Механическое оборудование рудничных электровозов.

К механическому оборудованию рудничных электровозов относятся рама, колесные пары с буксами, тяговые передачи, рессорное подвешивание, тормозная и песочная системы, а для аккумуляторных электровозов, кроме того, батарейный ящик и устройство, облегчающее смену батарей.

Рама электровоза является основной несущей частью, на которой монтируют все механизмы и электрооборудование, она распределяет через рессоры нагрузку между колесными парами, воспринимает и передает на сцепку тяговое усилие. Рама состоит из продольных и поперечных стальных листов, соединяемых сваркой или болтами. На электровозах (за исключением малогабаритных) применяются внешние рамы, т.е. колеса электровоза находятся внутри рамы, что увеличивает безопасность эксплуатации и позволяет использовать всю ширину колеи для размещения оборудования.

В контактных электровозах внешние поперечные стенки выполнены в виде массивных чугунных отливок, являющихся одновременно буферами. Рамы аккумуляторных электровозов имеют роликовые устройства для перекатывания батарейного ящика.

Для увеличения жесткости рама по длине делится поперечными стенками на несколько частей. С одной стороны рамы расположена кабина машиниста, посередине – двигатели и ходовая часть, с другой стороны – пусковые сопротивления.

Некоторые электровозы имеют две кабины, расположенные с обеих сторон рамы, а некоторые – одну кабину посередине рамы. В боковых листах рамы предусматриваются вырезы для крепления ходовой части и окна для осмотра, регулирования и ремонта оборудования.

Буфера служат для смягчения ударов электровоза и вагонеток. Контактные электровозы имеют жесткие буфера, являющиеся частью рамы. В аккумуляторных электровозах к внешним поперечным листам прикрепляют буфер с пружинами, предназначенными для предохранения аккумуляторной батареи от резких толчков. Для сцепления с вагонетками в буфере имеются специальные пазы (карманы), в которые вставляется сцепка и закрепляется стальным стержнем (штырем). Наличие нескольких пазов по высоте позволяет прицеплять вагонетки с различной высотой сцепки. Тяжелые электровозы (25 т) оборудуют автосцепками. В этом случае буфера могут отсутствовать.

Рис.17.1Колесо электровоза с резиновым амортизатором

Колесные пары через буксы и рессорное подвешивание связаны с рамой электровоза и воспринимают нагрузку от рамы. Колесная пара состоит из двух колесных центров, насаженных на ось под давлением, и двух стальных бандажей, надетых в горячем состоянии на колесные центры. Для смягчения ударов колеса о рельсы иногда применяют колеса с резиновыми амортизаторами. Такое колесо (рис.17.1) состоит из ступицы 1, промежуточного венца 2 и напрессованного на него бандажа 3. Венец соединяется со ступицей при помощи двух толстолистовых резиновых колец 4, плотно зажатых между венцом и стальными дисками 5, приваренными к ступице. Для электрического соединения ступицы с рельсом служат специальные контакты 6, соединяющие промежуточный венец с дисками 5. Поверхность катания бандажей имеет некоторую конусность, что обеспечивает лучшее центрирование движущегося электровоза и облегчает вписывание полуската в кривые.

Рис.17.2Подвеска двигателя

Ось колесной пары вращается в роликоподшипниках, установленных в корпусе буксы. Для удобства монтажа и демонтажа корпус буксы делается разъемным. В верхней части корпуса буксы имеется цилиндрическое отверстие для пяты рессорного хомута. Для предохранения подшипника от попадания грязи и влаги и вытекания смазки букса имеет войлочное уплотнительное кольцо. Корпус буксы может перемещаться в вертикальном направлении в вырезах рамы.

В некоторых конструкциях тяжелых электровозов рама шарнирно опирается на две двухосные ходовые тележки.

Тяговые передачи служат для передачи вращающего момента от тяговых двигателей на движущие оси. В рудничных электровозах обычно все оси делают движущими и применяют индивидуальный привод, т.е. каждую ось вращает отдельный двигатель.

В конструкциях электровозов применяют быстроходные тяговые двигатели, которые при меньших габаритах развивают большую мощность, а для передачи используют двухступенчатые цилиндроконические редукторы (рис.17.2). Недостатком двухступенчатого редуктора является его значительная длина.

В малогабаритных электровозах применяют групповой привод, при котором обе оси приводятся во вращение от одного двигателя. В этом случае применяют двигатель с двумя выведенными концами вала, от каждого из которых вращение передается одной из колесных пар, или соединяют его при помощи редуктора с одной из осей, а другую ось соединяют с первой дополнительной передачей, или передают вращение продольному валу, вращающему через две конические зубчатые передачи обе оси.

Двигатели относительно осей могут располагаться последовательно, между осями (внутреннее расположение) и снаружи осей (внешнее расположение). Наиболее выгодно внутреннее расположение приводов, так как электровоз имеет в этом случае наибольшую устойчивость, но оно возможно лишь при значительной величине жесткой базы. У электровозов малого и среднего сцепного веса обычно последовательное расположение приводов.

Рис.17.3Схемы балансирного подвешивания: 1 – балансир; 2 – ось балансира; 3 - рессора

Рессорное подвешивание служит для обеспечения плавного хода электровоза и повышения долговечности пути и электровоза. Кроме того, рессорное подвешивание обеспечивает более равномерное распределение веса электровоза на колеса. Существует два способа рессорного подвешивания: индивидуальный и балансирный. При индивидуальном (безбалансирном) подвешивании каждая рессора работает самостоятельно, независимо от других; при балансирном же подвешивании отдельные рессоры объединены в систему при помощи шарнирных соединений. Балансирная подвеска может быть с поперечным (рис.17.3, а) и продольным балансиром (рис.17.3, б).

При поперечном балансире рама в одной точке опирается на среднюю часть жесткого металлического бруса (балансира), а в двух других (при помощи рессорных подвесок, к которым она прикреплена, и рессор) – на буксы. Благодаря такому устройству уравнивается нагрузка на оси и достигается плавность хода электровоза.

При продольных балансирах они располагаются вдоль рамы и соединяют внутренние концы рессор с обеих сторон локомотива, а к их середине крепится рама.

В рудничных электровозах применяют листовые и спиральные рессоры (пружины). Для уменьшения диаметра пружин и диаметра проволоки часто применяют двухрядные пружины. Для гашения колебаний в отдельных типах электровозов в систему подвески включены гидравлические масляные амортизаторы двойного действия.

Рис.17.4Схема тормозов электровоза

Все рудничные электровозы оборудуют колодочными тормозами с ручным приводом (рис.17.4, а). При вращении маховичка 1 в ту или иную сторону винт 2, не имеющий возможности перемещаться в продольном направлении, вращается в гайке 3, в результате чего гайка вместе с коромыслом 4, с которым связаны тяги 5, перемещается в продольном направлении, вызывая прижатие колодок 6 к колесам 7 или отход колодок от колес. Величина отхода регулируется винтовой стяжкой 8. Подработанные тормозные колодки необходимо своевременно заменять. Маховичок ручного тормоза устанавливают в кабине машиниста.

Для облегчения управления тормозами и ускорения торможения в рудничных электровозах, кроме ручного, все больше применяют пневматический привод. На рис.17.4, б показана схема тормоза с пневматическим приводом. При подаче сжатого воздуха в цилиндр 9 шток 10 воздействует на рычаги тормозной системы и прижимает колодки к колесам. В электровозах с пневматическим торможением компрессор приводится в действие от отдельного электродвигателя. Наличие на электровозе сжатого воздуха позволяет использовать его для песочниц, подъема токоприемника, пневмосигнала и стеклоочистителя.

Действие тормоза с гидравлическим приводом аналогично действию тормоза с пневматическим приводом.

Для увеличения тормозной силы в некоторых электровозах применяют электромагнитные рельсовые тормоза, подвешенные на пружинах к раме электровоза так, чтобы они располагались над рельсами. Такие тормоза представляют собой тормозные башмаки, имеющие обмотки, по которым при торможении пропускается ток, в результате чего башмаки намагничиваются и прижимаются к рельсам. Недостатками электромагнитного торможения являются трудность размещения на электровозе тормозных башмаков, могущих создать тормозную силу необходимой величины, и невозможность осуществления рабочего торможения, т.е. плавного регулирования скорости движения поезда.

Тормозную силу состава можно увеличить также, если включить в состав одну или несколько оборудованных тормозами вагонеток, тормозные средства которых приводятся в действие с электровоза.

Рис.17.5Схема песочной системы

Песочная система (рис.17.5) рудничного электровоза состоит из двух пар песочниц 1, связанных тягами и рычагами 2 с рукояткой управления 3. Подсыпка песка на рельсы производится для увеличения сцепления между колесами и рельсами при трогании поезда с места, а также при буксовании колес. При повороте рукоятки в одну сторону открываются задвижки в двух песочницах и песок из них по направляющим трубам поступает на рельсы перед передней по ходу электровоза парой колес. При перемене направления движения в случае необходимости подсыпку песка производят из другой пары песочниц, для чего рукоятку поворачивают в другую сторону. В песочницы необходимо засыпать чистый сухой песок, так как мокрый часто не высыпается на рельсы при открывании задвижек. На электровозах с пневматическим приводом тормозной системы задвижками песочниц управляют при помощи сжатого воздуха.

Для подачи сигналов во время движения поезда в кабине машиниста устанавливается звонок, приводимый в действие ногой. При наличии сжатого воздуха на электровозе устанавливают также пневматическую сирену.

Батарейный ящик аккумуляторного электровоза, в котором размещается аккумуляторная батарея, изготовляют из стальных листов и снабжают легкими крышками. В случае необходимости (например, при заряде батареи) крышки снимают или откидывают в сторону. Крышки возможно открыть только в снятом с электровоза ящике. В стенах ящика и его днище имеются вентиляционные отверстия, через которые удаляется водород, выделяющийся из аккумуляторов при их работе.

Для смены батарейных ящиков тяжелых аккумуляторных электровозов в зарядной камере устанавливают мостовой подъемный кран.

В последнее время разработаны и изготовлены экспериментальные взрывобезопасные аккумуляторные ящики.