Общая характеристика электровозов

Электровозом называют локомотив, приводимый в движение электрическими двигателями, которые получают электрическую энергию через токоприемник от контактной сети. В контактную сеть электроэнергия поступает от тяговой подстанции. В зависимости от рода используемого тока различают электровозы постоянного тока и электровозы переменного тока. Есть также электровозы двойного питания постоянным и переменным током. В редких случаях электровозы получает электроэнергию от аккумуляторов (так называемые контактно-аккумуляторные электровозы), установленных на нем же. Электровозы имеют сложное механическое, электрическое и пневматическое оборудование.

К механической части электровоза относятся кузов и тележки. Тележка включает в себя раму, колесные пары с буксами, подвески тяговых двигателей, тяговые передачи, рессорное подвешивание, рычажно-тормозные передачи. Кузов электровоза специальными опорами (рис. 1), а иногда и рессорами опирается на тележки. Отечественные электровозы имеют две, четыре или шесть тележек. При двух тележках в каждой из них устанавливают три колесные пары (шестиосные электровозы), при четырех и шести тележках — две колесные пары (соответственно восьмиосные и двенадцатиосные электровозы). Рессорами и буксами с подшипниками рамы тележек связаны с колесными парами. Благодаря рессорам уменьшается воздействие электровозов на путь, меньше изнашивается оборудование электровоза, так как снижается сила ударов, воспринимаемых им при прохождении стыков и неровностей пути.

Колесные пары электровозов приводятся во вращение двигателями, называемыми тяговыми. Валы двигателей соединяют с осями колесных пар зубчатыми передачами — редукторами. Колесные пары, приводимые во вращение тяговыми двигателями, называют движущими.

Широкое применение получил индивидуальный тяговый привод, при котором каждая колесная пара приводится во вращение своим тяговым двигателем. Такой привод осуществлен на всех электровозах.

Один тяговый двигатель с помощью специального редуктора может приводить во вращение, например, две колесные пары — это так называемый групповой привод, или монопривод. В России был построен опытный электровоз с моноприводом. Однако его характеристики (как технические, так и экономические) оказались хуже, чем у электровозов с индивидуальным приводом. Поэтому производство таких электровозов было признано нецелесообразным.

Электрическая часть электровозов, кроме тяговых двигателей, содержит множество различных аппаратов, предназначенных для пуска тяговых двигателей, изменения скорости и направления движения локомотива, электрического торможения, защиты оборудования от перегрузок, перенапряжений и токов короткого замыкания. Конструкция этих аппаратов зависит от рода используемого тока, но, как и тяговые двигатели, они находятся под высоким напряжением1. Управляют ими обычно дистанционно (на расстоянии) - из кабины машиниста. Это система косвенного управления. Она применена на всех отечественных магистральных электровозах.

В качестве источника тока низкого напряжения при системе косвенного управления используют генераторы управления или полупроводниковые преобразователи. От них, кроме низковольтных аппаратов (т. е. аппаратов низкого напряжения), получают энергию приборы освещения и заряжается аккумуляторная батарея.

Для управления многими аппаратами используется сжатый воздух. Его получают с помощью компрессоров. Чтобы привести в действие пневматические (воздушные) тормоза локомотива и состава, т. е. чтобы управлять ими, также используют воздух, сжимаемый компрессорами.

Тяговые двигатели, часть электрических машин и аппаратов, выделяющих при работе значительное количество тепла, охлаждают потоками воздуха, создаваемыми вентиляторами. Мощные трансформаторы на электровозах переменного тока охлаждают маслом, циркуляция которого обеспечивается центробежными насосами.

Вентиляторы, компрессоры и насосы (вспомогательные механизмы) приводятся в действие отдельными электрическими двигателями (моторами). Агрегат, состоящий из вспомогательного механизма и мотора, представляет собой вспомогательную машину и его принято называть соответственно мотор-вентилятором, мотор-компрессором, мотор-насосом. К вспомогательным машинам относятся и генераторы тока управления, которые обычно отдельных двигателей не имеют; их устанавливают на одном валу с каким-либо вспомогательным двигателем (например, с двигателем вентилятора).

Известно, что электрические машины обладают свойством обратимости, т. е. могут работать в качестве как двигателей, так и генераторов. На многих электровозах при движении по спуску, а в некоторых случаях и перед остановками тяговые двигатели переключают для работы в качестве генераторов. При этом кинетическая энергия и потенциальная, запасенная в поезде, преобразуются в электрическую и передаются в контактную сеть. Этот процесс называется рекуперацией электрической энергии. Рекуперация используется для электрического торможения поезда. На части электровозов электрическая энергия, вырабатываемая в генераторном режиме, поглощается в резисторах, превращаясь в тепловую. Такой способ электрического торможения называют реостатным. Чтобы осуществить рекуперацию, на электровозах постоянного тока устанавливают специальные мотор-генераторы для возбуждения тяговых двигателей, без которых они не могут устойчиво работать как генераторы.

Электрическое оборудование электровозов, работающее под высоким напряжением, объединено в две электрические высоковольтные цепи — силовую цепь, включающую в себя тяговые двигатели, пусковую и регулирующую аппаратуру, и цепь вспомогательных машин со своей аппаратурой. Низковольтные электрические аппараты, с помощью которых управляют аппаратами силовой и вспомогательных цепей, объединены в цепь управления.

Основным аппаратом цепи управления является контроллер машиниста. Контроллер машиниста и некоторые другие низковольтные электрические
аппараты размещены в кабине машиниста.

Пневматическое оборудование электровоза состоит из компрессоров, резервуаров для хранения сжатого воздуха, трубопроводов, пневматических приводов электрических аппаратов.

Все локомотивы, в том числе и электровозы, обязательно имеют автоматические тормоза, приводимые в действие сжатым воздухом, и ручные.

Рис. 1а. Электровоз ВЛ10

ис. 1б. Пассажирский электровоз постоянного тока ЧС2Т

Гре́йдер (англ. grader, от англ. grade — нивелировать, выравнивать) — прицепная или самоходная машина для планировки и профилирования площадей и откосов, разравнивания и перемещения грунта, снега или сыпучих строительных материалов.

Выполнение всех функций грейдера происходит с помощью специального рабочего органа — отвала с ножом, который смонтирован на раме машины. Его можно поднимать, опускать, поворачивать в горизонтальной и вертикальной плоскости.

Самоходные грейдеры носят также название автогрейдеры. Отвал автогрейдера снабжен механическим или гидравлическим управлением, приводимым в действие от двигателя.

Иногда на автогрейдере устанавливается вспомогательный орган — кирковщик, который состоит из 7-11 зубьев, предназначенных для разрушения дорожных одежд и покрытий при ремонте дорог.

ВОПРОС 25 ПОДЪЁМНАЯ МАШИНА шахтная (а. winder; н. Schachtfцrdermaschine; ф. machine d'extraction; и. mбquina de extracciyn) — основная часть подъёмной установки; предназначена для оборудования вертикальных и наклонных подъёмных установок угольных шахт и рудников. Используется также в шахтном строительстве (см. Бадейный подъем). По месту расположения подъемные машины делятся на подземные и поверхностные, которые могут находиться на земле и на башенном копре. Подъемные машины бывают стационарные и передвижные. Подъемные машины могут иметь барабанные органы навивки или оборудоваться шкивами трения (рис. 1, 2). Первые в зависимости от конструкции и числа барабанов изготовляются 4 типов и обозначаются: цилиндрические одно-барабанные (Ц), цилиндрические однобарабанные с разрезным барабаном (ЦР), цилиндрические двухбарабанные (2Ц), бицилиндроконические с разрезным барабаном (БЦК).

Глубина подъёма для барабанных подъемных машин определяется навивочной поверхностью барабана. Навивка каната на разрезной барабан может производиться только в один слой, на одно-и двухбарабанных машинах навивка может быть многослойной. Эти ограничения обусловливают область применения подъемных машин. Однобарабанные подъемные машины предназначены для работы с одного горизонта с навивкой левого и правого канатов на один барабан и для одноконцевых подъёмов с противовесом. Используются на шахтах и рудниках небольшой производительности и глубины (до 400 м). Двухбарабанные подъемные машины имеют большую канатоёмкость и могут обслуживать несколько горизонтов. Подъемные машины с бицилиндроконическими барабанами обеспечивают уравновешивание системы подъёма.

Шахтные подъемные машины, изготовляемые в CCCP, разделяются в зависимости от диаметра барабана на малые (с диаметром барабана до 3 м) и крупные (с диаметром барабана более 3 м). Подъемные машины малые предназначены для оборудования подземных и поверхностных подъёмных установок наклонных и вертикальных стволов шахт и рудников небольшой и средний производительности; крупные подъемные машины — для шахт различной производительности при обслуживании нескольких горизонтов при глубине 400-700 м (двухбарабанные и с одним разрезным барабаном) и при глубине до 800-1000 м (бицилиндроконические).

Наиболее прогрессивны многоканатные подъемные машины, которые имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с одноканатными барабанными: меньший диаметр подъёмных канатов и канатоведущего шкива, компактность и малые размеры, возможность подъёма больших грузов (до 60 т) с глубины до 1500-2000 м и др., благодаря чему широко распространены в угольной и рудной промышленности всего мира. В подъемных машинах этого типа каждый подъёмный канат (их обычно от 4 до 12) огибает приводной шкив трения по кольцевой канавке, а оба его конца прикрепляют к подъёмным сосудам. Движение подъёмных сосудов по стволу осуществляется за счёт трения между подъёмными канатами и шкивом, вращающимся от двигателя. Многоканатные подъемные машины изготовляют в CCCP 3 типов: 4-, 6- и 8-канатные (табл.).

Малые и многоканатные подъемные машины изготовляет Донецкий машиностроительный завод им. ЛКСМУ, крупные — Новокраматорский машиностроительной завод им. В. И. Ленина (НКМЗ). Наиболее представительные зарубежные фирмы-изготовители подъемных машин: "ASEA" (Швеция), "Ingersoll Rand" (США), "Demag" (ФРГ).

Основные направления совершенствования подъемных машин: снижение их массы, применение дисковых гидротормозов, систем программного управления с использованием ЭВМ, создание безрамной конструкции многоканатных подъемных машины и др. Вскрытие месторождения