Технические данные.

Часовой режим Длительный режим.

Ток, А... …………………….48 Ток, А... ………………………410

Мощность, к8т ……………..670 Мощность, к8т……………....575

Частота вращения, об/мин …790 Частота вращения, об/мин…830

К.п.д.. ... ...... ... ... ... ... ... .....0,931 К.п.д.................................... .0,936

Напряжение на коллекторе, В............ …………… 1500.

Наибольшая частота вращения при среднеизношеных бандажах, об/мин.... 1690

Класс изоляции по нагревостойкости: обмотки якоря 8 полюсной системы...... F

Передаточное число............................. ... ............................... 88/2

Сопротивление обмоток при температуре 200с, Ом:

главных полюсов.............................................. ……………………... 0,025

дополнительных полюсов, компенсационной обмотки и якоря…… 0,0356

Количество вентилирующего воздуха, м³ /мин. не менее ... ... ... ... ... 95

Масса без шестерён, кг..................................... 50000

Максимальная частота вращения, об/мин........ 1690

Подвешивание тягового электродвигателя ТЛ-2К1 опорноосевое. С одной стороны он через моторно-осевые подшипники опирается на колёсную пару, а с другой на раму тележки через маятниковую подвеску.

Вращающий момент вала якоря на колёсную пару передаётся через двухстороннюю косозубую передачу.

Электродвигатель имеет высокий коэффициент использования мощности (0,74) при наибольшей частоте вращения. Эксплутационные свойства двигателя отражены на его электромеханических характеристиках (рис.2.1).

Система вентиляции независимая, аксиальная, вдоль оси двигателя с подачей воздуха сверху в коллекторную камеру и выбросом вверх со стороны противоположной коллектору (рис.2.2).

Основные элементы:остов 3 (рис.2.3), два подшипниковых щита 1 и 4, шесть главных (12,13), шесть дополнительных (9,10) полюсов, якорь 6 и щёточный узел 2.

Рис.2.2. направления охлаждающего воздуха

Остов.Остов служит для размещения основных элементов тягового электродвигателя и является одновременно магнитопроводом. Он имеет две горловины 8 (рис.2.5) под подшипниковые щиты, два прилива 7 под буксы моторно-осевых подшипников. Сзади остов имеет два предохранительных носика 4 на случай обрыва маятниковой подвески электродвигателя и площадку 6 для крепления кронштейна этой подвески. Сверху остов имеет верхний смотровой (коллекторный) люк 4 (рис.2,4), вентиляционный люк 12 для подвода охлаждающего воздуха, люк с кожухом 5 для выброса этого воздуха, кожух 6 для ликвидации избыточного давления воздуха в остове, четыре прилива 10 для транспортировки и четыре кронштейна 11 для крепления кожухов зубчатой передачи. Снизу остова находятся два(смотровых) коллекторных люка 9.

Рис.2.З. Продольный (а) и поперечный разрезы (6) тягового электродвигателя ТЛ-2К1:

1 - подшипниковый щит;

2 - щёточный узел;

3 - остов;

4 - щит подшипниковый:

5 - кожух;

6 - якорь;

7,11,15 - смотровые (коллекторные люка);

8 - букса МОП;

9 - катушка дополнительного полюса;

10 - сердечник дополнительного полюса;

12 - катушка главного полюса;

13 - сердечник главного полюса;

14 - компенсационная обмотка;

16 - маятниковая подвеска;

17 - предохранительный носик;

18 - вентиляционный люк.

Рис. 2.4. Общий вид тягового электродвигателя ТЛ-2К1:

1-стопорная гайка малой шестерни;

2-вал якоря;

3-трубка;

4-крышка верхнего смотрового люка;

5,6-кожуха для выхода охлаждающего воздуха;

7-буксы МОП;

8­вкладыши МОП;

9-нижние смотровые люки;

10-приливы для транспортировки;

11-приливы для крепления кожухов зубчатой передачи;

12-вентиляционный люк для подвода, охлаждающего воздуха.

Рис. 2.5.ОСТОВ ТЯГОВОГО электродвигателяТЛ-2К1:

1-дополнительный полюс;

2-главный полюс;

3-резьбовые отверстия;

4-предохранительные носики;

5-компенсационная обмотка;

6-площадка для крепления маятниковой подвески;

7-прилив для крепления буксы МОП;

8-горловина для крепления подшипниковых щитов.

Подшипниковые щиты. Подшипниковые щиты (рис.2.6) служат для размещения моторно-якорных подшипников вала якоря, т.е. для его центровки и сохранения запаса смазки. Они запрессовываются в горловины остова, нагретые индукционным нагревателем до температуры 100 - 150 градусов. Щиты имеют центральное отверстие 1 для запрессовки наружного кольца якорного подшипника и резьбовые отверстия 2 для их выпрессовки. На концы вала якоря и в отверстия щитов запрессовываются детали подшипниковых узлов.

Рис. 2.6. Подшипниковый щит: 1-отверстие под подшипник; 2-резьбовые отверстия.

На каждый конец вала якоря (рис.2.7) напрессовываются заднее упорное кольцо 8, внутреннее кольцо 7 якорного подшипника и переднее упорное кольцо 6. В центральное отверстие каждого щита запрессовывается наружное кольцо 2 подшипника с роликами и сепаратором. Оно фиксируется передней 5 и задней 3 крышками с лабиринтами. Крышки соединяются между собой и со щитом при помощи шпилек с гайками. На переднее упорное кольцо напрессовывается лабиринтовое кольцо 4. Подшипниковый щит с передней и задней крышками образует подшипниковую камеру. При сборке подшипников подшипниковые камеры заполняются смазкой ЖРО в количестве 1,5 кг. При необходимости на ТР через трубку 3 в подшипниковом щите прослушивают работу моторно-якорных подшипников и добавляют по 150-170 гр. смазки ЖРО.

Подшипники имеют на внутренних кольцах один бурт, обеспечивая разбег якоря в остове в пределах 6,3-8 мм и выравнивания этим самым нагрузки между левой и правой зубчатыми передачами.

Рис. 2.7. Подшипниковые узлы: узел со стороны коллектора(а) (а) узел с противоколлекторной стороны (6):

1-подшипниковый щит;

2-наружные кольца подшипников;

3-задние крышки щитов,

4-лабиринтные кольца;

5-передние крышки щитов;

6- передние упорные кольца;

7-внутренниекольца подшипников;

8- задние упорные кольца.

Главные полюсы. Главные полюсы служат для создания основного магнитного потока (магнитного потока возбуждения) тягового электродвигателя. Главный полюс состоит из сердечника 4 и катушки 6 (рис.2.8). Сердечник шихтованный, т.е. изготовлен из листов электротехнической стали, толщиной 0,5 мм, по крытых лаком и склепанных трубчатыми заклепками 10. Шихтованный сердечник уменьшает вихревые токи, что уменьшает его нагрев. В два прямоугольных отверстия сердечника 4 запрессовываются сплошные стальные стержни 3 с резьбой под четыре полюсных болта 9. Головки болтов, крепящие верхние полюсы, заливаются компаундной массой. В полюсной дуге сердечника выштамповано 10 пазов под катушку компенсационной обмотки. Катушка 6 главного полюса намотана из шинной меди и име­ет 19 витков. К началу и к концу катушки припаяны гибкие выводы из медного, многожильного и изолированного провода сечением 95 мм² с наконечниками. Изоляция катушки межвитковая, корпусная и покровная класса F. Для исключения повреждения изоляции катушки при сборке между ней и сердечником устанавливается металлический флянец 5. При монтаже полюса между его сердечни­ком и остовом 1 устанавливается стальная прокладка 2 толщиной 0,5 мм.

Рис. 2.8. Поперечный разрез главного полюса:

1-остов;

2-стальной флянец;

3-стальной сплошной стержень;

4-сердечник полюса;

5-стальной флянец;

6-катушка;

7-пазы под витки компенсанционной обмотки;

8-витки компенсационной обмотки.

10-

Катушки шести полюсов соединяются между собой последовательно и образуют обмотку главных полюсов (обмотку возбуждения), которая имеет выводы из остова с маркировкой К и КК. Выводы выполнены из медного многожильного и изолированного провода сечением 120 мм² и защищены брезентовыми чехлами. .

Дополнительные полюсы (добавочные полюсы).Дополнительные полюсы служат для улучшения коммутации. Дополнительный полюс состоит из сплошного стального сердечника 4 и катушки 5 (рис.2.9) . Сердечник сплошной, так как индукция под. полюсом мала и вихревые токи незначительны, Катушка дополнительного полюса намотана из шинной меди и имеет 10 витков. Межвитковая, корпусная и покровная изоляции класса F. Выводы катушек этих полюсов изготавливаются в двух вариантах. При первом варианте один вывод гибкий из изолированного провода сечением 95 мм2, а второй – жесткий из листовой меди сечением 6х20 мм (рис.2.10,а). При втором варианте (рис.2.10,б) оба вывода гибкие. Один изготовлен из медного, многожильного и изолированного про вода сечением 95 мм², а второй – из медной плетенки ПШ. Эта конструкция выводов более надежна, поэтому в настоящее время только она и применяется.

Катушка крепится на сердечнике при помощи бронзовых угольников 7, приклёпанных к сердечнику, а сердечник к остову - через латунную (диамагнитную) прокладку 3 толщиной 8 мм. Так же, как и у главных полюсов, между катушкой и сердечником устанавливается стальной флянец 6.

Рис. 2.9. Дополнительныйполюс: 1-остов; 2-болт; 3-диамагнитная про­кладка; 4-сердечник; 5-катушка; 6-стальной фланец; 7-бронзовые угольники.

Рис. 2.10. Варианты изготовления выводов катушки дополнительного полюса: 1- гибкий вывод из провода; 2- катушка; 3-жесткий ВЫВОД из шинной меди; 4 - гибкий ВЫВОД из медной плетенки.

Катушки шести полюсов соединяются последовательно и образуют обмотку дополнительных полюсов, соединённую последовательно с обмоткой якоря.

Компенсационная обмотка.Компенсационная обмотка служит для полной компенсации реакции якоря под каждым из главных полюсов. Катушка обмотки намотана из мягкой, медной шинки. Она имеет 10 изолированных витков 3 (рис.2.11.) Каждые два витка изолированы вместе, поэтому готовая катушка имеет 5 двойных витков. После чего эти 5 витков покрываются корпусной и покровной изоляцией класса F. Одна сторона катушки укладывается в пазы полюсной дуги сердечника одного главного полюса, а другая - в пазы полюсной дуги сердечника соседнего полюса (рис.2.12) и каждый её двойной виток крепится текстолитовыми клиньями.

Рис.211.катушка компенсационной обмотки: 1-боковой вывод; 2-центральный вывод; 3-витки.

Катушки шести полюсов обмотки соединяются последователь­но и образуют компенсационную обмотку, соединённую последова­тельно с обмоткой якоря (рис.2.12).

Рис. 2.12.Упрощенная развернутая схема компенсационной обмотки (вместо 5 витков в катушке на рисунке изображено 3 витка).

Прuмечанuе: при укладке всей катушки в сердечник одного полю­са, из-за различного направления тока в каждой из пяти сторон катушки, она не будет иметь магнитного потока.

Якорь. Якорь служит для создания магнитного потока, кото­рый, взаимодействуя с магнитным потоком главных полюсов, создает вращающий момент тягового электродвигателя.

Основные элементы якоря: вал 8 (рис.2.13), втулка 4,сер­дечник 5, обмотка 6, коллектор (1,3,13) и задняя нажимная шайба 7.

Рис. 2.13. Якорь тягового электродвигателя ТЛ-2К1:

1,3,13- кол­лектор;

2-уравнительные соединения обмотки якоря;

4-втулка;

5-сердечник;

6-0бмотка якоря;

7-задняя нажимная шайба;

8-вал;

9-маслоотбойное кольцо;

10-гайка;

11,12-стеклобандажи лобовых частей обмотки якоря.

Вал (рис.2.13 и 2.14) изготавливается из осевой стали. Служит для напрессовки элементов якоря и шестерён зубчатой передачи.

Втулка барабанного типа (рис.2.14). Служит для напрессовки задней нажимной шайбы, сердечника якоря, крепления обмотки якоря и напрессовки коллектора. Состоит из цилиндрической части и барабана. Барабан втулки с торцов имеет четыре круглые вентиляционные отверстия, а внутри – ребра жёсткости с продолговатыми вентиляционными отверстиями.

Сердечник 5 якоря изготовлен из листов электротехнической стали толщиной 0,5 мм по крытых электроизоляционной эмалью (рис.2.13). Имеет по окружности 75 пазов под катушки обмотки якоря. Один ряд вентиляционных отверстий и центральное отверстие под барабан. На барабан втулки по шпонкам напрессовываются задняя нажимная шайба 7 и сердечник якоря 5. Корпус 3 коллектора также напрессовывается по шпонке, но на цилиндрическую часть втулки. Корпус 3 коллектора выполняет роль передней нажимной шайбы.

Обмотка якоря петлевая. Состоит из 75 катушек, в каждой из них 7 секций. В секции два, вертикально расположенных, проводника. Обмотка имеет 25 уравнительных соединений по три проводника в каждом, то есть всего 75 проводников. Шаг секций по коллектору 1-2, шаг катушек по пазам 1-13, шаг уравнительных проводников по кол­лектору 1-176. Форма катушки обмотки якоря изображена на рисунке2.15,а. Катушка имеет пазовую часть и две лобовых части.

Рис. 2.15. Катушка обмотки якоря: форма катушки якоря (а), крепление катушки обмотки якоря в пазовой части (б): 1-секция катушки обмотки якоря; 2-две стороны различных катушек, уложенных в один паз сердечника якоря; 3-­текстолитовый клин.

При сборке якоря пазовая часть катушки укладывается в пазы сердечника якоря, передняя лобовая часть – на корпус коллектора, а задняя - на заднюю нажимную шайбу. Межвитковая изоляция проводников и секций, корпусная и покровная изоляция катушек класса В. Катушки обмотки якоря в пазовой части закреплены текстолитовыми клиньями 3 (рис.2.15,б), а в лобовых частях – с натягом обматываются стеклобандажной лентой 11,12 (рис.2.13).

Коллектор.Коллектор осуществляет коммутацию, т.е. сохраняет одинаковым направление тока в секциях обмотки якоря под каждым из главных полюсов.

Коллектор состоит из корпуса 4 и нажимного конуса 6, изготовленных отливкой из стали (рис.2.16). Между ними располагаются 525 легированных серебром, медных, коллекторных пластин 1 и между ними. - столько же миканитовых пластин. Пластины изолируются от корпуса и конуса с боков миканитовыми манжетами (конусами) 7 и З, а снизу - миканитовым цилиндром 2. Корпус и нажимной конус соединяются между собой болтами 5. Выступающая часть миканитовой манжеты 7, расположенной на нажимном конусе, с натягом бандажируется стеклобандажной лентой. Последний слой этой ленты покрывается электроизоляционной эмалью НЦ-929 или ГФ-92ХС до получения ровной, глянцевой поверхности. Эта часть коллектора называется изоляционной или миканитовый конус. Собранный коллектор напрессовывается по шпонке на цилиндрическую часть втулки якоря (рис.2.13), устанавливается маслоотбойное кольцо 9 и закручивается корончатая гайка 10.

Нижняя часть коллекторной пластины имеют форму «ласточкина хвоста» (рис.2.17), обеспечивающую их надёжное крепление между корпусом коллектора и нажимным конусом. В верхней части они имеют выступы, называемые «петушками». В их прорези, при сборке якоря, впаиваются секции катушки обмотки якоря и её уравнительные соединения. Для облегчения веса коллектора, что уменьшает центробежные силы, и для снятия напряжений, возникающих при нагревании коллектора, в них просверливаются отверстия. С обеих сторон коллекторной пластины снимаются фаски размером 0,2 мм х 45^о и на глубину 1,5+/- 0,1 мм углубляются (продораживаются) миканитовые пластины.

Рис. 2.17. Коллекторная пластина (ламель): 1-край коллекторной пластины (конец ламели); 2-ласточкин хвост; 3-петушок; 4-коллектор пластина; 5-миканитовая пластина.

Щёточный узел.Щёточный узел служит для подвода тока через коллектор к обмотке якоря.

Основные элементы щёточного узла: поворотная траверса 1 (рис.2.18 и 2.19), пальцы кронштейнов 2 с изоляторами, щёткодержатели 4 и щётки.

Траверса служит для крепления щёточного аппарата и для настройки коммутации. Изготовлена в виде стального разрезного кольца с зубьями по наружной окружности. В разрезе имеет разжимное устройство (6,7), которое служит для сжатия траверсы перед её поворотом и разжатия её в подшипниковом щите после его окончания. Зубья траверсы входят в зацепление с зубьями поворотной шестерни 6

Рис. 2.18.Основные элементы щёточного узла (а): 1-траверса; 2-палец кронштейна с изоляторами; 3- кронштейн; 4-щёткодержатель. Разжимное уст­ройство траверсы (б): 1-траверса; 6-шарнирный (стяжной болт); 7-муфта.

Рис. 2.19.Фиксация траверсы: 1- траверса; 2-регулирукмая прокладка; 3-болт; 4-стопорная планка; 5-фиксатор; Б-поворотная шестерня; 7- стопорные устройства.

(рис.2.19), которая закреплена при помощи валика около нижнего коллекторного люка. Его квадратный конец, выполненный под ключ трещотку, выходит наружу остова. В подшипниковом щите положение траверсы зафиксировано фиксатором 5 (рис.2.19), расположенным около верхнего коллекторного люка, и двумя стопорными устройствами 7. На заводе изготовителе, после настройки коммутации, положение траверсы отмечается рисками на остове и на траверсе.

Пальцы кронштейна (рис.2.20) служат для крепления кронштейнов щеткодержателей. Палец состоит из стальной шпильки 1 с резьбой, опрессованной сверху пресс-массой АГ-4В, и фарфорового изолятора 3, плотно насаженного на слой пресс-массы при помощи пасты АСТ-Т. Перед насадкой изолятора на выступ шпильки под ключ одевается миканитовая шайба. Пальцы ввернуты в траверсу по два рядом для крепления одного кронштейна.

Кронштейны служат для крепления щёткодержателей. Кронштейн 3 (рис.2.21) стальной, разъёмный и состоит из двух половин.

Обе его половины закрепляются на двух пальцах одним болтом. На торцевой поверхности верхней половины (на рис.2.21 она изображена снизу) имеется шпилька 4 и «гребёнка» для крепления щёткодержателя, а также резьбовые отверстия для крепления вывод­ных проводов и перемычек между щёткодержателями.

Щёткодержатели 2 (рис.2.22) служат для установки щёток. Щёткодержатель изготовлен из кремнистой латуни. Щёткодержатель имеет привалочную поверхность с овальным отверстием и «гребёнкой» для крепления его на шпильке кронштейна при помощи гайки с пружинящей шайбой, окно для установки двух щёток 3 и нажимной механизм. Он включает в себя две пружины 1 , работающие на растяжение, и нажимные пальцы 4. Механизм обеспечивает постоянное давление на щётку независимо от её высоты и прекращает его при минимальной высоте. Натяжение пружин, которыми устанавливается дав­ление на щётки, производится винтами 5. Медные, плетёные шунты обеих щёток крепятся винтом к корпусу щёткодержателя (на рис.2.22 не изображены).

Щётки служат для создания скользящего контакта между коллектором и щёткодержателем. Щётки электрографитированные (рис. 2.23) ,на сажевой основе, разрезные, с резиновыми амортизаторами, типа ЭГ-61 размером 2 (8 х 50 х 60) мм. В каждый щёткодержатель устанавливаются две щётки.

Рис. 2.20.Палец кронштейна: 1-стальная шпилька; 3-фарфоровый изолятор; 7- слой пасты АСТ; 8- слой пресс-массы АГ -48.

Рис. 2.21.Узел кронштейн-щёткодержатель: 1-пальцы кронштейнов; 2­-изоляторы; 3-кронштейн: 4-шпилька; 5-щёткодержатель; 6-щётка.

Щётка состоит из двух половин 1, резиновых амортизаторов 2, медных, плетёных шунтов 3 и припаянных к ним медных, лужёных наконечников 4. Крепление медных шунтов в отверстиях щеток производится при помощи медного порошка методом конопатки. При этом переходное сопротивление между шунтом и щёткой не должно быть более 1,25 Мом. В противном случае произойдет выгорание конопаточного порошка и перегорание медного шунта. Электрографитированные щётки, отличаются от ранее выпускаемых щёток типа ЭГ-2А отсутствием зольности, что способствует образованию устойчивой политуры на рабочей поверхности коллектора и способствует повышению коммутационных свойств щёток.

Схема соединения обмоток.Тяговый электродвигатель типа ТЛ-2К1 это двигатель последовательного возбуждения, поэтому его обмотки соединяются следующим образом:

· шесть катушек главных полюсов (рис 2.24, б) соединены последовательно и образуют обмотку главных полюсов (обмотку возбуждения).

· шесть катушек обмотки дополнительных полюсов, шесть катушек компенсационной обмотки и обмотка якоря (рис 2.24,а) соединены последовательно в следующей очерёдности: вывод Я, перемычка между плюсовыми щёткодержателями, плюсовые щётки, коллектор, секции обмотки якоря, коллектор, минусовые щётки, их щёткодержатели, перемычка между ними, катушки обмоток: ДП, КО, КО, ДП, ДП, КО, КО, ДП, ДП, КО, КО, ДП, вывод ЯЯ.

Рис. 2.24. Схема соединения обмоток тягового электродвигателя ТЛ-2К1: схема соединения обмотки якоря, катушек дополнительных полюсов и катушек компенсационной обмотки (а); схема соединения катушек главных полюсов (обмотки возбуждения (б)).

Примечания:

· на схеме катушки дополнительных полюсов ДП обозначены нечётными номерами 1, З, 5, 7, 9, 11, а катушки компенсационной обмотки обозначены буквами Н, S, Н, S, Н, S;

· между собой обмотки возбуждения двух спаренных тяговых электродвигателей соединяются последовательно с обмотками якорей этих двигателей в силовой схеме электровоза при помощи кулачковых элементов тормозных переключателей.

Система вентиляции. Система вентиляции независимая. Охлаждающий воздух поступает через люк с коллекторной стороны, охлаждает коллектор и через пространство между его ребрами жёсткости проходит тремя путями (рис.2.З):

· в воздушном зазоре между якорем и полюсами;

· через отверстия в сердечнике;

· через отверстия во втулке и вокруг её внутреннего диаметра.