов, якорь и щеточный узел.
Остов. Остов служит для размещения основных элементов тягового электродвигателя и является магнитопроводом. Он имеет две горловины под подшипниковые щиты, верхний и нижних коллекторных люка, вентиляционный люк для подвода охлаждающего воздуха, люк с кожухом для его выброса, кожух для ликвидации давления воздуха в остове. Два прилива под буксы моторно-осевых подшипников, четыре прилива для транспортировки и четыре кронштейна для крепления кожухов зубчатой передачи. Сзади - два предохранительных носика на случай обрыва маятниковой подвески электродвигателя и площадку для крепления её кронштейна.
Подшипниковые щиты. Подшипниковые щиты служат для размещения моторно-якорных подшипников вала якоря, то есть для его центровки и сохранения запаса смазки. Они запрессовываются в горловины остова нагретые индукционным нагревателем до температуры 100 – 150 градусов. Для выпрессовки щиты имеют резьбовые отверстия. На концы вала якоря и в отверстия щитов запрессовываются детали подшипниковых узлов.
На каждый конец вала якоря напрессовываются заднее упорное кольцо, внутреннее кольцо якорного подшипника переднее и переднее упорное кольцо. В центральное отверстие каждого щита запрессовывается наружное кольцо подшипника с роликами и сепаратором. Оно фиксируется передней и задней крышками с лабиринтами, которые соединяются между собой и со щитом при помощи гаек со шпильками. Подшипниковый щит с передней и задней крышками образует подшипниковую камеру.
На переднее упорное кольцо напрессовывается лабиринтовое кольцо. Подшипники имеют на внутренних кольцах один бурт и обеспечивают разбег якоря в остове в пределах 6.3-8 мм, который обеспечивает выравнивание нагрузок между левой и правой зубчатыми передачами. При сборке подшипников подшипниковые камеры заполняются смазкой ЖРО в количестве 1,5 кг. При необходимости на ТР через трубку в подшипниковом щите прослушивают работу моторно-якорных подшипников и добавляют по 150-170 гр. смазки ЖРО.
Главные полюсы. Главные полюсы служат для создания основного магнитного потока тягового
электродвигателя. Главный полюс состоит из сердечника и катушки. Сердечник шихтованный, то есть набран из листов электротехнической стали толщиной 0, 5 мм покрытых лаком и склепанных трубчатыми заклепками. Шихтованный сердечник уменьшает вихревые токи, что уменьшает нагрев сердечников. В два прямоугольных отверстия сердечника запрессовываются сплошные стальные стержни с резьбой под четыре полюсных болта. Головки болтов, крепящие верхние полюсы, заливаются компаундной массой. В полюсной дуге сердечника проштамповывается 10 пазов для укладки витков компенсационной обмотки. Катушка главного полюса намотана из шинной меди на широкое ребро и имеет 19 витков. К началу и к концу катушки припаяны гибкие выводы из медного, многожильного и изолированного провода сечением 95 мм с наконечниками. Изоляция катушки межвитковая, корпусная и покровная класса F. Для исключения повреждения изоляции катушки, во время сборки, между ней и сердечником устанавливается металлический флянец. При монтаже полюса между его сердечником и остовом устанавливается стальная прокладка толщиной 0, 5 мм.
Катушки шести полюсов соединяются между собой последовательно и образуют обмотку главных полюсов ( обмотку возбуждения), которая имеет выводы из остова с маркировкой и К и КК. Выводы выполняются из медного, многожильного и изолированного провода сечением 120 мм 2 и защищаются брезентовыми чехлами.
Дополнительные плюсы (добавочные полюсы). Дополнительные полюсы служат для улучшения коммутации. Дополнительный полюс состоит из сплошного, стального сердечника и катушки. Сердечник сплошной, так как индукция под полюсом мала и вихревые токи незначительны, Катушка дополнительного полюса намотана из шинной меди и имеет 10 витков. Межвитковая, корпусная и покровная изоляции класса F. Выводы катушек этих полюсов изготавливаются в двух вариантах. При первом варианте один вывод гибкий из изолированного провода сечением 95 мм, а второй – жесткий и изготовлен из листовой меди сечением 6 ´ 20 мм. При втором варианте оба вывода гибкие, Один изготовлен из медного, многожильного и изолированного провода сечением 95мм2 , а второй - из медной плетенки ПШ. Эта конструкция выводов более надежна, поэтому в настоящее время только она и применяется.
Катушка крепится на сердечнике при помощи бронзовых угольников, приклёпанных к сердечнику, а сердечник к остову – через латунную (диамагнитную) прокладку толщиной 8 мм. Так же, как и у главных полюсов, между катушкой и сердечником устанавливается стальной фланец.
Катушки шести полюсов соединяются последовательно и образуют обмотку дополнительных полюсов, соединённую последовательно с обмоткой якоря.
Компенсационная обмотка. Компенсационная обмотка служит для полной компенсации реак-ции якоря под каждым из главных полюсов. Катушка обмотки намотана из мягкой медной шинки. Она имеет 10 изолированных витков. Каждые два витка изолированы вместе, поэтому готовая катушка имеет 5 двойных витков. Затем эти витки покрываются корпусной и покровной
изоляцией класса F. Одна сторона катушки укладывается в пазы полюсной дуги сердечника одного полюса, а другая – в пазы полюсной дуги сердечник соседнего полюса. и каждый её двойной виток крепится текстолитовыми клиньями.
Примечание: При укладке всей катушки в сердечник одного полюса, из-за различного направления тока в каждой из пяти сторон катушки, она не будет иметь магнитного потока.
Катушки шести полюсов обмотки соединяются последовательно и образуют компенсационную обмотку, соединённую последовательно с обмоткой якоря.
Якорь. Якорь служит для создания магнитного потока который, взаимодействуя с магнитным потоком главных полюсов создает вращающий момент тягового электродвигателя.
Основные элементы якоря: вал 8, втулка 4, сердечник 5, обмотка 6, коллектор (1,3) , и задняя нажимная шайба. Служит для напрессовки элементов якоря и шестерён зубчатой передачи.
Втулка барабанного типа . Служит для напрессовки задней нажимной шайбы, сердечника якоря, крепления обмотки якоря и напрессовки коллектора. Состоит из цилиндрической части и барабана. Барабан втулки с торцов имеет круглые вентиляционные отверстия, а внутри – ребра жёсткости с продолговатыми вентиляционными отверстиями.
Сердечник 5 набран из листов электротехнической стали толщиной 0,5мм. Имеет по окружности 75 пазов под катушки обмотки якоря. Один ряд вентиляционных отверстий и центральное отверстие под барабан втулки. Сердечник напрессовывается на барабан втулки по шпонке и фиксируется на нём задней нажимной шайбой 7 и корпусом 3 коллектора. Задняя нажимная шайба по шпонке напрессовывается на барабан втулки, а коллектор – на цилиндрическую часть втулки также по шпонке. Корпус 3 коллектора выполняет роль передней нажимной шайбы.
Обмотка якоря петлевая. Состоит из 75 катушек, в каждой из них 7 секций. В секции два, вертикально расположенных, проводника. Обмотка имеет 25 уравнительных соединений по три проводника в каждом, то есть всего 75 проводников Шаг секций по коллектору 1-2, шаг катушек по пазам 1-13, шаг уравнительных проводников по коллектору 1-176. Форма катушки обмотки якоря изображена на рисунке 22,а. Катуша имеет пазовую часть и две лобовых части.
При сборке якоря пазовая часть катушки укладывается в пазы сердечника якоря, передняя лобовая
часть на корпус коллектора, а задняя – на заднюю нажимную шайбу. Межвитковая изоляция проводников и секций, корпусная и покровная изоляция катушек класса В. Катушки обмотки якоря в пазовой части закреплены текстолитовыми клиньями, а в лобовых частях – с натягом обматываются стеклобандажной лентой.
Коллектор. Коллектор осуществляет коммутацию, то есть сохраняет постоянным направление тока в секциях обмотки якоря под каждым из главных полюсов.
Коллектор состоит из корпуса 4 и нажимного конуса 6, изготовленных отливкой из стали. Между ними располагаются 525, легированных серебром, медных коллекторных пластин 1 и между ними - столько же миканитовых пластин. Пластины изолируются от корпуса и конуса с боков миканитовыми манжетами (конусами) 7 и 3, а снизу - миканитовым цилиндром 2. Корпус и нажимной конус соединяются между собой болтами 5. Выступающая часть миканитовой манжеты 7, расположенной на нажимном конусе, с натягом бандажируется стеклобандажной лентой. Последний слой этой ленты покрывается электроизоляционной эмалью НЦ-929 или ГФ-92ХС до получения ровной, глянцевой поверхности. Эта часть коллектора называется изоляционной или миканитовый конус. Собранный коллектор напрессовывается по шпонке на цилиндрическую часть втулки якоря, устанавливается маслоотбойное кольцо 9 и закручивается корончатая гайка 10.
Нижняя часть коллекторных пластины имеют форму ”ласточкина хвоста”, обеспечивающая их надёжное крепление между корпусом коллектора и нажимным конусом (рис.24). В верхней части они имеют выступы, называемые ”петушками”. В их прорези, при сборке якоря, впаиваются секции катушки обмотки якоря и её уравнительные соединения. Для облегчения веса коллектора, что уменьшает центробежные силы, и для снятия напряжений, возникающих при нагревании коллектора, в них просверливаются отверстия. С обеих сторон коллекторной пластины снимаются фаски размером 0,2 мм ´ 45о и на 1,5+/- 0,1мм углубляются (продораживаютя) миканитовые пластины.
Щёточный узел. Щёточный узел служит для подвода тока через коллектор к обмотке якоря.
Основные элементы щёточного узла: поворотная траверса 1, пальцы кронштейнов 2 с изоляторами, щёткодержатели 4 и щётки.
Траверса служит для крепления щёточного аппарата и для настройки коммутации. Изготовлена в
виде стального разрезного кольца с зубьями по наружной окружности. В разрезе имеет разжимное устройство, которое служит для сжатия траверсы перед её поворотом и разжатия её в подшипниковом щите после его окончания. Зубья траверсы входят в зацепление с зубьями поворотной шестерни 6, которая закреплена при помощи валика около нижнего коллекторного люка. Его квадратный конец, выполненный под ключ-трещётку, выходит наружу остова. В подшипниковом щите положение траверсы зафиксировано фиксатором 5, расположенного около вер