Предмет: Устройство электровоза.

Профессия: Машинист электровоза.

 

 

 

Омск 2011.

 

Механическое оборудование грузового электровоза 2ЭС6.

Механическая часть предназначена для реализации тяговых и тормозных усилий, развиваемых электровозом, размещения электрического и пневматического оборудования, обеспечения заданного уровня комфорта, удобных и безопасных условий работы локомотивных бригад.

Механическая (экипажная) часть электровоза состоит из двух секций соединенных между собой автосцепкой. Каждая секция включает в себя две двухосные тележки и кузов, связанных между собой наклонными тягами, рессорным пружинным подвешиванием типа «флейсикойл», гидродемпферами и ограничителями перемещения кузова.

На механическую часть электровоза действует нагрузка, создаваемая весом механического, электрического и пневматического оборудования. Кроме того, механическая часть передает тяговые усилия от электровоза к поезду и воспринимает динамические нагрузки, возникающие при движении электровоза по кривым и прямым участкам пути. Механическая часть должна быть достаточно прочной, а также отвечать требованиям безопасности движения и правилам технической эксплуатации железных дорог. Для обеспечения нормальной и безаварийной работы необходимо, чтобы все механическое оборудование находилось в полной исправности и отвечало нормам безопасности, прочности и правилам ремонта. Рис.1.

Рисунок 1 - Механическая (экипажная) часть одной секции.

1 - автосцепка; 2 - кабина; 3 - колесная пара; 4 - букса; 5 - буксовый поводок; 6 - рама тележки; 7 - перегородка; 8 - кронштейн; 9 - наклонная тяга;10 - крыша кузова; 11 - амортизатор; 12 - рама кузова; 13 - буксовая пружина; 14 - кузовная пружина; 15 - страховочный шкворень; 16 - кронштейн;17 – боковая стенка; 18 - задняя стенка; 19 - переходная площадка

 

КУЗОВ

Кузов секции электровоза однокабинный, вагонного типа, предназначен для размещения силового и вспомогательного электрооборудования, пневматического оборудования локомотива, систем вентиляции, размещения рабочих мест локомотивной бригады, а также для восприятия и передачи нагрузок:

- силы тяжести от массы внутрикузовного оборудования и запаса песка;

- силы тяжести от массы крышевого и подкузовного оборудования;

- статических и динамических, возникающих при взаимодействии с ва-гонами поезда и тележками локомотива в режиме тяги, выбега и торможения и ударных воздействий в автосцепку. Кузов представляет собой цельнометаллическую сварную конструкцию с несущей рамой.

Кузов электровоза состоит из двух секций, одинаковых по основным узлам, за исключением места постановки санузла, установлен только на первой секции. Кузов локомотива и состоит из остова кузова, крыши кузова и наружной обшивки, выполненной из гладкого стального листа толщиной 2,5 мм. и песочных бункеров. На первом конце каждой секции оставлено место для установки блочной кабины. Внутри кузова сформировано помещение для установки оборудования – машинное отделение, отгороженное поперечной стенкой, образующей тамбур, от кабины управления. В тамбуре имеются двери для входа в локомотив и проходов в кабину и машинное отделение.

На торцевых стенках кузова предусмотрено место для установки главных резервуаров.

Ударно-тяговые приборы установлены на раме кузова электровоза.

Кузов секции электровоза разделен на отсеки в вертикальной, и в горизонтальной плоскости:

 

Крыша электровоза представлена на рисунке 3 и состоит из основной части (высотой 935 мм и шириной 3060 мм) и трех съемных частей.. Задняя часть выполнена заодно с остовом кузова. Съемные секции представляют собой каркас из прокатных и гнутых профилей обшитых листовой сталью. Средняя съемная крыша состоит из двух секций, в каждой секции монтируется модуль охлаждения тормозных резисторов. Места соединения съемных частей с каркасом остова кузова имеют уплотнения, исключающие попадание влаги в кузов. В задней части секции имеется люк с крышкой для выхода из кузова на крышу.

Рис.2

Форкамера с мультициклонными фильтрами

Корпус модуля пуско-тормозных резисторов

 

 

Рама кузова

Рама кузова электровоза охватывающего типа, состоит из двух боковин, двух буферных брусьев, боковых опор для пружин второй ступени подвешивания и двух балок для передачи силы тяги.

Рис.3

Рама кузова имеет комбинированное строение, отличительной особенностью которого является то, что рама содержит силовой пояс, т.е. элемент традиционного строения рам электровозов, а в концевых частях рама усилена хребтовыми балками, т.е. элементами традиционного строения рам тепловозов. Это позволило рационально распределить силовой поток продольной нагрузки и тем самым обеспечить необходимые жесткость и прочность конструкции без значительного увеличения ее массы и с применением традиционных профилей и материалов

Конструкция рамы обеспечивает:

- восприятие продольных сил растяжения и сжатия по оси автосцепок до 2,5 МН; - подъемку за поддомкратные опоры при выкатке тележек; - диагональную подъемку кузова; - аварийную (после схода электровоза с рельсов) подъемку кузова за автосцепку.

К лобовому листу буферного бруса приварена розетка автосцепки; снизу буферный брус имеет коробчатый проем для поглощающего аппарата автосцепки. К нижнему листу буферного бруса прикрепляют путеочиститель. Буферный брус сварен из листовой стали и усилен накладками. Балки для передачи силы тяги и торможения сварены из стальных листов толщиной 10—12 мм. К средней части балки приварен кронштейн для крепления тяг от тележки. Боковины рамы кузова сварены из полос (900x12 мм), нижнего швеллера высотой 300 мм с осью, расположенной приблизительно по оси автосцепки, и верхнего профиля высотой 170 мм. При этом боковина рамы кузова закрывает верхнюю часть тележки. Несущие элементы кузова изготовлены из низколегированной стали 09 Г2С. Кроме основных элементов, жесткость рамы обеспечивают продольные, поперечные элементы высотой до 170 мм и настил рамы толщиной 6 мм. Над настилом рамы монтируются воздуховоды, прокладывается монтажный короб для проводов и трубопроводов, постаменты для модулей системы вентиляции ТЭД и тормозного и вспомогательного компрессоров и другого оборудования, связанные в монтажную раму. Энергопоглощающее устройство представляет собой конструкцию, изготовленную из силового каркаса и стальных гнутых пластин. Поглощение энергии удара происходит в результате деформации пластин.

Хребтовая балка и силовой пояс

Средняя часть рамы

 

 

 

 

Рис.4

 

Кабина управления

Кабина предназначена для установки на электровоз 2ЭС6 в качестве рабочего помещения персонала (локомотивной бригады), который управляет электровозом. С этой целью в кабине размещаются устройства управления локомотивом, устройства безопасности, средства связи, рабочие места персонала.

В кабине созданы условия для удобного и быстрого доступа к агрегатам и механизмам при их эксплуатации и техническом обслуживании, а также безопасного труда локомотивной бригады.

Кабина управления изготавливается в виде отдельного модуля, который устанавливается на раму кузова и крепится сваркой к раме и прилегающим частям боковых стен кузова. Базовым элементом построения служит каркас, состоящий из отдельных элементов: каркаса нижнего, каркаса верхнего, каркаса крыши, каркаса лобового, рамы задней. Сборка деталей элементов конструкции осуществляется с помощью заклепочных соединений с последующей сваркой. В конструкцию каркаса кабины заложены конструктивные элементы, обеспечивающие крепление элементов внутренней отделки кабины. Дверь кабины располагается симметрично относительно каркаса кабины. Рама пола смонтирована на основании кабины с учетом прокладки кабелей и трубопроводов тормозной системы и выполнена в виде швеллеров, расположенных по направлению движения локомотива. Для обеспечения жесткости каркаса кабины при монтажных и такелажных работах, а также для крепления кабины к раме электровоза выполнено основание. Крепление рамы кабины к раме локомотива осуществляется с помощью сварки. С целью обеспечения модульного построения кабины трубопроводы от элементов тормозной системы выведены на заднюю стенку. При этом приняты конструктивные меры для облегчения доступа к местам соединения трубопроводов: патрубки трубопроводов пульта управления вынесены вперед, а парубки трубопроводов кабины вынесены на заднюю стенку кабины. На верхней боковой обшивке кабины предусмотрены посадочные места для рамы бокового окна кабины. Рама окна состоит из основания рамы и отдельных элементов, которые выполнены из профильных алюминиевых деталей и деталей, изготовленных с использованием методов лазерного раскроя и гибки с высокой точностью на универсальном гибочном оборудовании. Профильная конструкция обеспечивает требуемую жесткость рамы при минимальном весе и теплоемкости. На раму окна устанавливается (крепится) рама подвижного окна, а также элементы теплоизоляции и элементы интерьера кабины (деревянного обрамления). В передней части силового каркаса размещено энергопоглощающее устройство для защиты локомотив ной бригады при соударении электровоза с препятствием.

Для обеспечения тепло и шумоизоляции на ее металлическом каркасе выполнена обрешетка потолка и стен деревянными брусками хвойных пород. Пустоты между брусками заполнены теплоизолирующим материалом. Конструкция пола трехслойная, не имеет жесткого крепления со стенами кабины, к каркасу пола крепится через специальные виброизоляционные прокладки. Кабина оборудована лобовым стеклом, на котором установлен обогреватель с автоматическим регулятором, исключающим перегрев стекла. На кабине установлены неподвижные и подвижные боковые окна. Неподвижные окна оборудованы обогревателями с автоматическими регуляторами, исключающими перегрев стекол. Для подвижных окон используется стеклопакет. Проем открытого окна составляет 500 мм, площадь открытого окна –0,4 м2.

 

 

Рис.5

1 – прожектор; 2 – установка кондиционирования воздуха 3 – антенна КЛУБ; 4 – антенна GPS; 5 – токоприемник; 6 – помехоподавляющий дроссель; 7 – разъединитель; 8 – антенна радиостанции; 9 - токоведущая шина; 10 – блок пуско-тормозных резисторов; 11 – вспомогательный компрессор; 12 - компрессорный агрегат; 13 – антенна ТЭТРА; 14 – переходная площадка; 15 – обносной лист; 16 – токоотводящее устройство; 17 – тяговый электродвигатель; 18 – блок аккумуляторной батареи; 19 – наклонная тяга; 20 – блок электрооборудования ВВК; 21 - датчик ДПС-У; 22 – тифон, свисток; 23 – антенна САУТ, приёмные катушки АЛСН; 24 – метельник.

ТЕЛЕЖКА

Каждая секция включает в себя две двухосные тележки, на которые опирается кузов. Тележки воспринимают тяговые и тормозные усилия от тяговых двигателей, боковые, горизонтальные и вертикальные силы при прохождении неровности пути и передают их, через наклонные тяги и пружинные опоры с поперечной податливостью, на раму кузова. Тележка электровоза 2ЭС10 имеет следующие технические характеристики:

 

Рис.6

1. Кожух тяговой зубчатой передачи; 2. Элементы осевого подвешивания тягового электродвигателя; 3. Буксовый узел стокоотводящим устройством; 4. Элементы тормозной рычажной передачи; 5. Колёсная пара; 6. Буксовый узел сдатчиком ДПС; 7. Элементы буксового рессорного подвешивания; 8. Тяговые электродвигатели; 9. Концевой брус; 10. Боковой брус; 11. Накладки под стаканы кузовных пружин; 12. Центральный брус.

 

Тележка состоит из сварной рамы коробчатого сечения, которая своей концевой балкой через наклонную тягу с шарнирами соединена с центральной частью рамы кузова. К средней балке рамы тележки крепятся посредством маятниковых подвесок остова тяговых электродвигателей постоянного тока, которые другими своими сторонами опираются на оси колесных пар через смонтированные на них моторно-осевые подшипники качения. Крутящий момент от тяговых электродвигателей передается на каждую ось колесной пары через двухстороннюю косозубую передачу, образующую шевронное зацепление с шестернями посаженными на хвостовики вала якоря тягового электродвигателя.

Конструкционная скорость, км/ч 120

Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН 245

Тип тягового электродвигателя - коллекторный, постоянного тока

Крепление двигателя опорно-осевое с маятниковой подвеской

Тип букс- одноповодковая с кассетным роликоподшипником

Рессорное подвешивание двухступенчатое

Статический прогиб, мм буксовой ступени 58, кузовной ступени 105

Тип тормозных цилиндров ТЦР 8

Коэффициент нажатия тормозных колодок 0,6

 

Поводки имеют сферические резинометаллические шарниры, которые посредством клиновых пазов крепятся к буксе и к кронштейну на боковинах рамы тележки, образуя продольную связь колесных пар с рамой тележки.

 

Технические параметры тележки

 

Поперечная связь колесных пар с рамой тележки осуществляется за счет поперечной податливости буксовых пружин. Аналогично, поперечная связь кузова с рамой тележки осуществляется за счет поперечной податливости кузовных пружин и жесткости пружин упоров-ограничителей, которые также обеспечивают возможность поворота тележки в кривых участках пути и гашения различных форм колебаний кузова на тележках. Также для гашения колебаний кузова и подрессоренных частей тележки применены вертикальные буксовые, вертикальные и горизонтальные кузовные гидравлические демпферы(гидравлические гасители колебаний).

Рис.7

 

Концевая балка 9 является наиболее ответственным и напряженным элементом рамы. Ее основной профиль аналогичен профилю средней балки, однако к ее передней части посередине приварен кронштейн 8 для установки наклонной тяги, образованный двумя плоскими закругленными боковыми листами и приваренными к ним сверху согнутым листом с радиусом изгиба 170 мм, а к торцам толстостенной втулки с наружным диаметром 175 мм.

 

1. Боковой брус; 2. Кронштейн; 3. Кронштейн; 4. Кронштейн; 5. Кронштейн; 6. Кронштейн; 7. Кронштейн; 8. Кронштейн подвешивания наклонной тяги; 9. Концевой брус; 10. 11. Накладки под стаканы кузовных пружин; 12. Центральный брус; 13. кронштейн маятникового подвешивания

Рама тележки представляет собой цельносварную конструкцию коробчатого сечения с незамкнутой концевой частью. В комплект рамы входят две боковины 1, средняя 11 и концевая 9 балки и кронштейны 5, для установки элементов тормозной системы. Верхний и боковые листы боковины рамы тележки выполнены плоскими, а нижний в центральной части имеет прогиб радиусом 350 мм. Для стыковки с концевой балкой нижний и верхний листы имеют закругление радиусом 400 мм и выступ шириной 400 мм. Для стыковки со средней балкой закругления радиусом 250 мм и выступ шириной 340 мм. Кроме того, на наружном продольном торце нижнего листа боковины имеются два выступа с округлыми сторонами под установку кронштейнов тормозных цилиндров, а на его горизонтальных участках с каждой стороны устанавливаются по два круглых платика под чаши буксовых пружин. В боковых листах имеются по пять сквозных отверстий диаметром 98 мм, в которые при сборке рамы ввариваются трубы, расточенные под запрессовку в них кронштейнов для установки элементов тормозной системы. После сварки короба боковины, к ее нижней части привариваются щеки 14, имеющие клиновидные пазы для установки валиков амортизаторов двух буксовых поводков, которые впоследствии обрабатываются на раме в сборе. На верхний лист устанавливаются эллипсовидные накладки под стаканы кузовных пружин. Средняя балка имеет также коробчатое сечение, в ее центральной части для придания конструкции необходимой жесткости вварена толстостенная труба с наружным диаметром 219 мм, по обе стороны которой с каждой стороны установлены по два кронштейна подвесок тяговых двигателей. Клиновидные пазы на кронштейнах унифицированы с клиновидными пазами для крепления буксовых поводков и также обрабатываются на тележке в сборе. Для изготовления рамы применены листы из стали 09Г2Д. При этом их толщина составляет: верхних листов боковин, средней и концевой балок – 16 мм, всех нижних листов – 20 мм, боковых листов боковины и средней балки – 12 мм, боковых листов концевой балки – 16 мм, кронштейнов и платиков от 10 до 20 мм.

 

 

КОЛЕСНО-МОТОРНЫЙ БЛОК

· На электровозе впервые применён колёсно-моторный блок с коническими моторно-осевыми подшипниками качения и двухсторонней косозубой передачей. Особенность конструкции КМБ состоит в применении единого жёсткого для двух моторно-осевых подшипников корпуса, обеспечивающего качественную регулировку подшипников при сборке, её стабильность в эксплуатации и обеспечивающего расчётную долговечность подшипников не менее 5 млн. км пробега. Вдвое повышен ресурс зубчатых колёс (до 1,8 млн. км пробега). Большое зубчатое колесо выполняется составным, венец изготавливается из стали 45 ХН с контурной закалкой ТВЧ.

Колесно-моторный блок включает в себя колесную пару 1, кожух зубчатой передачи 2, шестерни 3 и тяговый двигатель 4 типа ЭДП810 с опорно-осевым подвешиванием через моторно-осевые подшипники качения 5, буксовый узел с подшипниками качения 6, узла токосъема 7, жесткий корпус для моторно-осевых подшипников 8.

 

\

Рис.8

 

К средней балке рамы тележки посредством маятниковых подвесок крепятся остова тяговых электродвигателей постоянного тока, которые другими своими сторонами опираются на оси колесных пар через смонтированные на них моторно-осевые подшипники качения. Крутящий момент от тяговых электродвигателей передается на каждую ось колесной пары через двухстороннюю косозубую передачу, образующую шевронное зацепление с шестернями посаженными на хвостовики вала якоря тягового электродвигателя