Потапов M.Г. Карьерный транспорт‚. Трасса, план и профиль пути. 7 План пути
 Скачать 6.98 Mb.
|
|
§ 2. Параметры электроподвижного состава, типы электровозов и тяговых агрегатов Основными параметрами электроподвижного состава являются сцепной вес, мощность двигателей и мощность источника автономного питания. В общем случае сцепной вес локомотива определяется на основании технико- экономического анализа совместного рационального использования экскаваторов и подвижного состава, взаимно связанных в работе. Рациональный сцепной вес локомотива в значительной мере определяется транспортными параметрами карьера руководящим уклоном, глубиной карьера, расстоянием транспортирования. Большое число разнородных факторов влияет на сцепной вес таким образом, что каждое его значение соответствует определенной области целесообразного применения. Возникает, следовательно, необходимость в создании ряда типоразмеров электровозов, обеспечивающих экономичность работы во всем широком диапазоне горнотехнических условий. Наличие достаточно большой области условий рационального применения карьерных электровозов данного сцепного веса позволяет иметь всего два-три типа локомотива по сцепному весу. Установление минимально необходимого ряда типоразмеров электровозов решает одновременно и важную задачу унификации карьерного электроподвижного состава, благодаря чему упрощается и удешевляется эксплуатация электровозного парка. В Советском Союзе используются четырехосные карьерные электровозы сцепным весом 800—1000 кН и шестиосные 1500—1800 кН. В последние годы определилось направление создания тонных четырехосных единиц, из которых комплектуются тяговые агрегаты. Мощность двигателей карьерных электровозов определяется режимом работы. Основными влияющими факторами являются глубина карьера, величина уклона и скорость движения на расчетном подъеме. Для локомотивов сцепным весом 1500 кН удельная мощность должна составлять 1,1—1,4 кВт/кН, для тяговых агрегатов сцепным весом 3600 кН соответственно 1,4—1,7 кВт/кН. До последнего времени основным типом карьерного электроподвижного состава был электровоз одиночный локомотив, приводимый в движение тяговыми электродвигателями и служащий тягой прицепной части. Современное прогрессивное направление — применение моторных думпкаров, сцепной вес которых создается за счет транспортируемой горной массы. Развитие этого направления обусловило создание и применение тяговых агрегатов — локомотивов, состоящих из нескольких секций. Такое формирование локомотива позволяет получить карьерный локомотив со свойствами, в наибольшей мере отвечающими специфическим условиям работы в карьерах. Конструктивно электроподвижной состав различается по числу осей, форме кузова и способу питания двигателей энергией. Как правило, в зависимости от сцепного веса карьерные электровозы выполняются четырех- или щестиосными. Число осей при этом определяется допустимой нагрузкой на ось, которая ограничивается величиной 250—300 кН. Секции тяговых агрегатов выполняются четырехосными. Карьерные электровозы различаются также по форме кузова. Часть современных карьерных электровозов выполняется с кузовом вагонного типа (подобно магистральным электровозам, что облегчает расположение оборудования на электровозе. Некоторые электровозы выполняются с кузовом будочного типа и размещением кабины машиниста в средней части локомотива. По способу питания электроэнергией современные карьерные электровозы разделяются на контактные, контактно-аккумуляторные, контактно-дизельные, аккумуляторные. Контактные электровозы основной тип карьерных электровозов. Они получают электроэнергию от контактной сети постоянного или переменного тока, благодаря чему мощность контактных электровозов практически не ограничивается мощностью источника энергии. Поэтому контактные электровозы имеют наибольшую удельную мощность (на 1 кН сцепного веса) по сравнению с другими типами электровозов. Это позволяет с применением электровозов такого типа реализовать большие скорости движения и большие ускорения при трогании с места. В условиях карьеров контактные электровозы работают при подъемах 40—45‰ без значительного снижения скорости движения. Сцепной вес контактных электровозов достигает 1500—1800 кН, мощность 2000—2500 кВт. При исполнении в виде тяговых агрегатов сцепной вес составляет 2400—3600 кН, а мощность кВт. Недостатком контактных электровозов является необходимость в контактной 'сети, которая затрудняет ведение горных работ и особенно нежелательна на передвижных уступных и отвальных путях. Попытки отказаться от применения передвижной контактной сети приводили в разное время ив разных странах к созданию электровозов, имеющих тот или иной источник автономного питания. Контактно -дизельные электровозы со вспомогательной дизельной установкой на постоянных путях работают в электровозном режиме, питаясь от контактной сети, а на неэлектрифи- цированных передвижных путях — получая энергию от дизель-генераторной установки. В последнем случае дизель мощностью, равной 25—35 % номинальной мощности электровоза, вращает генератор, который питает электроэнергией тяговые двигатели. Применение контактно-дизельных электровозов особенно целесообразно при значительной протяженности внутрикарьерных и отвальных передвижных путей. Контактно -аккумуляторные электровозы. При работе на передвижных путях с легким профилем тяговые двигатели электровоза питаются энергией от аккумуляторной батареи. При движении по стационарным путям тяжелого профиля электровоз получает энергию от контактной сети, вместе с этим емкость батареи, израсходованная при работе на передвижных путях, также восстанавливается путем подзарядки. Создание мощного надежного контактно-аккумуляторного электровоза затрудняется отсутствием аккумуляторов нужной емкости и долговечности. Моторные думпкары — разновидность подвижного состава при электрической тяге в карьерах. В этом случае один-два думпкара поезда оборудуются тяговыми двигателями и некоторой аппаратурой (остальная аппаратура устанавливается на специальном электровозе управления. Таким образом, поезд формируется из тягового агрегата (электровоз управления и моторные думпкары) и прицепных думпкаров. Целесообразность применения такого вида подвижного состава определяется следующим. С повышением весовой нормы поездов или увеличением подъема пути требуемый сцепной вес электровоза значительно возрастает. При увеличении подъема пути до 60—70‰ требуемый сцеп- ной вес приближается к весу, прицепной части поезда. С возрастанием бесполезного груза, транспортируемого в обоих направлениях, затраты на транспорт увеличиваются. Благодаря применению моторных думпкаров, сочетающих свойства локомотива и вагона, можно уменьшить мертвый вес электровоза, так как сцепной вес моторных думпкаров создается за счет транспортируемого груза. 54 В последние годы был создан ряд тяговых агрегатов Днепропетровскими Новочеркасским электровозостроительными заводами в СССР, а также заводом им. Ганса Баймлера в ГДР (агрегаты постоянного и переменного тока. В табл. 8 приведены технические характеристики контактных электровозов, а в табл. 9 — технические характеристики тяговых агрегатов постоянного и переменного тока, получивших распространение на карьерах Советского Союза. Таблица Характеристика контактных электровозов Постоянный ток Переменный ток Показатели IVКП-1 EL-2 EL-1 ЕЕ) Е Дм Д Масса электровоза, т 80 100 150 150 180 100 94 Сцепной вес (округленно, кН 800 1000 1500 1500 1800 1000 940 Осевая формула 2 0 + 2 0 2 0 + 2 0 2 0 + 2 0 + 2 0 2 0 + 2 0 + 2 0 2 0 + 2 0 + 2 0 2 0 - 2 0 2 0 - 2 Напряжение на токоприемнике, В 1500 1500 1500 1500 1500 10 000 10 000 Мощность часового режима, кВт 832 1400 2100 1560 2550 1420 1650 Тяговое усилие часового режима, кН 122 160 242 198 317 165 200 Скорость часовая, км/ч 21,2 30,5 30,5 28,0 28,7 31,0 30 Ток двигателя, А часовой 275 234 234 190 300 355 380 длительный 280 200 200 148 260 255 340 Нагрузка на ось, кН 200 250 250 250 300 250 235 Диаметр ведущих колес, мм 1060 1120 1120 1100 1200 1250 1250 Наименьший радиус кривой, м 40 60 60 60 60 75 75 Зубчатая передача Односторонняя Двусторонняя Передаточное число — 5,58 5,58 5,58 5,35 4,52 4,52 Длина электровоза, мм 12 200 13 820 21 320 20 960 21 370 15 460 16 220 База тележки, мм 2300 2500 2800 3000 — 3000 3000 Высота с опущенным пантографом, мм — 4660 4600 4800 4984 — — Страна-поставщик СССР ГДР ГДР ЧССР ЧССР СССР ЧССР Таблица Характеристика тяговых агрегатов Постоянный ток Переменный ток Показатели ПЭ-2М EL-10 ОПЭ-1 ОПЭ-1А ОПЭ-2 Напряжение сети, В 1500/3000 10 000 10 000 10 000 10 000 Состав агрегата ЭУ + МД + МД ЭУ + МД + МД ЭУ + ДС + МД ЭУ + ДС + МД ЭУ + МД + МД Число осей 12 12 12 12 12 Масса агрегата, т 368 366 360 372 372 Конструктивный сцеп- ной вес агрегата (округленно, кН 3680 3660 3600 3720 3720 Мощность, кВт 2430/5190 4920 6480 5325 5325 Часовая сила тяги, кН 672 681 810 660 660 Часовая скорость, м/ч 13/27,8 25,7 28,5 29,5 29,5 Автономное питание — Дизель 550 кВт Дизель 1470 кВт Дизель 1100 кВт — Длина по осям авто 100 52 300 59 900 51 306 51 506 55 сцепок, м Завод-изготовитель Днепропетровский электровозостроительный им. Ганса Бай- млера (ГДР) Новочеркасский электровозостроительный Днепропетровский электровозостроительной Примечание ЭУ – электровоз управления, ДС – дизельная секция, МД – моторный думпкар § 3. Устройство электровозов и тяговых агрегатов Электровоз (тяговый агрегат) состоит из механической, электрической и пневматической частей. К механическому оборудованию относятся кузов с опорами, тележки с колесными парами, ударно-тяговые приборы, рессорное подвешивание, буксы, зубчатые передачи и подвеска тяговых двигателей. Электрическая часть состоит из тяговых двигателей, пуско-регулирующей аппаратуры, токоприемников, аппаратуры защиты и вспомогательных машин. В пневматическую часть входит тормозное и пневматическое оборудование. Ниже приводится, краткое описание основных типов электровозов и тяговых агрегатов, работающих на карьерах Союза. Электровозы IVКП-1 сцепным весом 800 кН выпускались с 1950 по 1956 г. и до настоящего времени эксплуатируются на карьерах. Внешний вид электровоза типичен для большого числа промышленных электровозов. Кузов электровоза будочного типа с одной центральной кабиной и прилегающими к ней скосами, в которых располагается оборудование. В кабине размещены два поста управления, используемые машинистом при движении в разных направлениях. В боковых стенках скосов имеются дверцы для осмотра оборудования, а в крыше — люки для снятия оборудования. Кузов с помощью двух шаровых опор опирается на две сочлененные между собой тележки. Электровоз оборудован воздушными магистралями для питания системы разгрузки думпкаров. Сжатый воздух вырабатывается двумя компрессорами Э. Электровоз снабжен пневматическими электрическим реостатным тормозами, оборудован четырьмя тяговыми двигателями ДК-8Б мощностью по 208 кВт. Регулирование скорости и силы тяги осуществляется с помощью контроллера машиниста путем выключения чугунных пусковых сопротивлений из цепи тяговых двигателей и перегруппировки их соединений. Электровоз Е сцепным весом 1500 кН производства завода им. В. И. Ленина (ЧССР) состоит из трех частей, соединенных между собой. Рама и кузов каждой части составляют одно целое. В средней части расположена кабина с двумя постами управления, в концевых взаимозаменяемых скосах размещено оборудование. Тележки массивной клепаной конструкции. Буксы челюстные с самосмазывающимися подшипниками скольжения. Вращающий момент передается отвала двигателя на движущее колесо двусторонней косозубой передачей. Тяговые двигатели последовательного возбуждения мощностью по 260 кВт. В тяговом режиме двигатели соединяются сначала последовательно- параллельно, затем параллельно. Электровоз имеет режим малой скорости, те. все шесть тяговых двигателей соединяются последовательно, что позволяет при погрузке и разгрузке перемещать поезд со скоростью 3—4 км/ч. Электровоз Е производства завода им. В. И. Ленина (ЧССР) представляет собой усовершенствованную модель электровоза Е с мощностью каждого тягового двигателя 425 кВт. Сцепной вес электровоза увеличен до 1800 кН, а нагрузка на ось соответственно до 300 кН. Суммарная мощность двигателей электровоза превышает 2500 кВт. Электровоз (рис. 34) сцепным весом 1500 кН выпускался с 1957 г. заводом им. Ганса Баймлера (ГДР. Кузов электровоза состоит из двух секций, каждая из которых имеет небольшой скос, кабину управления и помещение для оборудования. При изменении направления движения машинист переходит из одной кабины в другую. Кузов опирается натри сварные тележки из листовой стали через центральные сферические и боковые пружинные опоры. Тележки сочленены между собой так, что тяговое усилие передается через межтележечные соединения. На электровозе установлены тяговые двигатели последовательного возбуждения мощностью по 350 кВт. Пуско-тормозные сопротивления выполнены из чугунного литья и имеют принудительное воздушное охлаждение от вентиляторов. Каждый электровоз оборудован двумя центральными и двумя боковыми токоприемниками. Управление режимами электровоза осуществляется с помощью контроллера и электропневматических контакторов. В тяговом режиме двигатели соединяются последовательно-параллельно, а затем параллельно. 56 Рис. 34. Электровоз EL-1 Тяговый, агрегат переменного тока, выпущенный заводом им. Ганса Баймле- ра (ГДР, состоит из электровоза управления и двухмоторных думпкаров. Электровоз управления имеет кузов будочного типа с одной центральной кабиной, оборудованной двумя постами управления. Кузов опирается на две тележки сварной конструкции. Буксы челюстного типа имеют цилиндрические роликовые подшипники. На электровозе установлен трансформатор мощностью 6900 кВ·А. Для ступенчатого регулирования напряжения вторичная обмотка выполнена секционной из четырех частей. Для выпрямления однофазного переменного тока на электровозе используются три кремниевые выпрямительные установки (по одной на каждые четыре тяговых двигателя электровоза управления или моторных думпкаров). Сглаживание пульсаций выпрямленного тока осуществляется реакторами. Тяговые двигатели последовательного возбуждения имеют часовую мощность 410 кВт при напряжении В. На агрегате предусмотрено электрическое реостатное торможение. На электровозе управления размещена дизель-генераторная установка для автономного питания агрегата. Двенадцатицилиндровый четырехтактный дизель М мощностью 750 л. с. через эластичную кулачковую муфту приводит во вращение тяговый генератор постоянного тока и синхронный генератор для питания электродвигателей вспомогательных машин в автономном режиме. При создании моторных думпкаров использованы кузовы и механизм разгрузки серийных думпкаров 5ВС-60. Тележки приняты такими же, как и у электровоза управления. На оси каждого моторного думпкара подвешен тяговый двигатель, на раме устанавливаются два двигатель вентилятора для охлаждения двигателей и ящик с электроаппаратурой. При работе от контактной сети получают питание все 12 тяговых двигателей агрегата, развивая в часовом режиме силу тяги 681 кН. При движении по неэлектрифицированным путям от дизель-генераторной установки питаются электроэнергией четыре тяговых двигателя электровоза управления. Тяговый агрегат переменного тока ОПЭ-1 (рис. 35), изготовленный на Новочеркасском электровозостроительном заводе, состоит из электровоза управления 2, секции автономного питания 1 и моторного думпкара 3. Ходовая часть каждой секции имеет две унифицированные не- сочлененные двухосные тележки. Для перехода из электровоза управления в секцию автономного питания и улучшения условий ухода за оборудованием принята форма кузова вагонного типа с кабинами по концам секций. Для питания тяговых двигателей в электровозном режиме на электровозе управления устанавливается преобразовательный агрегат, состоящий из силового трансформатора, группового переключателя и двух выпрямительных установок, собранных из кремниевых вентилей типа ВКЛД- 200-6. Пуски регулирование скорости тягового агрегата производятся ступенчатым изменением величины подводимого к тяговым двигателям напряжения (36 ступеней) путем переключения секций обмоток трансформатора. 57 Рис. 35. Тяговый агрегат ОПЭ-1 Схемой предусматриваются следующие сочетания и режимы работы секций тягового агрегата а) электровозная секция в сцепе с секцией автономного питания и моторным думпкаром (сцепной вес 3600 кН); б) электровозная секция в сцепе с секцией, автономного питания (сцепной вес 2400 кН); в) электровозная секция в сцепе с одним или двумя моторными думпкарами (сцепной весили кН); г) электровозная секция работает самостоятельно (сцепной вес 1200 кН). Мощность дизеля установленного на секции автономного питания, составляет 1470 кВт, мощность генератора — 1280 кВт. Управление тяговым агрегатом при любом режиме работы может производиться из кабины электровоза управления или секции автономного питания. Система электрического реостатного торможения тягового агрегата обеспечивает торможение при отсутствии напряжения в контактной сети. Для полноты загрузки вагонов предусматривается движение поезда в режиме автономного питания с постоянной малой скоростью в диапазоне 0,3—1,5 км/ч. Тяговый агрегат постоянного тока ПЭ2М (рис. 36) изготовлен на Днепропетровском электровозостроительном заводе. Агрегат состоит из электровоза управления и двухмоторных думпкаров. Он может работать при напряжении как 1500 В, таки В, что позволяет в условиях действующих предприятий осуществлять реконструкцию транспорта и переходить на более высокое напряжение. Соединение тяговых двигателей при питании от контактной сети с напряжением 3000 В последовательное и последовательно-параллельное, при 1500 В — последовательно- параллельное и параллельное. 58 Рис. 36. Тяговый агрегат ПЭ2М Кузов электровоза управления будочной формы. Кроме пневматического и электрического реостатных тормозов агрегат имеет магниторельсовый тормоз, что позволяет увеличить уклоны путей. В конструктивном отношении карьерные электровозы имеют много общего, поэтому далее рассматриваются отдельные элементы конструкции наиболее распространенного на карьерах электроподвижного состава. Механическая часть электровозов Кузов электровоза служит для размещения в нем кабины и всего электрического, пневматического и тормозного оборудования. Конструкция кузова определяется способом передачи тягового усилия электровоза. У электровозов, имеющих несочлененные тележки (EL-2, Дм, Д, ОПЭ-1, ПЭ2М, ОПЭ-2), тяговое усилие передается кузовом, поэтому он выполняется с мощной рамой. У электровозов, имеющих сочлененные тележки (ЕЕ, кузова не имеют специальных рам и выполняются в виде капотов, закрывающих оборудование. У ряда электровозов кузова будочного типа (IV-КП-1, ЕЕ, Дм, Д, ПЭ2М, ОПЭ-2). В этом случае кабина с двумя постами управления размещается в середине электровоза, возвышаясь над скосами, где размещена аппаратура. Это улучшает для машиниста обзор пути, сигналов и состава при движении в обоих направлениях. Электровоз EL-1 и тяговый агрегат ОПЭ-1 выполнены с кузовом вагонного типа и оборудованы двумя кабинами управления. При подобной конструкции электровозная бригада при перемене направления движения должна переходить из кабины в кабину. Однако при этом значительно лучше расположение и обслуживание оборудования и аппаратуры. Электровоз Е (и Е) состоит из трех шарнирно соединенных частей двух концевых и средней, на которой расположена кабина машиниста. Каждая из частей имеет отдельную прочную клепаную раму тележки. Кузова выполняются съемными для монтажа и демонтажа оборудования, а для осмотра и вентиляции снабжены люками и боковыми дверцами. Трехтележечный электровоз легко передвигается по кривым малого радиуса (дом) и по путям, имеющим неровности в вертикальной плоскости. Кузов электровоза EL-1 состоит из двух частей, каждая из которых имеет цельносварную кузовную раму и опирается на две тележки. Каждая часть кузова оборудована кабиной управления. Небольшие скосы по концам кузова служат для размещения компрессорных установок. У электровозов EL-2 и электровозов управления ПЭ2М и ОПЭ-2 кузов состоит из центральной кабины машиниста и двух скосов, где размещено оборудование. Кузов электровоза опирается на отдельные тележки. У электровозов EL-1, EL-2, Дитя- гового агрегата EL-10 кузов опирается на ходовые тележки через систему центральных и боковых опор. Центральные опоры предназначены для передачи веса кузова на тележки, боковые — для придания кузову поперечной устойчивости. У электровоза Е кузов и тележка составляют одно целое, так что рамой кузова служит верхняя часть тележки. Установка кузова на отдельные тележки позволяет более равномерно распределить нагрузки между колесными парами, обеспечивает лучшее вписывание электровозов в кривые, позволяет создать рессорное подвешивание большой гибкости. Электровозная тележка (как и вагонная) состоит из рамы, колесных пар с.буксами, рессорного подвешивания и тормозной системы. Кроме того, между боковинами рамы тележки на каждой оси размещается тяговый электродвигатель, приводящий ось во вращение. Двухтележечные электровозы (четырехосные) имеют как сочлененные (EL-1), таки несо- члененные (ОПЭ-1, ПЭ2М) тележки, трехтележечные — только сочлененные. Рамы тележек электровозов 21E, 26E, EL изготовляются сварными из листовой стали толщиной мм. База тележек 2400—3000 мм. Рамы выполняются внешними, те. колесные центры находятся между боковинами рамы. Рамы тележек предназначены для передачи и распределения вертикальной нагрузки от кузова на тележку, тягового или тормозного усилия (при сочлененных тележках, а также для восприятия боковых усилий, возникающих при движении электровоза по кривым участкам пути. По концам тележек обычно укрепляются предохранительные деревянные брусья для защиты тележек и двигателей при сходе электровоза с рельсов. Колесная пара электровоза состоит из оси, двухколесных центров с бандажами и одного 59 или двух зубчатых колес, расположенных между центрами. На концах осей предусмотрено закрепление шайб буксовых подшипников. Колесные центры напрессованы на оси с усилием 1000— 1500 кН. Диаметры новых бандажей у электровозов Е — 1100 мм, EL-1 и EL-2 — 1120 мм, Е и Д — 1200 мм, у всех отечественных тяговых агрегатов — 1250 мм. Зубчатые колеса применяются с косым зубом, цельные или составные (со съемным венцом. Шестерни изготовляются из высококачественной хромоникелевой стали. Передаточное число определяет тяговую характеристику электровоза, так как позволяет регулировать скорость и тягу локомотива. Лимитирующим является клиренс 110 мм при старых бандажах. Буксы. На большинстве электровозов применены так называемые челюстные буксы. Корпус буксы перемещается вертикально в вырезе рамы. Эта традиционная конструкция применяется на многих вагонах и локомотивах. Новой конструкцией является бесчелюстная букса. В этом случае рама тележки не имеет буксовых вырезов, а корпус буксы — направляющих. Корпус буксы присоединяется к раме посредством двух поводков, в шарнирах которых запрессованы резиноме- таллические втулки. За счет упругой деформации резины и происходят перемещения корпуса вверх, вниз и походу электровоза. Преимущество — отсутствие трущихся частей. Рессорное подвешивание служит для смягчения ударов от колесных пари равномерного распределения нагрузок между осями. Для смягчения ударов применяются листовые или винтовые рессоры. Распределение нагрузок осуществляется с помощью балансиров, соединяющих рессоры отдельных осей. Балансиры выполняются в виде листовых рессор или жестких балок. Группа сбалансированных рессор имеет одну точку подвешивания. Для устойчивого положения тележек в вертикальной плоскости таких точек должно быть не менее трех. Пневматическая часть электровоза (тягового агрегата) состоит из следующих систем тормозной, служащей для пневматического торможения электровоза и состава управления, снабжающей сжатым воздухом приборы управления с пневматическим приводом вспомогательной, обслуживающей сигнализацию, сеть пескоподачи и разгрузки думпкаров. Сжатый воздух пневматическая система получает от установленных на электровозе двух- трех компрессоров производительностью по 100—150 м 3 /ч. Включение и выключение компрессоров происходит автоматически — в зависимости от давления воздуха в магистрали. Обычно компрессоры включаются при давлении 750 кПа, а выключаются — при 950 кПа. Из компрессоров через маслоотделитель и обратные клапаны, препятствующие движению воздуха в сторону компрессоров, сжатый воздух попадает в главные резервуары. Затем от питательной магистрали воздух подводится к кранам на каждом посту управления. С помощью крана производятся торможение и зарядка тормозной магистрали, откуда сжатый воздух подается вовсе воздухораспределители и запасные резервуары вагонов (нормальное давление 550 кПа). Промышленные электровозы кроме автотормозов оборудуются еще прямодействующим тормозом, действие которого распространяется только на электровоз. Пневматическая система цепей управления снабжает сжатым воздухом при давлении 500 кПа токоприемники и аппараты (контакторы, реверсоры, регуляторы. Вспомогательная пневматическая система служит для подачи воздуха в форсунки песочниц для подсыпки песка под колеса электровоза, в звуковые сигналы, в управление автосцепкой ив магистраль опрокидывания вагонов для разгрузки. Электрическая часть электровозов Тяговые двигатели электровоза (рис. 37), устанавливаемые на электровозах, предназначены для преобразования электрической энергии в механическую. Тяговый двигатель с одной стороны через осевые подшипники опирается на ось колесной пары, ас другой подвешен к раме тележки посредством спиральных пружинили резиновых амортизаторов. 60 Рис. 37. Тяговый двигатель электровоза 1 — корпус 2 — ведущая шестерня 3 — моторно-осевой подшипник Работа тяговых двигателей протекает в условиях частых пусков (до 400 включений в сутки) при нагрузках, меняющихся по величине в широких пределах. Тяговый электродвигатель должен обладать большой перегрузочной способностью, так как бывает необходимым развивать значительную по сравнению с номинальной силу тяги вовремя пуска, а также при преодолении тяжелых подъемов пути. Подводимое к двигателям напряжение испытывает существенные колебания возможны также отрывы токоприемников от контактной сети. В период движения двигатели постоянно подвергаются тряске и ударам (от неровностей пути, а также воздействию пыли, грязи, влаги и снега. Наконец, размеры тяговых электродвигателей стеснены расположением в ограниченном пространстве между центрами колесной пары. Вместе стем тяговые двигатели должны быть доступны и удобны для осмотра, ремонта и обслуживания в эксплуатации. Двигатели большинства промышленных электровозов последовательного (сериесного) возбуждения. Их преимуществами являются наибольшая сила тяги при трогании, более равномерное распределение нагрузки между параллельно включенными двигателями, простота конструкции. Тяговые электродвигатели характеризуются значением часовой и длительной мощности. Для увеличения длительной мощности тяговые двигатели имеют принудительную вентиляцию специальный вентилятор, установленный на электровозе. Управление электровозом заключается в трогании с места, регулировании скорости, изменении направления движения, электрическом торможении. Для выполнения этих операций на электровозе имеется комплект пускорегулирующей электроаппаратуры (контроллер, электроп- невматические и электромагнитные контакторы, реверсор, реле и электроизмерительные приборы. Для управления современными карьерными электровозами в большинстве случаев применяется так называемая косвенная система управления (рис. 38), в которой все переключения в высоковольтной цепи двигателей выполняются специальными аппаратами-контакторами. Управление контакторами производится машинистом с помощью низковольтного контроллера управления. При повороте рукоятки контроллера 1 с сегмента 2 напряжение подается на катушку 3 контактора а затем б ив) и возбуждает ее. Якорь катушки поднимается и открывает клапан 4, впуская сжатый воздух из магистрали 5 в цилиндр 6 контактора. Поршень 7 цилиндра контактора при движений вниз замыкает контакты 8, включая таким образом тяговые двигатели. Для питания цепей управления принимается низкое напряжение (не более 50 В. Это дает возможность изолировать машиниста от высоковольтной аппаратуры. 61 Рис. 38. Схема управления электровозом При системе косвенного управления возможно управление несколькими электровозами из одного из них. Для этого нужно соединить между собой параллельно провода, идущие от контроллера к контакторам одного назначения на параллельно соединенных электровозах. При установке рукоятки контроллера одного из электровозов на первую позицию включаются контакторы а всех соединенных электровозов. В соответствии с этим аппаратуру электровоза можно разделить на группы силовой цепи цепи управления и вспомогательных цепей защиты отопительные и измерительные приборы. Для питания электрической энергией силовая цепь подключается, с одной стороны к контактной сети через токоприемники, ас другой — через ходовые части подвижного состава к рельсам, служащим обратным проводом. Питание электроэнергией от контактной сети осуществляется при помощи центральных и боковых токоприемников, расположенных на кузове электровоза. Центральные токоприемники (пантографы, см. рис. 34) представляют собой шарнирную рамную конструкцию. При движении электровоза подвижная часть пантографа под действием пружин всегда прижата к контактному проводу с усилием 80—120 Н. Управление пантографом пневматическое. Боковые токоприемники (по одному с каждой стороны электровоза) используются при движении по передвижным путям с боковой контактной сетью. В нерабочем положении токоприемника его полоз направлен параллельно оси электровоза. При подаче сжатого воздуха в цилиндр плечо токоприемника поворачивается на 90°, затем поднимается полоз. Для трогания с места тяговые двигатели 1—6 электровоза постоянного тока соединяются последовательно или последовательно-параллельно (риса) ив цепь их дополнительно включаются сопротивления 1'—6' ограничивающие величину пускового тока. Для увеличения частоты вращения двигателя следует повышать напряжение на его зажимах. Поэтому по мере разгона электровоза с помощью контроллера поочередно выключаются отдельные секции пусковых сопротивлений. Скорость движения электровоза растет. Дальнейшее увеличение скорости движения достигается переходом на другое соединение двигателей — параллельное (рис. 39, б. В этом случае напряжение, приходящееся на каждый двигатель, возрастает вдвое, а следовательно, примерно вдвое увеличивается скорость движения. При новом соединении двигателей также возможно регулирование скорости движения введением или выведением пусковых сопротивлений. 62 Рис. 39. Схемы соединения тяговых двигателей На электровозах переменного тока путем различных комбинаций включения вторичных обмоток трансформатора осуществляется ступенчатое повышение напряжения на тяговых двигателях. Напряжение подается на кремниевые выпрямители. Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения последовательно с тяговыми двигателями включается сглаживающий реактор. На электровозах помимо пневматических тормозов действует электрическое торможение, основанное на обратимости тяговых двигателей. При движении электровоза под уклон якоря двигателей приводятся во вращение зубчатой передачей и двигатели работают как генераторы постоянного тока. Если в цепь генераторов включить сопротивления, то вырабатываемая электроэнергия будет поглощаться сопротивлениями и превращаться в тепло. В результате возникает тормозной эффект. Электрическое реостатное торможение имеют, как правило, все используемые в условиях карьеров электровозы. Пусковые (тормозные) сопротивления силовой цепи собираются из отдельных чугунных литых элементов или фехралевых лент в специальных ящиках сопротивлений. Сопротивления охлаждаются за счет естественной вентиляции через жалюзи кузова (на электровозах Пили принудительно с использованием вентиляторов (EL-1, ОПЭ-1). Отдельные переключения в силовой цепи осуществляются контакторами, обычно элек- тропневматическими, включение которых осуществляется сжатым воздухом. Изменение направления движения (реверсирование) производится переменой направления тока в обмотках якоря. Для этого на электровозе предусмотрен реверсор. К аппаратуре силовой цепи относятся также быстродействующий автоматический выключатель, защищающий цепь от коротких замыканий и перегрузок разъединители для отключения неисправных двигателей и тормозные переключатели для соединения цепи двигателей в режиме реостатного торможения. В состав аппаратуры цепи управления электровозом входят контроллер, электромагнитные контакторы, электропневматические вентили, регуляторы, включатели и переключатели. Каждый электровоз оборудуется несколькими вспомогательными машинами. Обычно это генератор управления — электрическая машина, вырабатывающая ток низкого напряжения для питания цепей управления электровозам, а также двигатель-компрессоры, приводящие в движение компрессорные установки, и двигатель-вентиляторы для охлаждения тяговых двигателей и пуско- тормозных сопротивлений. На электровозах переменного тока (ДМ, Д, EL-10, ОПЭ-1) вентиляторы используются также для охлаждения масляных радиаторов главного трансформатора. Охлаждение игнитронных выпрямителей — жидкостное, кремниевых — принудительное воздушное. |