§ 17. Конструкция тягового двигателя
Тяговый двигатель типа АЬ4846с1Т представляет собой шестн-полюсную машину с остовом цилиндрической формы. Остов отлит из специальной стали с высокой механической прочностью и хорошими магнитными свойствами. На внешней поверхности остова имеются приливы для крепления несущих кронштейнов, которыми тяговый двигатель крепится к раме тележки. Со стороны, противоположной коллектору, в верхней части остова находится отверстие, к которому крепится вентиляционный патрубок для подвода охлаждающего воздуха. Через верхний люк со стороны коллектора осуществляется выброс воздуха в атмосферу.
Рис. 32. Поперечный разрез тягового двигателя
Этот люк не служит для осмотра щеткодержателей и коллектора. Отверстия в нижней части остова (со стороны коллектора) также предназначены для выброса воздуха и, кроме того, для осмотра.
В средней части остова / (рис. 32) по всей внутренней поверхности сделан паз, в котором расположены шихтованные вставки 8, набранные из листовой стали толщиной 1 мм, с распорками из полиамида.
I лавиые и дополнительные полюса укреплены на внутренней поверхности остова, при этом прокладки 3 и 6 служат опорой катушек и улучшают отвод тепла от полюсов к остову.
Сердечник главного полюса 10 набран из листовой стали толщиной 1,0 мм, которые скреплены заклепками. Сердечник крепится к остову двумя болтами 2 с пружинными шайбами. Болты ввинчены в стальной стержень, пропущенный через выштампован-иое в листах отверстие. Этим обеспечивается равномерность передачи давления на листы сердечника при затяжке болтов.
Катушка 4 главного полюса имеет 24 витка и намотана на широкое ребро (плашмя) из двух проводов полосовой меди, общим сечением 2(2,8X28) мм (на двигателе электровоза ЧС2 — один провод сечением 5X28 мм). Катушка состоит из двух слоев, разделенных изоляционной прокладкой (толщина 1 мм) из асбеста и картона. В каждом слое 12 витков. Витки изолированы друг от друга асбестовой лентой толщиной 0,3 мм, кроме того, изоляция первых (от сердечника) пяти витков усилена гибким миканитом толщиной 0,2 мм. Внешняя изоляция катушки состоит из семи слоев шелкослюдяной ленты толщиной 0,12 мм и шириной 20 мм и четырех слоев стеклоткани толщиной 0,1 мм, шириной 20 мм, наложенных" вперекрышу. Для повышения влагостойкости изоляции катушки после намотки пропитывают компаундной
массой, которая заполняет все пустоты и, остывая, придает катушке монолитность, К концам обмоток, выведенным наружу, серебряным припоем припаяны латунные скобы. В них в свою очередь впаян выводной кабель.
Воздушный зазор между главным полюсом и якорем составляет 8 мм, длина главного полюса 360 мм.
Дополнительный полюс состоит из сердечника 7 и катушки 5. Сердечник набран из листовой стали толщиной 1,0 мм и двух стальных прямоугольных стержней толщиной по 40 мм. Обычно сердечник дополнительных полюсов выполняют сплошным, так как при массивном остове шихтованный сердечник незначительно снижает вихревые токи. В случае же остова из расслоенной стали эффект улучшения коммутации в переходном режиме повышается при выполнении сердечника дополнительных полюсов из листовой стали. Поэтому в двигателе электровоза ЧС2Т наряду с шихтованными вставками в остове сердечник дополнительного полюса также выполнен шихтованным.
Стальные листы сердечника спрессовывают до отказа и закрепляют двумя заклепками. Сердечник крепится к остову двумя шпильками с пружинными шайбами. Шпильки ввинчиваются в стальные стержни толщиной 40 мм, установленные между листами. Катушка дополнительного полюса изготовлена из полосовой меди сечением 4x35 мм, намотанной на узкое ребро в один слой. Конструкция катушек, намотанных на ребро, обеспечивает значительное повышение механической устойчивости. Катушка состоит из 21 витка. Повышение числа витков с 19 у двигателей электровоза ЧС2 до 21 связано с применением немагнитной прокладки, т. е. второго зазора величиной 3 мм, что увеличивает магнитное сопротивление вихревым токам, задерживающим изменение потока дополнительного полюса.
Межвитковая изоляция состоит из асбестовой ленты толщиной 0,2 мм. Снаружи катушка изолируется семью слоями шелкослюдяной ленты толщиной 0,12 мм, шириной 15 мм встык и двух слоев стеклоткани толщиной 0,1 мм, шириной 20 мм вполупере-крышу. Выводы катушки припаяны к соседним виткам. Воздушный зазор между дополнительными полюсом и якорем составляет 10 мм, длина полюса 300 мм.
Якорь тягового двигателя состоит из полого вала 1 (рнс. 33), сердечника 5, обмотки 4, уложенной в пазы сердечника, нажимных шайб 3, 6 и коллектора 8. Вал представляет собой цилиндр, отлитый из электротехнической стали, с продольными ребрами на поверхности. К валу болтами прикреплены с двух сторон фланцы 2, 10 с полыми цапфами для роликовых подшипников. На внутренней поверхности вала расположены зубья //, передающие вращающий момент на поршень шарнирной муфты. Благодаря такой конструкции зацепление между валом якоря и поршнем осуществлено на большом диаметре и уровень напряжений, возникающих при передаче вращающего момента, существенно снижается, а следовательно, долговечность этого узла повышается.
Рис. 33. Продольный разрез тягового двигателя
Сердечник якоря набран из штампованных листов электротехнической стали толщиной 1 мм, изолированных один от другого пленкой лака. В сердечнике имеется 48 отверстий треугольной формы, образующих вентиляционные каналы для прохода охлаждающего воздуха. Активный слой сердечника состоит из зубцов и 87 пазов высотой 41,5 и шириной 11,8 мм. Наружный диаметр сердечника 900, внутренний 500, длина 360 мм. Кроме сердечника, на вал якоря напрессованы передняя 6 и задняя 3 нажимные шайбы.
Обмотка якоря 4 простая петлевая, имеющая в соответствии с числом пар полюсов три пары параллельных ветвей. Обмотка состоит из 87 шаблонных катушек и по условиям размещения в пазу выполнена двухслойной. Одна из сторон секции находится в верхнем слое, другая —в нижнем. В отличие от двигателей электровоза ЧС2, у которых применены разрезные секции, в рассматриваемом двигателе переход из слоя в слой осуществляется с помощью головок.
При этом отпадает необходимость пайки полусекций и улучшается охлаждение их лобовых частей.
Каждая катушка состоит из шести секций, т. е. в пазу уложено 2x6 = 12 проводников и общее их число составляет 1044. Шаг обмотки по коллектору равен 1, шаг по пазам 14. Сечение меди проводника 1,1X13,5 мм2, а с учетом изоляции — 1,5X13,9 мм2. Обмотка якоря имеет изоляцию класса В.
При петлевой обмотке проводники отдельных параллельных ветвей располагаются под разными парами полюсов, и в случае неодинаковых магнитных потоков полюсов в этих ветвях наводятся разные по величине э. д. с, что вызывает неравномерность распределения общего тока двигателя между параллельными ветвями обмотки. Для выравнивания нагрузок применяются уравни-. тельные соединения, число которых в двигателе АЬ4846с1Т составляет 174, т. е. одно соединение на каждые три коллекторные пластины. Сечение уравнительного соединения 1x5,5 мм2. Обмотка якоря в пазовой части закреплена текстолитовыми клиньями 9 (см. рис. 32) толщиной 6,8 мм с углом 60°. На лобовой части обмотка якоря закреплена стеклобаидажами.
Коллектор диаметром 830 мм имеет 522 пластины, которые изготовлены из меди с добавлением серебра. Внутренние концы пластин (ламелей), выполненные в форме ласточкина хвоста, зажимаются между корпусом и нажимным конусом 9 (см. рис. 33), стянутыми 16 шпильками. Под головки гаек подложены уплотни-тельные шайбы. Коллекторные пластины изолированы от корпуса и нажимного конуса миканнтовыми манжетами и цилиндром. Петушок пластины имеет шлиц, в который закладываются концы обмотки.
Изоляционные пластины между медными коллекторными пластинами изготовлены из специального коллекторного миканита толщиной 1 мм, содержащего мало склеивающих веществ и имеющего малую усадку. Изоляционные прокладки фрезеруют (продо-рожнванпе коллектора) на глубину 1,5 мм относительно поверхности коллектора.
Среднее напряжение между соседними пластинами, которое определяется числом пар полюсов, напряжением на коллекторе и количеством коллекторных пластин, составляет 17,4 В.
Ток к коллектору подводится с помощью щеток, помещенных в щеткодержатели 7. Тяговый двигатель АЬ4846с1Т имеет шесть щеткодержателей, каждый из которых состоит из латунного корпуса с тремя гнездами для щеток, трех нажимных пальцев со спиральными пружинами и нажимными устройствами для регулирования нажатия на щетки. В двигателе применены разрезные щетки ГШ-59 высотой 50, шириной 38 и толщиной 2X8 мм. Щетка состоит из двух половин, вставленных в одно гнездо. Благодаря удлинению пути для тока в короткозамкнутой секции обмотки якоря искрение под разрезной щеткой несколько меньше, чем под сплошными. Равномерное нажатие на обе половины щетки обеспечивается применением резиновой прокладки, перекрывающей обе половины щетки. Нажатие на щетку составляет 1,8—2,2 кгс.
Корпус щеткодержателя крепится к кронштейну одной шпилькой с гайкой, причем поверхности соприкосновения сделаны рифлеными, что обеспечивает надежность соединения и невозможность перекоса. Для регулировки полодсения корпуса щеткодержателя относительно коллектора отверстие под болт в нем сделано овальным. Кронштейн состоит из двух стянутых болтами
половин, которые охватывают пальцы. Пальцы изолированы от кронштейна трубкой из гетннакса внутренним диаметром 14 и внешним 22 мм, длина трубки 135 мм. Для предохранения изоляции пальцев поверх гетинаксовых надеты стальные оцинкованные трубки. Длина трубок (гетинаксовой и стальной) на 20 им превышает длину пальца. Это пространство заполняется эпоксидной смолой.
На пальцы, расположенные между кронштейном и траверсой, надеты фарфоровые изоляторы с внешним диаметром 40+0,1 мм. Траверса, предназначенная для подвода к люкам остова щеткодержателей, выполнена в виде кольца и вставлена в кольцевую выточку остова. Зубья на наружной поверхности траверсы сцепляются с зубьями шестерни, которая приводится во вращение с внешней стороны остова специальным ключом.
Вал якоря вращается в роликовых подшипниках. Со стороны коллектора двигателя установлен радиально-упорный подшипник. NH 330М/С4 с упорным кольцом HI330, а с противоположной стороны открытый подшипник NU1040M/C3. Оба подшипника однорядные. Внешние кольца подшипников и внутренние лабиринтные кольца установлены в торцовых стенках остова и крепятся к нему болтами. Внутренние кольца подшипников расположены на фланцах, прикрепленных к втулкам якоря. Подшипник NH 330М/С4 имеет наружный диаметр 320, внутренний 150 и ширину 65 мм; подшипник NU1040M/C3 — наружный диаметр 310, внутренний 200 и ширину 51 мм. .
В подшипниках применяется консистентная смазка, для предотвращения потери которой из подшипникового узла и проникновения в него пыли с внутренней стороны каждого подшипника установлено кольцо с лабиринтным уплотнением. С наружной стороны подшипник NH 330М/С4 закрыт крышкой, а подшипник NU104M/C3 — вторым лабиринтным кольцом. Смазку добавляют через выводные трубки с пресс-масленками, встроенные в крышки подшипников. На крышке подшипника со стороны привода имеется отверстие, закрытое болтом, предназначенное для измерения количества охлаждающего воздуха в двигателе.