На электровозах ЧС2 установлены следующие вспомогательные машины:
два мотор-компрессора с электродвигателями постоянного тока напряжением 3000 В, которые подают воздух в тормозную и пневматическую системы электровоза;
один вспомогательный мотор-компрессор с электродвигателем постоянного тока напряжением 50 В, получающим питание от аккумуляторной батареи. Компрессор подает сжатый воздух для подъема токоприемников и включения быстродействующего выключателя;
два мотор-вентилятора с электродвигателями постоянного тока напряжением 3000 В, охлаждающие тяговые двигатели и пусковые резисторы;
два мотор-вентилятора калориферов кабин машиниста с электродвигателями постоянного тока напряжением 50 В;
два генератора тока управления, вырабатывающие постоянный ток напряжением 50 В для цепей управления, освещения и сигнализации, а также для зарядки аккумуляторной батареи.
На электровозах ЧС2 установлено по два поршневых двухступенчатых трехцилиндровых компрессора 1 (рис. 78) К2, которые приводятся в движение электродвигателями 2 1А-3432/4, с электровоза № 305 — типа 6А-3432/4, а на электровозах более поздних выпусков — типа 9А-3432/4. Компрессор и электродвигатели установлены иа общей фундаментной плите 3.
В поршневых компрессорах (рис. 79) воздух сжимается в цилиндре 3 поршнем 4, имеющим возвратно-поступательное движение. Сжатие воздуха происходит путем уменьшения объема рабочей камеры (полости цилиндра) при движении поршня в сторону крышки цилиндра. Движение поршень получает через кривошип-но-шатунный механизм от вала 5. В крышке цилиндра помещается всасывающий клапан 2, открывающийся внутрь цилиндра, и нагнетательный клапан 1, открывающийся наружу и соединяющий цилиндр с нагнетательным воздухопроводом. При ходе поршня в сторону от крышки в пространстве между крышкой цилиндра и поршнем создается разряжение и в цилиндр через автоматически открывающийся клапан 2 поступает воздух при абсолютном давлении, равном около 1 кгс/см2.
Наполнение цилиндра (всасывание) продолжается до тех пор, пока поршень не дойдет до крайнего положения. При обратном ходе поршня влево воздух сжимается и давление в цилиндре увеличивается. При этом всасывающий клапан 2 прижимается к своему седлу, а нагнетательный закрыт до тех пор, пока давление в цилиндре не станет равным давлению в нагнетательном трубопроводе. В этот момент нагнетательный клапан 1 открывается и сжатый воздух выталкивается в нагнетательный трубопровод при постоянном давлении. Нагнетание будет продолжаться до прихода поршня в крайнее положение около крышки, после чего последует процесс всасывания. Таким образом, полный рабочий цикл в цилиндре компрессора протекает за два хода поршня или один оборот вала.
При сжатии воздуха до давления выше 5 кгс/см2 температура воздуха повышается настолько, что затрудняет нормальную смазку цилиндров. Масло сильно окисляется и на стенках появляется нагар. Кроме того, с нагревом воздуха увеличивается- расход энергии на работу компрессора. Чтобы устранить большое повышение температуры, процесс сжатия разделяют на две ступени, т. е. компрессор выполняют двухступенчатым.
В полостях цилиндров 3 большого диаметра (низкого давления) происходит первая ступень сжатия, в полости цилиндра 6 малого диаметра (высокого давления) —вторая ступень сжатия. В цилиндрах низкого давления воздух сжимается до 2—4 кгс/см2. Затем сжатый воздух (проходит через холодильник 7, где охлаждается. Из холодильника воздух засасывается в цилиндр 6 высокого давления, где сжимается до конечного давления, т. е. до
Рис. 78. Мотор-компрессор
давления в главных резервуарах, которое при работе электровоза составляет 8,5— 10 кгс/см2 (7,5—9 кгс/см2 избыточного давления).
Сжатый воздух обладает запасом потенциальной энергии; при расширении в различных механизмах он совершает полезную работу.
Все основные детали компрессора К2 (рис. 80) — два цилиндра низкого давления 18, цилиндр высокого давления 6, а также литые крышки 43 и 20, в которых помещены сферические роликовые подшипники 26 типа 22312 коленчатого вала 40 — прикреплены к чугунному корпусу / болтами 2, 21 и 39.
Диаметр цилиндров низкого давления равен 155 мм, а высокого давления — 125 мм.
К цилиндрам болтами 13 прикреплены чугунные головки 7. Цилиндры и головки имеют ребра, улучшающие отвод тепла от стенок окружающим воздухом. В головках размещены нагнетательные 12 и всасывающие 45 клапаны, стаканы 11 и тарельчатые пружины 10. Головки закрыты крышками 8, которые удерживаются гайками 9, навернутыми на шпильки. В каждом цилиндре находятся по два клапана: один всасывающий и один нагнетательный.
В цилиндрах помещены поршни 14, выполненные из легкого металла. Они имеют по три уплотняющих поршневых кольца 15 и по два маслосъемных кольца 16. В поршнях с помощью уплотняющих колец 17 укреплены стальные закаленные поршневые пальцы 4 диаметром 35 мм. Эти пальцы обхватываются бронзовыми втулками 5 шатунов 19. Головки 38 шатунов сделаны разрезными. Присоединяются они к шатунам болтами с корончатыми гайками 44. Все три головки шатунов цилиндров низкого и высокого давления размещены на шейке вала рядом (диаметр шеек вала 70 мм). Внутренняя трущаяся поверхность головок покрыта антифрикционным сплавом (баббитом). Механизм компрессора уравновешен противовесом 42, укрепленным болтом 41.
В нижней части корпуса 1 болтами 37 укреплен картер 36, являющийся масляным баком смазочной системы компрессора. Внизу картера имеется сборник с отверстием, закрытым болтом 35, через которое можно выпускать масло.
Трущиеся поверхности шатунов смазываются жидкой смазкой. Она подается шестеренным масляным насосом из картера по трубке 34 в каналы (сверления), имеющиеся в вале и шатунах. Насос смонтирован в корпусе 27, его шестерня 31 приводится во вращение зубчатым колесом 32, сцепленным с зубчатым венцом 30, наса-
женным на вал 40. Давление масла в системе регулируют болтом 23, при повороте которого меняется давление пружины 24, нажимающей на клапан 25. Головка болта закрыта накидной гайкой 22.
Конец вала 40 со стороны масляного насоса закрыт колпаком 28, выполненным из листового материала. Для предотвращения утечки смазки из картера вал уплотнен кольцами 29 типа «Гуферо». Болт 33 служит для закрытия отверстия, через которое спускается масло из задней крышки 20. Для того чтобы в картере не создавалось повышенное давление, пространство его через сапун 3 сообщается с атмосферой.
Кольцо «Гуферо» (рис. 81) представляет собой резиновый сальник / с уплотняющей пружиной 2. Эти сальники, имеющие различные размеры, широко используются в различных узлах электровоза.
При частоте вращения вала 720 об/мин компрессор подает 2,5—2,7 м3/мин воздуха, сжатого до давления 9 кгс/см2 (при поступлении в компрессор воздуха температурой +20°С). Ход поршня составляет 120 мм, средняя скорость его перемещения 2,88 м/с. Объем смазочного масла в картере равен 4,5 л. Давление
Рис. §0. Компрессор типа К2
масла у работающего компрессора составляет 3—5 кгс/см2, вес компрессора 360 кг, высота 911 мм, длина 1043 мм и ширина 652 мм.
Вал компрессора с помощью зубчатой передачи соединен с валом электродвигателя 1А-3432/4 (рис. 82,а и б), 6А-3432/4 или 9А-3432/4.
Остов / электродвигателя отлит из стали с хорошими магнитными свойствами. В сечении он имеет восьмигранную форму, которая у коллектора переходит в круглую. В нижней части остова имеются четыре лапы с отверстиями для болтов, крепящих электродвигатель к фундаментной плите. В верхней части остова имеются скобы для транспортировки остова или собранного электродвигателя подъемным краном.
В каждой грани остова просверлено по два отверстия, через которые проходят болты 10 и 7, крепящие соответственно четыре сердечника главных и четыре дополнительных 8 полюсов. Сердечники главных полюсов набраны из листов электротехнической стали толщиной 1 мм, а дополнительных изготовлены из сплошной стали.
Катушки главных 12 и дополнительных 6 полюсов изготовлены из круглой медной проволоки диаметром 2,36 мм с изоляцией класса А, состоящей из слоя эпона и двух слоев хлопчатобумажной ленты (диаметр изолированного провода 2,74 мм). Катушка главного полюса имеет 326 витков, дополнительного — 248. Снаружи катушки обмотаны миканитовой и стеклянной лентами и пропитаны компаундными лаками.
Концы обмоток выведены к зажимам 41, к которым крепят наконечники кабелей межкатушечных соединений или выводных кабелей 80. Последние пропущены через резиновые втулки 81, помещенные в отверстия нижней части остова.
Между нажимными шайбами — передней 5 и задней 13 — зажат сердечник 9 якоря, набранный из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм. Его диаметр 400 мм и длина 160 мм. Шайбы и сердечник посажены на вал 24 якоря и укреплены на нем шпонкой 29. Вал изготовлен из хромомарганцевой стали с высокими механическими свойствами.
В сердечнике имеется 55 пазов высотой 29,4 мм и шириной 11,9 мм, в которые уложена обмотка 14. В каждом пазу в два слоя размещено 56 медных проводников сечением 0,8X1,8 мм2 с изоляцией класса А. Сечение проводника с изоляцией 1,17X2,17 мм2.
Прямолинейные части обмотки, помещенные в пазах, опрессованы в горячем состоянии микафолиевыми трубками. Обмотка на нажимных шайбах удерживается бандажами 15, выполненными из стальной' проволоки, в пазах — текстолитовыми клиньями 43. Кон-
Рис 82 Продольный (а) и поперечный (б) разрезы электродвигателя 1А-3432/4
цы секций обмотки впаяны в прорези петушков коллекторных пластин 3. Эти пластины зажаты между коллекторной втулкой 36 и и нажимным конусом 37. Пластины изолированы от втулки мйка-нитовой манжетой 2, от конуса — миканитовой манжетой 4. Между коллекторными пластинами в качестве изоляции помещены калиброванные пластины из амберита. Диаметр нового коллектора равен 390 мм, коллектор имеет 385 пластин. Волновая обмотка якоря имеет шаг по коллектору 1—193. Со стороны, противоположной коллектору, на вал 24 якоря посажен стальной диск (ступица) 19, к которому прикреплено болтами 18 вентиляторное кольцо 17, изготовленное из алюминия. При вращении якоря это колесо создает воздушный поток, направленный от коллектора к вентилятору и охлаждающий полюсы и якорь.
Вал якоря вращается в роликовых подшипниках 35 и 27, внутренние кольца которых посажены на него в горячем состоянии, а наружные зажаты в подшипниковых щитах 40 и 16. Щит 40 прикреплен к остову болтами 32. Подшипник 35, имеющий внутренний диаметр 60 мм, наружный 130 мм и ширину 31 мм, не позволяет валу перемещаться вдоль оси. Снаружи подшипник закрыт крышкой 34, прикрепленной к подшипниковому щиту 40. Подшипник 27 имеет внутренний диаметр 65 мм, наружный 140 мм и ширину 33 мм. Его ролики могут двигаться вдоль внутреннего кольца и этим позволяют валу 24 иметь небольшие аксиальные перемещения.
У электродвигателя два щеткодержателя 42, в каждом из которых помещено по две щетки размерами 30X12,5X12,5 мм. На щетки воздействуют пружины, которые создают нажатие щеток на коллектор (0,46—0,53 кгс). Щеткодержатели с помощью изолированных пальцев укреплены на поворотной траверсе 38, которую присоединяют к подшипниковому щиту 40 болтом 39. В остове со стороны коллектора имеются два прямоугольных люка, через которые можно осматривать коллектор и менять щетки. Люки закрыты крышками 33, в них предусмотрены отверстия для входа охлаждающего воздуха.
Подшипниковые щиты, прикрепленные к остову, имеют по четыре прямоугольных отверстия для выхода воздуха; отверстия защищены сетками, приваренными к щиту.
У собранного электродвигателя воздушные зазоры между главными полюсами и якорем составляют 4 мм, между дополнительными полюсами и якорем — 6 мм.
Электродвигатель 1А-3432/4 рассчитан на номинальное напряжение 3000 В, в его цепь постоянно включен резистор сопротивлением 19,5 Ом, электродвигатель развивает длительную мощность 17 кВт при токе 7,15 А; частота вращения якоря 1350 об/мин. Во время испытания изоляции на обмотки подают напряжение 8750 В в течение 1 мин. Двигатель испытывают при максимальной частоте вращения якоря 2600 об/мин.
Вместе с фундаментной плитой электродвигатель весит 930 кг.
Рис. 83. сор 2ВИ
Вспомогательный компресЭлектродвигатель 6А-3432/4 со стороны коллектора имеет шариковый подшипник с внутренним диаметром 60 мм, наружным диаметром 130 мм и шириной 31 мм. Электродвигатель рассчитан на номинальное напряжение 3000 В, в его цепь включен резистор 20 Ом. Длительная мощность электродвигателя 21 кВт при токе 8,3 А и частоте вращения якоря 1700 об/мин. Вместе с плитой электродвигатель весит 950 кг, электродвигатель 9А-3432/4 имеет те же электрические параметры; вес его равен 875 кг.
Вал 24 двигателя обработан на конус. На нем в горячем состоянии по шпонке посажено ведущее зубчатое колесо 23, которое дополнительно фиксируется гайкой 25.
В свою очередь гайка от провертывания удерживается шайбой-прокладкой, часть которой отгибается на грань гайки.
Ведомое зубчатое колесо 28 таким же способом посажено на конец вала компрессора. Зубчатый привод имеет передаточное число 1 : 2,13 (66:31 зубьев).
Зубчатые колеса 23 и 28 заключены в картер, образованный стенками подшипникового щита 16 и укрепленной к нему болтами 21 крышкой 22; картер имеет сверху отдушник 20. Корпус компрессора скреплен с крышкой 22 болтами 26.
Вспомогательный (одноступенчатый, с одним цилиндром) компрессор типа 2ВК (рис. 83) приводится посредством муфты 3 в действие электродвигателем мощностью 0,5 кВт, напряжением 50 В.
Корпус / компрессора изготовлен из чугуна. В головке 2 цилиндра помещен всасывающий нагнетательный клапан пластинчатого типа. Диаметр цилиндра-—50 мм, ход поршня — 40 мм. При частоте вращения вала 900 об/мин компрессор всасывает 2,3 м3 воздуха в 1 ч и сжимает его до давления 6 кгс/см2. В картер компрессора наливается 0,2 л масла. Вес компрессора — 7,5 кг, высота— 220 мм.
⇐Основные данные и характеристики двигателя | Электровоз ЧС2 | Мотор-вентиляторы⇒