Практическое
занятие № 3:
Тема:
Изучение конструкции тяговых приводов
Цель работы: Изучить назначение и устройство тяговых приводов
электровоза.
Применяемое оборудование: мультимедиапроектор,
плакаты
Порядок выполнения
работы:
1.
Изучить назначение тяговых приводов электровоза.
2.
Изучить устройство тяговых приводов электровоза.
3.
Изучить устройство опорно осевого привода.
4.
Изучить устройство опорно рамного привода.
5.
Нарисовать схему опорно осевого и опорно рамного
привода.
Сделать вывод по работе.
Выполнение работы:
Краткие
теоретические сведения
Тяговый привод электровоза – это комплекс
устройств, служащих для преобразования энергии некоторого вида в работу по
преодолению сопротивления движению. Непосредственное преобразование
механической энергии в работу выполняет исполнительный орган привода –
движитель транспортного средства.
В состав электропривода, где преобразуемой
является электрическая энергия, кроме движителя, входят тяговая передача,
тяговый двигатель, преобразовательные и регулирующие устройства (рисунок 1).
Тяговый двигатель служит для преобразования
электрической энергии в механическую и поэтому входит в состав как
электрической, так и механической части.
Тяговая передача обеспечивает передачу потока
энергии от тягового двигателя к движителю. Тяговая передача – основной элемент
механической части привода.
Рисунок
1
Основная трудность заключается в том, что
передаточный механизм должен связать колесную пару с тяговым двигателем,
закрепленным полностью или частично на надрессорном строении, которое при
движении электровоза совершает колебания относительно колесных пар. Впервые
такая передача была разработана для трамваев, вследствие чего и
получила название трамвайной
подвески, или, как ее теперь называют, опорно-осевой. Принцип
такой передачи использован и на отечественных электровозах.
Рис. 2
Траверсное опорно-осевое подвешивание тягового двигателя
При опорно-осевом подвешивании (рис. 2, а)
двигатель опирается на ось колесной пары моторно-осевыми подшипниками,
основание которых отлито как одно целое с остовом. Подшипники снаружи
закрывают шапками. С противоположной стороны остова двигателя имеются выступы (носики),
которыми двигатель опирается на подвижные балочки, размещаемые между выступами
поперечных креплений рам тележки (рис. 2, б). Между балочками находятся
предварительно сжатые пружины. Это устройство
называется траверсой. Если остов двигателя опускается, то его выступ
перемещает верхнюю балочку траверсы вниз по направляющим, и пружины, сжимаясь,
стремятся вернуть двигатель в первоначальное положение. При перемещении
двигателя вверх поднимается нижняя балочка и снова пружины стремятся возвратить
двигатель в исходное положение.
Несколько по-иному осуществлено опорно-осевое подвешивание тяговых двигателей
на восьмиосных электровозах некоторых новых серий (рис. 3).
Рис. 3
Маятниковое опорно-осевое подвешивание тягового двигателя
Здесь пружинная подвеска (см. рис. 2, б)
заменена тягой, закрепленной шарнирно на брусе рамы тележки. На тяге имеются
два резиновых блока с двумя металлическими шайбами.
Между резиновыми блоками находится
горизонтальная плоскость кронштейна, который наклонной плоскостью крепится к
остову тягового двигателя. Резиновые блоки, как и пружинная подвеска, смягчают
удары, приходящиеся на тяговый двигатель вследствие неровности пути при
трогании с места, и компенсируют изменение взаимного положения двигателя и рамы
тележки в процессе движения электровоза.
Опорно-осевое подвешивание обеспечивает неизменность расстояния между
центрами вала двигателя и оси колесной пары. Это расстояние
называют централью Ц (см. рис. 2, а). При передаче вращения от вала
двигателя к колесной паре с помощью зубчатого редуктора благодаря
неизменности централи создаются условия, обеспечивающие правильное зацепление
зубчатых колес. Передача работает плавно, что обеспечивает долговечность
зубчатых колес.
Применение зубчатой передачи позволяет
использовать тяговые двигатели с высокой частотой вращения якоря.
Редуктор состоит из малого зубчатого
колеса (шестерни), укрепленного на валу тягового двигателя, и большого
зубчатого колеса, насаженного на ось колесной пары. Соотношение количества
зубьев большого и малого колес называют передаточным числом. На
пассажирских электровозах, имеющих высокую скорость движения, устанавливают
редукторы с меньшим передаточным числом. На грузовых электровозах, которые
должны развивать значительную силу тяги, применяют редукторы с большим
передаточным числом.
При опорно-осевом подвешивании перемещение
надрессорного строения относительно колесных пар неопасно, так как шестерня
может перекатываться вверх или вниз по большому зубчатому колесу, не нарушая
зацепления.
На электровозах чаще применяют не
одностороннюю, а двухстороннюю передачу, т. е. ставят редукторы с
обеих сторон вала тягового двигателя. Это облегчает условия работы зубчатых
колес, передающих большие усилия.
Однако при неправильной сборке одна зубчатая
передача может нагружаться больше, а другая меньше, что вызовет ее усиленный
износ. Чтобы этого не произошло, на электровозах ВЛ19, ВЛ22, ВЛ22м и первых
электровозах ВЛ8 применяли упругую зубчатую передачу: зубчатый венец большого
колеса соединяли с его центром пакетами пружин (рис. 116). В результате венец
мог упруго смещаться относительно центра, а значит, смягчались удары,
воспринимаемые передачей.
При опорно-осевом подвешивании перемещение
надрессорного строения относительно колесных пар неопасно, так как малое колесо
зубчатой передачи может перекатываться вверх или вниз по большому колесу, не
нарушая зацепления.
Опорно-осевое
подвешивание тягового двигателя имеет много недостатков. Наиболее существенный
из них заключается в том, что примерно половина веса тягового двигателя
передается непосредственно на колесную пару.
В результате усиливаются жесткие удары колесной
пары о рельсы в случае прохождения стыков и других неровностей пути при входе
электровоза в кривую. Это расстраивает путь и вызывает сильную вибрацию
двигателя. Особенно сильно все это сказывается при скоростях движения более 100
км/ч.
Созданы передачи, позволяющие полностью
передавать вес двигателя на надрессорное строение. Такое подвешивание двигателя
называют опорно-рамным. Оно осуществлено, на пример, при использовании тяговых
двигателей с полым валом и с карданным (торсионным) валом на пассажирских
электровозах, с помощью кулачковых или эластичных муфт на пригородных
электропоездах.
На электровозах, эксплуатируемых в СНГ,
передача с полым валом и карданным валом применена на электровозах ЧС1, ЧС2,
ЧСЗ, ЧС4, используемых в пассажирском движении,
Опорно-рамное подвешивание тяговых
электродвигателей. Несмотря насвою сложность этот тип подвешивания обладает
значительными преимуществами перед опорно-осевым подвешиванием. Тяговый
двигатель, закрепленный в раме тележки, оказывается полностью подрессоренным и
поэтому на него в меньшей степени передаются толчки и вибрации от пути. При
таком способе подвешивания неподрессоренная масса уменьшается почти в два раза,
и значит колесно-моторный блок оказывает меньшее воздействие на путь.
При первой системе подвешивания тяговый
двигатель жестко и через резиновые прокладки закреплен в раме тележки в трех
точках: одна спереди и две сзади. Передняя часть двигателя (со стороны горловины
моторных подшипников) закреплен), присоединенного к двигателю, а задняя - с
помощью двух литых лап остова двигателя.
Рис. 4
Рамное подвешивание тягового двигателя
Тяговый двигатель в этом случае крепят к балкам
рамы тележки (рис. 4), а внутри полого вала якоря проходит карданный вал.
Имеется, как и при опорно-осевом подвешивании, зубчатый редуктор, но
односторонний. Большое колесо редуктора укреплено на оси колесной пары, а малое
связано с валом двигателя шарнирно. Вал двигателя вращается в подшипниках,
установленных в кожухе, закрывающем также и большое зубчатое колесо. Кожух
упруго подвешивается к раме тележки. Карданный вал с одной стороны шарнирной
муфтой связан с полым валом двигателя, с другой — также шарнирной муфтой с
валом шестерни. Внутренний диаметр полого вала должен быть таким, чтобы при
наибольших прогибах рессор карданный вал не касался внутренней
поверхности полого вала.
Шарнирные муфты являются наиболее сложным узлом передачи, они должны позволять
карданному валу перемещаться в вертикальном и аксиальном (вдоль продольной оси)
направлениях. Применяются шарнирные муфты различной конструкции.
Контрольные вопросы:
1.
Назначение тяговых приводов электровоза.
2.
Устройство тяговых приводов электровоза.
3.
Устройство опорно - осевого привода.
4.
Устройство опорно - рамного привода.
5.
Показать на схеме детали опорно - осевого и опорно - рамного привода.
Ответы присылать на электронную почту: bakharev.6464mail.ru
|