Описание и работа двигателей тяговых пульсирующего тока НБ-514Б и НБ-514Е

Электрические машины.

Назначение

Двигатели тяговые пульсирующего тока НБ-514Б и НБ-514Е предназна­чены для преобразования электрической энергии, получаемой из контактной сети, в механическую, передаваемую с вала тягового двигателя на колесную пару электровоза.

Вид климатического исполнения двигателей -У1 в соответствии с ГОСТ 15150.

Тяговый двигатель НБ-514Б устанавливается на электровозы 2ЭС5К .

Тяговый двигатель НБ-514Е устанавливается на электровоз ЗЭС5К .

Техническая характеристика

Устройство тягового двигателя и его составных частей

Тяговый двигатель выполнен для опорно-осевого подвешивания и пред­ставляет собой шестиполюсную компенсированную электрическую машину, работающую в режиме тяги как двигатель с последовательным возбуждением, а в режиме электрического рекуперативного торможения - как генератор с не­зависимым регулируемым возбуждением, и независимой системой вентиляции. Охлаждающий воздух подается в тяговый двигатель со стороны коллектора че­рез вентиляционный люк. Выходит охлаждающий воздух из тягового двигателя НБ-514Б со стороны, противоположной коллектору вверх под кузов электровоза через специальный кожух, а из тягового двигателя НБ-514Е - через окна в под­шипниковом щите и два люка в остове, которые закрыты сетками.

Тяговый двигатель НБ-514Б в соответствии с рисунком 18 состоит из моторноосевых подшипников 1 и в соответствии с рисунком 20 - из остова 1, тра­версы 2, подшипниковых щитов 3 и 5, якоря 4.

Тяговый двигатель НБ-514Е отличается от тягового двигателя НБ-514Б конструкцией моторно-осевой части в соответствии с рисунком 19 и связанны­ми с ней деталями (отливок) остова 1 и подшипникового щита 5 со стороны, противоположной коллектору в соответствии с рисунком 21. Для размещения корпусов моторно-осевых подшипников качения обе горловины под посадку подшипниковых щитов выполнены диаметром 07бО+_о^об°з⁷ мм. Для предохранения моторно-осевых подшипников качения от попадания в них пыли и влаги ось с подшипниками закрыта в соответствии с рисунком 18 крышкой 1, с помощью которой тяговый двигатель крепится к оси колесной пары. Крышка 1 запрессо­вана в остов и закреплена восемью болтами М3бх2, десятью болтами М24х2 и четырьмя штифтами 020. В крышке оси в соответствии с рисунком 19 имеется отверстие, закрытое пробкой 2, для очистки средней части оси и моторно-осевой горловины остова от отработанной смазки без снятия крышки оси.

Остов стальной литой цилиндрической формы является одновре­менно магнитопроводом и корпусом. К нему крепятся шесть главных и шесть добавочных полюсов, щиты с роликовыми подшипниками, в которых вращается якорь. Со стороны коллекторной камеры в остове имеется вентиляционный люк, через который входит охлаждающий воздух. С противоположной стороны в остове тягового двигателя НБ-514Б имеется люк и привал очные поверхности для крепления кожуха, образующего патрубок для выхода вентилирующего воздуха, а в остове тягового двигателя НБ-514Е имеются два люка для выхода вентилирующего воздуха, которые закрыты сетками.

В остове предусмотрены два люка для осмотра коллектора и щеточного аппарата: один в верхней, другой в нижней части остова. Коллекторные люки закрываются крышками. Крышка верхнего коллекторного люка имеет пружин­ный замок, с помощью которого она прижимается к остову. Крышка нижнего коллекторного люка крепится к остову двумя болтами. Для уплотнения на крыш­ках коллекторных люков установлены войлочные прокладки.

С торцев остов имеет горловины с привалочными поверхностями для ус­тановки подшипниковых щитов. На торцевой стенке остова со стороны коллек­тора в соответствии с рисунком 22 расположены устройства стопорения 1, проворота 2 и фиксации 3 траверсы. В нижней части в соответствии с рисунком 20 остов имеет отверстия А для слива конденсата.

Главные полюсы крепятся к остову тремя болтами М ЗО, добавочные - тремя болтами M l6. Для предохранения от самоотвинчивания под головки болтов установлены пружинные шайбы.

Схема электрическая соединений полюсных катушек приведена на рисунке 23. Соединения компенсационных катушек между собой и с катушками добавочных полюсов, а также катушек главных и добавочных полюсов выполнены пайкой. К остову межкатушечные соединения прикреплены скобами.

Концы обмоток через резиновые втулки выведены в коробку выводов. Под соединительные зажимы закреплены на опорных изоляторах (пальцах). Для предохранения от самоотвинчивания под изоляторы установлены пружинные шайбы. Коробка выводов закрывается стеклопластовой крышкой и уплот­няющими резиновыми клицами. Для исключения проникновения пыли и влаги коробка выводов уплотнена прокладками из губчатой резины.

Главный полюс в соответствии с рисунком 18 состоит из катушки 4, сердеч­ника 6 и деталей крепления. Сердечник выполнен шихтованным из штампован­ных листов электротехнической стали и стянут заклепками. Каждый сердечник имеет восемь пазов открытой формы, предназначенных для размещения катушек компенсационной обмотки.

Катушка главного полюса имеет девять витков намотанной на ребро мягкой медной шины. К крайним виткам катушки припаяны выводы из гибкого медного провода. Корпусная изоляция состоит из слюдинитовой ленты, междувитковая -из бумаги асбестовой электроизоляционной.

Крепление катушки 1 в соответствии с рисунком 24 на сердечнике полюса 2 производится при помощи алюминиевых планок 3, клиньев 4 и регулировочных прокладок 5. Стопорение планки 3 и клина 4 обеспечено упорами 6 и отогнутым усом А. На поверхности катушки, прилегающей к остову, приклеены прокладки из электронита. Это обеспечивает предохранение изоляции катушки от по­вреждений и плотное зажатие катушки между наконечником полюса и остовом. Полюс с установленной на нем катушкой пропитан в эпоксидном компаунде, и после выпечки представляет собой единый монолитный блок.

Добавочный полюс в соответствии с рисунком 18 состоит из катушки 3 и сер­дечника 2. Сердечник полюса выполнен по высоте из двух частей, изготовленных из стального листа. На часть сердечника, расположенную со стороны якоря, крепятся латунные наконечники, устанавливается катушка и закрепляется алюминиевыми планками, выполняющими одновременно роль второго воздушного зазора.

Катушка добавочного полюса имеет пять витков намотанной на ребро мягкой медной шины. К крайним виткам припаяны выводы из гибкого мед­ного провода. Корпусная изоляция состоит из слюдинитовой ленты, междувитковая - из бумаги асбестовой электроизоляционной. Катушка с полюсом пропитана в эпоксидном компаунде, и после выпечки представляет собой единый монолитный блок.

В добавочный полюс, расположенный в районе моторно-осевых под­шипников, установлены два датчика контроля температуры обмоток тягового двигателя, провода которых выведены в дополнительную коробку выводов, расположенную на остове рядом с основной, на специальную вилку.

Компенсационная обмотка в соответствии с рисунком 18 состоит из шести отдельных катушек 5, в каждой из которых по семь витков мягкой медной прово­локи. Корпусная и междувитковая изоляции выполнены из слюдинитовой ленты, покровная - из ленты стеклянной. От механических повреждений изоляция кату­шек защищена пазовой изоляцией. Выводы катушек - шунты из гибкого медного провода. Катушки уложены в пазы сердечников главных полюсов и закреплены в них клиньями из профильного стеклопластика.

Траверса в соответствии с рисунком 25 стальная, разрезная, имеет по наружному ободу зубчатый венец, входящий в зацепление с зубьями шестер­ни поворотного механизма. На траверсе 1 закреплены шесть кронштейнов 2 с изоляционными пальцами 3, шесть щеткодержателей 4 и соединяющая их между собой изолированная шина 5. В двигателе траверса закреплена фиксирующим и двумя стопорными устройствами, а также разжимным устройством 6.

Разжимное устройство состоит из двух шарниров, закрепленных гайками с шайбами, шпильки и пружинного стопора. Один шарнир имеет отверстие с правой, другой - с левой резьбой. В шарниры вкручена шпилька, имеющая шестигранник для вращения ее гаечным ключом и зубчатое колесо для ее стопорения. При вращении шпильки происходит разжатие или сжатие траверсы в диаметральном направлении. В рабочем положении траверса должна быть раз­жата на максимальный диаметр.

Поворотный механизм траверсы состоит из шестерни и валика, за­крепленных на остове. Шестерня входит в зацепление с зубьями траверсы.

Валик имеет квадратную головку. При вращении валика специальным ключом шестерня поворачивает траверсу.

Фиксирующее устройство траверсы в соответствии с рисунком 26 состоит из подкладки 1, накладки 2 с пазом для входа фиксатора и фиксатора 3. Накладка прикреплена к траверсе двумя болтами. Имеющиеся в накладке пазы позволяют при установке траверсы на геометрическую нейтраль накладку перемещать. Контроль установки траверсы на геометрическую нейтраль в эксплуатации производят по совпадению рисок Б, нанесенных на остове и траверсе в районах верхнего и нижнего коллекторных люков.

Кронштейн щеткодержателя разъемный, состоит из корпуса и накладки, которые с помощью болта закреплены на двух изоляционных пальцах, уста­новленных на траверсе. Щеткодержатель крепится к кронштейну шпилькой и гайкой с пружинной шайбой. Фиксация щеткодержателя в осевом направлении относительно петушков коллектора осуществляется специальной шайбой, поме­щенной на шпильке крепления щеткодержателя. На сопрягаемых поверхностях кронштейна и щеткодержателя для более надежного их соединения выполнена гребёнка, которая одновременно позволяет выбрать и зафиксировать опреде­ленное положение щеткодержателя в радиальном направлении относительно рабочей поверхности коллектора

Щеткодержатель в соответствии с рисунком 27 состоит из корпуса 1, имею­щего три окна для щеток 2, и трех нажимных пальцев 3 с резиновыми амортиза­торами. Щетки 2 применены марки ЭГ61А размером (2x12,5)х32х 57 мм. Корпус и пальцы отлиты из латуни. Нажатие нажимных пальцев 3 на щетки 2 создают три цилиндрические пружины 4. С помощью винтов 5 осуществляется регулировка усилия нажатия пружин.

Якорь в соответствии с рисунком 20 состоит из сердечника, вала, коллектора и обмотки, уложенной в пазы сердечника.

Сердечник посажен на втулку вала якоря и состоит из штампованных листов электротехнической стали. Сердечник зажат с одной стороны задней нажимной шайбой, с другой - втулкой коллектора. В сердечнике имеются пазы открытой формы для размещения обмотки и аксиальные отверстия для прохода вентилирующего воздуха.

На выступающем конце втулки якоря имеется резьба для установки гайки крепления коллектора. Наличие втулки якоря обеспечивает возможность выпрессовки и замены вала без полной разборки якоря.

Вал якоря имеет плавные переходы от одного диаметра к другому. Концы вала заканчиваются конусами для посадки шестерен зубчатой передачи. На торцах вала имеется внутренняя резьба для ввинчивания рым-болта для транс­портировки якоря и установки специальной гайки для гидравлического снятия шестерни.

Коллектор в соответствии с рисунком 28 состоит из нажимного конуса 1, скрепляющих болтов 2 с уплотняющими шайбами 3, изоляционных манжет 4 и 8, комплекта медных и изоляционных пластин 5, изоляционного цилиндра 6 и втулки коллектора 7.

Медные пластины изолированы друг от друга изоляционными прокладками, а от втулки и нажимного конуса - изоляционными манжетами и цилиндром. Для обеспечения герметичности коллекторной камеры А в коллекторе имеются два уплотнительных замка Б и В, которые заполнены уплотнительной замазкой. На втул­ку якоря коллектор посажен с натягом и дополнительно закреплен гайкой.

Схема электрическая соединений катушек якоря и уравнителей с коллек­тором приведена на рисунке 29 и состоит из катушек 1 и уравнителей 2, концы которых приварены к петушкам коллекторных пластин 3. В пазах сердечника обмотка якоря закреплена клиньями из профильного стеклопластика, в лобовых частях - стеклобандажом.

Катушки якоря и уравнители выполнены из изолированного обмоточного провода. Корпусная изоляция катушек якоря выполнена из слюдинитовой ленты.

Для обеспечения влагостойкости изоляции и увеличения срока ее службы обмотка якоря пропитана в эпоксидном компаунде.

Подшипниковые узлы тягового двигателя НБ-514Б в соответствии с рисунком 30 и тягового двигателя НБ-514Е в соответствии с рисунком 31 состоят из подшипниковых щитов 1 и 8, колец 2, крышек подшипника 3, колец 4, втулок 5 и б, крышки 7. Подшипниковые щиты стальные, имеют гнезда для уста­новки наружных колец подшипников, посадочные поверхности по наружному контуру для запрессовки щитов в остов и фланцы с отверстиями для крепления щитов болтами к остову. Во фланцах имеются четыре отверстия с резьбой для выжимных болтов, с помощью которых щиты выпрессовываются из остова при разборке тягового двигателя. С наружной стороны на подшипниковых щитах имеются бобышки с резьбой для крепления кожухов зубчатых передач и камеры для сбора отработанной смазки. В подшипниковом щите со стороны коллектора имеются два люка для проверки состояния крепления шинных соединений и замены пальцев кронштейнов щеткодержателей под электровозом. Подшипни­ковый щит со стороны, противоположной коллектору, имеет окна для выхода вентилирующего воздуха из тягового двигателя. В остов подшипниковые щиты установлены с натягом и закреплены болтами с пружинными шайбами.

Якорные подшипники - радиальные, однорядные с короткими цилиндри­ческими роликами, средней серии. Для смазывания подшипников используется смазка Буксол.

Добавление смазки производится через трубки, ввинченные в отверстия подшипниковых щитов, которые сообщаются с подшипниковыми камерами. Внутренние кольца подшипников с натягом установлены на вал якоря и в осевом направлении зафиксированы на валу втулками 5, б и кольцом 4. Наружные коль­ца подшипников установлены в гнезда подшипниковых щитов и закреплены в осевом направлении крышками 3. Последние крепятся к подшипниковым щитам болтами. Под головки болтов установлены плоские стопорные шайбы, предо­храняющие болты от самоотвинчивания посредством отгиба шайб на крышку и головки болтов. В конструкции подшипниковых узлов предусмотрены уплотняю­щие устройства, защищающие якорные подшипники от проникновения смазки из кожухов зубчатой передачи и утечки смазки из подшипниковых камер.

С внутренней стороны лабиринтные уплотнения через отверстия А сообща­ются с атмосферой. Это способствует выравниванию давления в подшипниковых камерах до уровня атмосферного и тем самым исключается выдавливание смаз­ки из них разностью давлений, возникающей в работающем двигателе при про­дувке через него вентилирующего воздуха. Со стороны коллектора уплотнение образовано подшипниковым щитом 1 и втулкой 5, со стороны, противоположной коллектору, крышкой 7, втулкой б и подшипниковым щитом 8.

С наружной стороны уплотнения образованы кольцами 2,4 и крышкой 3.

При добавлении смазки в подшипники отработанная смазка попадает в камеру В и выбрасывается через отверстие Г крышки 3 в камеру Д. закрытую крышкой 9. Смазка, проникшая в подшипниковые узлы из кожуха зубчатой передачи, возвращается обратно через отверстия Б в крышке 3, а та ее часть, которая попала в камеру В, выбрасывается через отверстие Г в камеру Д, откуда она удаляется на текущих ремонтах.

Моторно-осевые подшипники скольжения тягового двигателя НБ-514Б в соответствии с рисунком 32 состоят из вкладышей 1, 2 и букс 3 с постоянным уровнем смазки. В пазы моторно-осевых горловин остова буксы установлены с на­тягом и закреплены болтами. Буксы невзаимозаменяемые. Вкладыши 1 и 2 отлиты из латуни, внутренняя их поверхность залита баббитом. Во вкладышах, обращенных к буксам, имеются окна для поступления смазки в зону трения. Вкладыши имеют бурты, фиксирующие их положение в осевом направлении. От проворачивания они крепятся в остове шпонками 8. Для регулирования натяга посадки вкладышей в моторно-осевых подшипниках между буксами и остовом установлены прокладки 4, которые по мере износа наружного диаметра вкладышей удаляют. В буксе 3 имеются две сообщающиеся камеры Б и В. В масло камеры Б погружены косы, плетеные из шерстяной пряжи. Камера В, заполненная маслом, нормально не сообщается с ат­мосферой. По мере расходования масла его уровень в камере Б понижается. Когда он окажется ниже отверстия трубки б, воздух поступает через эту трубку в верхнюю часть камеры В, перегоняя из нее масло через отверстие А в камеру Б. В результате уровень масла в камере Б повысится и закроет нижний конец трубки 6. После этого камера В будет разобщена с атмосферой и перетекание масла из нее в камеру Б пре­кратится. Таким образом, пока в запасной камере В находится масло, уровень его в камере Б не будет понижаться. Буксу заправляют маслом по трубке 7 через отверстие А под давлением с помощью специального шланга с наконечником. Уровень масла в буксе контролируют указателем 5.

Рис.18 Тяговый двигатель НБ-514Б.

Рис.19 Тяговый двигатель НБ-514Е.

Рис.20 Продольный разрез двигателя НБ-514Б.

Рис.21 Продольный разрез двигателя НБ-514Е.

Рис.22 Расположение устройств фиксации и стопорения.

Рис.23 Схема соединения катушек.

Рис.24 Полюс главный.

Рис.25 Траверса.

Рис.26 Устройство фиксации траверсы.

Рис.27 Щёткодержатель.

Рис.28 Коллектор.

Рис.29 Соединение катушек и уравнителей.

Рис.30 Подшипниковый щит НБ-514Б. Рис.31 Подшипниковый щит НБ-514Е.

Рис.32 МОП НБ-514.