Устройство тягового двигателя и его составных частей

 

Тяговый двигатель (смотри рисунки 1 и 2) выполнен для опорно-рам­ного подвешивания и представляет собой шестиполюсную компенсированную электрическую машину пульсирующего тока с последовательным возбуждением и независимой принудительной системой вентиляции. Охлаждающий воздух посту­пает в тяговый двигатель со стороны коллектора через вентиляционный люк и выходит из двигателя со стороны, противоположной коллектору через щелевые отверстия подшипникового щита. Состоит он из остова 5, траверсы 3, якоря 4, подшипниковых щитов 2,6.

 Рисунок 1 - Продольный разрез тягового двигателя НБ-520В 1 - передаточный механизм; 2, 6 - щиты подшипниковые; 3 - траверса; 4 - якорь; 5 - остов.

 

Рисунок 2 - Поперечный разрез тягового двигателя НБ-520В 1 - 6 - см. рисунок 3.1;.7 - полюс главный; 8 - катушка компенсационная; 9 - катушка главного полюса; 10 - полюс добавочный; 11 - катушка добавочного полюса.

 

Остов имеет цилиндрическую форму, является одновременно магнито-проводом и корпусом, к которому крепятся все основные детали и узлы тягового двигателя. Часть остова, которая является магнитопроводом, выполнена утол­щенной. В нижней части остов имеет два сливных отверстия а (смотри рисунок 2) диаметром 20мм. Со стороны коллекторной камеры в остове имеется вен­тиляционный люк, через который входит охлаждающий воздух. В остове предус­мотрены два люка для осмотра и обслуживания коллектора и щеточного аппара­та: один в боковой, другой в нижней части остова. Люки плотно закрываются крыш­ками. Крышка бокового люка крепится к остову штырем и специальным болтом с цилиндрической пружиной.

Крышка нижнего люка крепится к остову одним болтом М20 и специаль­ным болтом с цилиндрический пружиной. Для лучшего уплотнения на крышках лю­ков предусмотрены войлочные прокладки. С торцев остов имеет горловины с привалочными поверхностями для установки подшипниковых щитов с подшипни­ками качения, в которых вращается якорь тягового двигателя. С наружной сто­роны имеет приливы для крепления кронштейнов подвески двигателя, опорные пяты и резьбовые отверстия для установки рым-болтов для транспортировки, кантования установки на пол остова и двигателя при монтаже и демонтаже. Резь­бовые отверстия для установки рымов в собранном двигателе перед установкой его на тележку должны быть закрыты крышками. Главный полюс крепится к осто­ву четырьмя болтами М20. Добавочный полюс крепится двумя специальными болтами М16 из немагнитной стали. Для предохранения от самоотвинчивания под головки болтов установлены пружинные шайбы. На торцевой стенке остова со стороны коллектора укреплены устройства стопорения 6, 7, фиксации 3, 4, 5, и поворота траверсы 1, 2 (смотри рисунок 3).

 

Рисунок 3 - Расположение на остове устройств стопорения, фиксации и поворота траверсы  1 - шестерня; 2 - валик; 3 - обойма; 4 - фиксатор; 5 - болт; 6 - накладка; 7 - болт.

 

Катушки компенсационной обмотки уложены в пазы сердечников главных полюсов и закреплены в них клиньями из профильного стеклопластика толщиной 4мм. Электрический монтаж полюсных ка­тушек, схема которого приведена на рисунках 3.4 и 3.5 выполнен гибкими выво­дами из провода ПЩ. Выводы катушек соединены между собой посредством пайки их наконечников серебряным припоем. К остову межкатушечные соединения зак­реплены скобами. Концы катушек выведены в коробку выводов, расположенную на остове, через пластмассовые клицы, установленные в специально выполнен­ные в остове отверстия. Электрический монтаж коробки выводов выполнен изо­лированными шинами, формованными пакетом из 8 медных полос толщиной 1 мм и спаянными между собой припоем ПМФ. Подсоединительные зажимы закрепле­ны на опорных изоляторах из прессмассы АГ-4В. Для предохранения от самоот­винчивания под изолятор установлена пружинная шайба. Условное обозначение выводов нанесено на остове у каждого изолятора. После монтажа силовых шин коробку выводов закрывают крышкой из прессмассы АГ-4В. Для предохранения от проникновения пыли и влаги крышка уплотнена прокладками из губчатой рези­ны.

Главный полюс моноблочного исполнения (смотри рисунок 2) состоит из сердечника и катушки 9. Сердечник главного полюса выполнен шихтованным. Он собран из штампованных листов стали марки 2кп толщиной 1,0 мм и сварных бо­ковин толщиной 6 мм, набранных из листовой стали толщиной 1 мм. В каждом сер­дечнике имеется восемь пазов открытой формы, расположенных параллельно продольной оси добавочных полюсов. В эти пазы укладываются катушки компен­сационной обмотки. Сердечник главного полюса собран на шести заклепках диа­метром 10мм. Заклепки после сборки развальцовываются по торцам под прес­сом. Для крепления полюса к остову в сердечник запрессованы два стальных стержня размером 30x30 мм с двумя резьбовыми отверстиями под болты. Ка­тушка главного полюса имеет 9 витков, намотанных плашмя из медной ленты раз­мером 3x30 в два параллельных проводника. Для лучшего прилегания катушки к внутренней поверхности остова ее формуют в специальном приспособлении для придания ей формы внутренней поверхности остова. К крайним виткам катушки припаяны меднофосфористым припоем выводы из проводов марки ПЩ. Корпус­ная изоляция катушки состоит из четырех слоев слюдинитовой ленты марки ЛСКН-160-ТТ толщиной 0,13 мм, наложенных с перекрытием в 1/2 ширины ленты. Витковая изоляция - лента из электронита толщиной 0,5 мм. Пропитка катушки произво­дится в эпоксидном компаунде ЭМТ-1 совместно с сердечником главного полю­са. После пропитки на поверхность катушки, прилегающей к остову, приклеивают прокладки из электронита. Это обеспечивает предохранение изоляции катушки от повреждения и плотное зажатие катушки между наконечником полюса и остовом.

Добавочный полюс (смотри рисунок 2) состоит из двух стальных сер­дечников 10, на один из которых устанавливается катушка 11. После установки и крепления катушки на сердечнике полюс пропитывается в эпоксидном компаунде ЭМТ-1 и представляет единый моноблок.

Катушка добавочного полюса имеет 5 витков медной проволоки разме­ром 8x20 мм, намотанных на ребро. Корпусная изоляция состоит из четырех сло­ев слюдинитовой ленты марки ЛКСН-160-ТТ толщиной 0,13мм, наложенных с пе­рекрытием в 1/2 ширины ленты. Витковая изоляция - бумага асбестовая толщи­ной 0,3 мм в два слоя. К крайним виткам катушки припаены меднофосфористым припоем вывода из провода марки ПЩ.

Компенсационная обмотка (смотри рисунок 2) состоит из шести отдель­ных катушек 8 по восемь витков каждая. Намотаны компенсационные катушки из медной проволоки размером 4,4x30 мм.

Корпусная изоляция состоит из четырех слоев слюдинитовой ленты мар­ки ЛСЭК-5СПл толщиной 0,1 мм, наложенных в 1/2 ширины ленты и одного слоя фторопластовой пленки марки Ф-4Э0 толщиной 0,02 мм, наложенной в 1/4 шири­ны пленки. Покровная изоляция - один слой стеклоленты толщиной 0,1мм, нало­женной с перекрытием в 1/2 ширины ленты. Витковая изоляция - один слой слю­динитовой ленты марки ЛСЭК-5СПл толщиной 0,1 мм, наложенной с перекрыти­ем в 1/2 ширины ленты. Выводы катушек выполнены гибкими из провода ПЩ и припаяны к крайним виткам меднофосфористым припоем. Сушка изоляции проводится в остове после монтажа катушек и изолиров­ки межкатушечных соединений.

Покрытие внутренних поверхностей остова после монтажа эмаль ГФ-92ХС красно-коричневая.

Траверса 3 (смотри рисунок 1) стальная выполнена в виде разрезного кольца. Но наружному ободу имеет зубья, входящие в зацепление с зубьями шес­терни поворотного механизма. На траверсе закреплены шесть кронштейнов со щеткодержателями. В остове она закрепляется фиксатором, установленным про­тив бокового коллекторного люка, и прижата к подшипниковому щиту двумя сто­порными устройствами (смотри рисунок 3) и специальными разжимным устрой­ством. Разжимное устройство, расположенное на траверсе против нижнего кол­лекторного люка, позволяет обеспечивать зазор 4-7,5 мм в месте разреза коль­ца в рабочем положении и не более 2мм, когда требуется осуществить поворот траверсы для осмотра щеткодержателей и смены щеток.

 

Рисунок 6 - Разжимное устройство траверсы 1,4- шарниры; 2 - стопор пружинный;      3 - шпилька.

 

Разжимное устройство (смотри рисунок 6) состоит из двух шарниров 1 и 4, закрепленных гайками с шайбами на траверсе, шпильки 3, и пружинного стопора 2. Один шарнир имеет отверстие с правой резьбой, другой - с левой. В шарниры вкру­чена шпилька, имеющая шестигранник для вращения ее ключом и зубчатое колесо для стопорения. При вращении шпильки происходит разжатие или сжатие травер­сы. С помощью разжимного устройства траверса крепится в проточке подшипни­кового щита. Поворотный механизм траверсы состоит из валика, закрепленного в отверстии на остове, и шестерни, закрепленной на валике. Валик имеет квадрат­ную головку с размером 24x24 мм. Шестерня входит в зацепление с траверсой. При вращении валика специальным ключом-трещеткой шестерня проворачивает траверсу. Проворачивать траверсу допускается только до места; где она имеет разрез. Для установки траверсы на нейтраль (смотри рисунок 7) на траверсе зак­реплена двумя болтами накладка 3 с пазом для входа фиксатора. При необходи­мости регулирования положения траверсы накладку 3 можно перемещать по тра­версе.

Рисунок 7 - Установка траверсы тягового двигателя на нейтраль 1 - болт М16;       2 - фиксатор; 3 - накладка; 4 - прокладка; 5 – прокладка

 

Кронштейн щеткодержателя разъемный, состоит из корпуса и накладки, которые при помощи болта М16 закреплены на двух изоляционных пальцах уста­новленных на траверсе. Пальцы представляют собой стальные шпильки опрес-сованные прессмассой АГ-4В. Крепление изоляционных пальцев в траверсе осу­ществляется с помощью гайки и пружинной шайбы. По исполнению Б (смотри ри­сунок 1) изоляционные пальцы вкручиваются непосредственно в траверсу и фиксируются стопорной прокладкой. Данная конструкция крепления применяет­ся с электровоза №26. Крепление щеткодержателя к кронштейну осуществляется шпилькой М16 и гайкой с пружинной шайбой.

На сопрягаемых поверхностях кронштейна и щеткодержателя для более надежного их крепления сделана гребенка, которая позволяет выбрать опреде­ленное положение щеткодержателя по высоте относительно рабочей поверхнос­ти коллектора при его износе.

Щеткодержатель (смотри рисунок 8) состоит из корпуса, имеющего три окна размером 25x32 мм и трех нажимных пальцев с резиновыми амортизатора­ми. Корпус и пальцы отлиты из латуни. Усилие нажатия нажимных пальцев на щетки создают три цилиндрические пружины растяжения, закрепленные одним концом к оси, вставленной в отверстие корпуса щеткодержателя, другим – к оси на нажимном пальце с помощью винта, который одновременно служит регулятором натяжения пружины.

 Рисунок 8 - Щеткодержатель 1 - корпус щеткодержателя; 2 - щетка; 3 - пальцы нажимные; 4 - винт регулировочный; 5, 6, 7 - оси; 8 - пружина.

 

Кинематика нажимного механизма обеспечивает практически постоянное нажатие на щетку по мере её износа. В окна щеткодержателя вставляются три разрезные щетки марки ЭГ-61А размером (12,5x2) х 32x57 мм.

Со схемой электрических соединений катушек тягового двигателя травер­са соединена двумя кронштейнами при помощи шунтов из провода марки ПЩ. Со­единение кронштейнов между собой выполнено изолированными медными шина­ми, которые закреплены на траверсе скобами.

Якорь состоит из сердечника, шайбы нажимной, втулки якоря, коллектора и обмотки, уложенной в пазы сердечника.

Сердечник набран на втулку якоря из штампованных листов электро-тех-нической стали толщиной 0,5мм, с электроизоляционным покрытием. Для устра­нения распушения зубцов крайние листы выполнены из стали толщиной 1 мм и попарно сварены точечной контактной сваркой. Сердечник якоря закреплен на втулке с одной стороны нажимной шайбой, а с другой - коллектором. В сердечни­ке имеется 129 пазов открытой формы для размещения обмотки, и 30 аксиаль­ных отверстий диаметром 30 мм для прохода вентилирующего воздуха, которые расположены в один ряд.

Нажимная шайба представляет собой два кольца, соединенных ребра­ми. Внутреннее кольцо является втулкой для посадки на втулку якоря, а наружное - упором для сердечника и обмоткодержателем. Наружное кольцо оклеено стек­лопластиком толщиной З мм. Насаживается нажимная шайба на втулку якоря с натягом.

Рисунок 9 - Внутренняя полость якоря 1 - втулка якоря; 2 - зубчатый венец;          3-торсионный вал с зубчатой полумуфтой; 4 - манжета.

 

Втулка якоря состоит из трех стальных втулок (смотри рисунок 9), обра­зующих полость для размещения торсионного вала 3, зубчатого венца 2 и манже­ты резиновой 4 для уплотнения масляной камеры В. Масляная камера заполнена смазкой редукторной ОС-Л «Л». Для исключения проникновения во внутреннюю полость пропиточного состава при пропитке якоря и выдавливания смазки при вращении якоря в местах соединения втулок предусмотрены уплотнения со сто­роны коллектора А - замазкой ТГ-18, с противоположной стороны Б -резиновым кольцом. Контроль непроницаемости поверхностей Г и Д соединений втулок про­изводится под давлением воздуха от 405 до 608 МПа.

По наружному диаметру втулка обработана под посадку нажимной шай­бы, якорных листов, коллектора, внутренних колец подшипников, уплотнительных колец подшипниковых узлов, по внутреннему диаметру под посадку зубчатого вен­ца 2. После обработки все три втулки маркируются одним порядковым номером и дальнейшее их раскомплектование не допускается.

Коллектор (смотри рисунок 10) по способу крепления коллекторных пла­стин, арочного типа. Он состоит из следующих деталей: комплекта крепящих бол­тов с уплотнительными шайбами, втулки коллектора, на которой производится его сборка и нажимного конуса. На втулку якоря коллектор посажен с натягом и до­полнительно закреплен гайкой. Набран коллектор из 387 медных пластин, кото­рые изолированы друг от друга изоляционными прокладками. От втулки коллек­тора и нажимного конуса коллекторные пластины изолированы миканитовыми манжетами и цилиндром.

Рисунок 10 - Коллектор

1 - конус нажимной; 2 - болт коллекторный; 3 - шайба уплотнительная;

4 - пластины коллекторные; 5, 8 - манжеты; 6 - цилиндр; 7 - втулка.

Коллекторные пластины выполнены из меди с присадкой кадмия марки БрКд-1. Петушки выполнены из меди ПКМ и припаяны к коллекторным пластинам меднофосфористым припоем. В петушках профрезерованы шлицы шириной 1,5^+а14 мм для укладки концов катушек якоря. Для уменьшения массы коллекторных пла­стин в средней части каждой из них выштампованы отверстия диаметром 22 мм.

Межламельные изоляционные прокладки изготовлены из слюдопласта кол­лекторного КИФЭ-А толщиной 1,2 мм. Изоляционные манжеты изготовлены из 40% миканита ФМПА, 30% миканита ФФПА и 30% синтофлекса 828Т, а цилиндр - из формовочного миканита ФФГА. Толщина манжет 2,4^+0.1 мм, цилиндра - 1^+0.5 мм.

Для обеспечения герметичности коллекторной камеры А, на коллекторе имеется уплотнительный замок Б, который плотно заполняется уплотнительной замазкой ТГ-18.

При разборке якоря коллектор может быть целиком спрессован с втулки якоря.

Обмотка якоря простая петлевая с уравнителями первого рода (два урав­нителя на паз) расположенными на стороне коллектора под катушками якоря. Состоит из 129 якорных катушек и 258 уравнителей, концы которых приварены к петушкам коллектора. Схема соединения катушек якоря и уравнителей с коллек­торными пластинами показана на рисунке 11. Обмотка якоря в пазах сердечни­ка закреплена клиньями из профильного стеклопластика толщиной 4 мм, а лобо­вые части обмотки закреплены стеклобандажом.

Каждая катушка якоря состоит из трех элементарных проводников, рас­положенных в пазу плашмя и выполненных из обмоточного провода марки ППИПК-1 размером 4x6 мм. При входе в петушки коллектора проводники расплющены до размера 1,4⁺_-^0.1_0.5мм.

Корпусная изоляция якорных катушек выполнена из трех слоев ленты П-ПМ/180/КО толщиной 0,055 мм, наложенных с перекрытием в 1/2 ширины ленты. Покровная изоляция катушки - один слой стеклоленты толщиной 0,1 мм, наложен­ной с перекрытием в 1/2 ширины ленты.

Уравнители изготовлены из провода марки ППИПК-1 размером 1,32x5,6 мм. Каждые 6 уравнителей соединены в катушку, которая изолируется одним сло­ем стеклоленты толщиной 0,1 мм, наложенной с перекрытием в 1/2 ширины лен­ты.

Собранный якорь пропитывается в специальных емкостях лаком К0-916К. Покрытие наружных поверхностей готового якоря эмаль КО-983 красно-корич­невая.

Рисунок 11 - Схема соединения катушек якоря и уравнителей с коллекторными пластинами 1 - катушка якоря; 2 - уравнитель.

 

Подшипниковые щиты имеют гнезда для посадки наружного кольца под­шипника, развитые посадочные утолщения по наружному контуру, предназначенные для запрессовки щитов в остов и фланцы с отверстиями диаметром 22 мм для закрепления их болтами к остову. Во фланцах имеются четыре отверстия с резь­бой МЗО для выжимных болтов, с помощью которых щиты выпрессовываются из остова при разборке тягового двигателя. С наружной стороны на щитах находятся трубки для подачи смазки в подшипники и камеры для сбора отработанной смазки.

В щите со стороны коллектора выполнен бурт с поверхностью, обрабо­танной по диаметру 720,5 мм для подвижной посадки траверсы, люк для осмотра состояния крепления шинных соединений траверсы и замены поврежденных крон­штейнов щеткодержателей под электровозом. Щит со стороны, противоположной коллектору, имеет щелевые отверстия для выхода вентилирующего воздуха из двигателя. В остов подшипниковые щиты запрессованы с натягом и прикреплены к нему болтами М20. Под головки болтов установлены пружинные шайбы.

Рисунок 12 - Подвод смазки к якорным подшипникам 1 - крышка; 2 - трубки.

Якорные подшипники легкой серии с радиальными цилиндрическими ро­ликами, со стороны коллектора подшипник типа 80-32138КЗМ, с противополож­ной стороны подшипник типа 80-92228М1. Для смазывания подшипников исполь­зуют смазку "Буксол". Добавляют смазку через трубки 2, ввернутые в отверстия а, которые сообщаются с подшипниковыми камерами через пазы в крышке 1 (рисунок 12). С электровоза №195 по №250 использовалась смазка ЖРО.

Внутренние кольца подшипников посажены на втулку якоря с натягом и в осевом направлении зафиксированы кольцами 4 (смотри рисунки 13, 14). Коль­ца закреплены к втулке якоря шестью болтами М16. Наружные кольца установ­лены в гнезда подшипниковых щитов и закреплены в аксиальном направлении крышками подшипника 3. Последние крепят к щиту шестью болтами М16. Под го­ловки болтов установлены пружинные шайбы. Внутренние лабиринтные уплотне­ния образуются крышкой подшипника 1 и втулкой 2. Лабиринтное уплотнение (смот­ри рисунок 13) через отверстие "г" сообщается с атмосферой. Это способству­ет выравниванию давления в подшипниковой камере до уровня атмосферного и тем самым исключает выдавливание смазки из нее разностью давлений, возни­кающей в работающем двигателе при продувке через него вентилирующего воз­духа.

Рисунок 13 - Подшипниковый узел со стороны коллектора

1 - крышка подшипника; 2 - втулка; 3 - крышка подшипника; 4 - кольцо;

5 - металлическая крышка; 6 - прокладка из резины.

Рисунок 14 - Подшипниковый узел со стороны, противоположной коллектору

1 - крышка подшипника; 2 - втулка; 3 - крышки подшипника; 4, 7 - кольца;

5 - металлические крышки; 6 - прокладки из резины; 8 - крышка; 9 – кольцо с наружной стороны подшипниковых щитов лабиринтные уплотнения об­разуются: со стороны коллектора крышкой подшипника 3 и кольцом 4, с противо­положной коллектору крышкой подшипника 3 и кольцами 4 и 7.

При работе двигателя отработанная смазка попадает в камеру «а» и выб­расывается через отверстие "б" в крышках 3 в камеру "в" закрытые металличес­кими крышками 5 и прокладками из резины 6. Отработанная смазка из камер «в» удаляется при каждом добавлении смазки в подшипники.

Уплотнение заливочной горловины маслянной камеры передаточного ме­ханизма в соответствии с рисунком 3.14 обеспечивается крышкой 8, резиновая прокладка которой прижимается к кольцу 9, по варианту А к втулке 9. Втулка уста­навливается с нанесением на поверхности "д", "е", "ж" клея-герметика силиконо­вого Полисил ТУ2252-001-51221435-00, соксимным сшивателем. Зазор "г" так­же заполняется клеем-герметиком. Конструкция уплотнения со втулкой с заполне­нием зазора "г" клеем-герметиком применена с электровоза №58.

 

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ