Электрическая передача
Более эффективной передачей стала электрическая, при которой вал дизеля вращает якорь тягового генератора, питающего тяговые электродвигатели. В свою очередь вращательное движение якоря электродвигателя передаётся колёсной паре с помощью осевого редуктора. Редуктор представляет собой соединённые зубчатые колёса, располагающиеся на якоре тягового электродвигателя и оси колёсной пары
Использование генераторов и тяговых электродвигателей переменного тока позволяет увеличить их мощность, а также снизить массу, повысить надёжность эксплуатации и упростить их обслуживание. Использование асинхронных тяговых двигателей, ставшее возможным после появления полупроводниковых тиристоров, значительно снижает возможность буксования тепловоза, что позволяет уменьшить массу локомотива, сохраняя его тяговые свойства. Даже в случае использования промежуточного выпрямительного блока применение генератора переменного тока и асинхронных электродвигателей оказывается экономически оправданным.
Гидравлическая передача
В гидравлической передаче механическая энергия вала дизеля передаётся колёсной паре с помощью гидравлического оборудования (гидромуфт и гидротрансформаторов). В общем виде гидравлическое оборудование представляет собой комбинацию насосного колеса, связанного с валом двигателя, и турбинного колеса, соединённого с осью колёсной пары. Насосное и турбинное колесо находятся на небольшом расстоянии друг от друга, а промежуток между ними заполнен жидкостью (маслом), передающей энергию вращения насосного колеса турбинному. Регулировка передаваемого крутящего момента осуществляется изменением количества рабочей жидкости (масла) на лопатках насосного и турбинного колеса. Гидравлическая передача легче, чем электрическая, не требует расхода цветных металлов, но обладает меньшим КПД.
Плавность хода тепловоза и его воздействие на рельсы определяется конструкцией экипажной части: тележек с колёсными парами, буксами и рессорным подвешиванием, несущих на себе главную раму и кузов тепловоза, на которых размещается всё остальное оборудование локомотива. Тележки могут иметь две, три, или четыре колёсные пары. Колёсные пары могут быть как движущими, так и вспомогательными. На современных магистральных тепловозах, как правило, все колёсные пары являются движущими. Масса локомотива, передающаяся на рельсы через движущие колёсные пары, называется сцепным весом. Обозначение схемы колёсных пар локомотива принято называть его осевой характеристикой.
Тяговые электродвигатели устанавливаются на тележки колёсных пар и закрепляются там двумя возможными способами:
1. опорно-рамным подвешиванием, когда двигатель закрепляется только на раме тележки;
2. опорно-осевым, когда часть веса двигателя приходится и на ось колёсной пары.
Часть кузова, где размещаются дизельные двигатели, называется машинным отделением, отделение с электрооборудованием — высоковольтной камерой; также тепловоз (секция тепловоза) может иметь одну или две кабинымашиниста.
Кузов может быть как цельно несущим, так и иметь несущую раму. Вариант с рамой проще в построении и эксплуатации, тогда как несущий кузов отличается меньшей массой и более высокой прочностью.
Кузов опирается на оси колёсных пар через буксы. Букса содержит подшипники качения и по своей конструкции, может быть:
· челюстной - когда она свободно вставлена в специальный вырез в раме тележки;
· бесчелюстной - когда связь между тележкой и буксой обеспечивают специальные поводки с шарнирами;
Второй способ крепления хорош отсутствием деталей, подверженных трению скольжения, такие буксы надёжнее челюстных.
Особое внимание уделяется пожаробезопасности тепловоза и комфорту машиниста (снижение вибрации локомотива, шумоизоляция кабины, система кондиционирования и т. п.)
Охлаждение дизеля чаще всего осуществляется при помощи воды, в свою очередь охлаждаемой в радиаторах, обдуваемых вентиляторами. Система охлаждения называется холодильником. Масло первоначально охлаждалось аналогичным образом, однако воздушное охлаждение масла значительно менее эффективно и затратное с точки зрения применения меди. Поэтому в дальнейшем на тепловозах стали использовать более компактный водомасляный теплообменник, в котором масло охлаждается с помощью воды, также охлаждаемой в воздушном холодильнике. Наддувочный воздух, поступающий в дизель, также нуждается в охлаждении, поэтому часто используется двухконтурная система охлаждения дизеля — в первом контуре вода охлаждает детали дизеля, а во втором — наддувочный воздух и горячее масло. Более глубокое охлаждение второго контура позволяет повысить надёжность и экономичность тепловозного дизеля.
Устройство составных частей погрузочных машин.
Составные части - основные узлы, составляющие базовую машину, которые могут периодически демонтироваться в целях ремонта или замены, например коробка передач, мосты, топливные баки, кабина.
Основные составные части и системы погрузочных машин:
1. ходовое оборудование;
2. опорно-поворотное устройство;
3. рабочее оборудование;
4. механизмы управления;
5. силовое оборудование.
1. Ходовое оборудование
Служит для перемещения и устойчивого положения погрузочной машины во время работы. Ходовое оборудование может быть колесное (пневматика или рельсовое), гусеничное, шагающее, шагающе-рельсовое и плавучее.
Колесное пневматическое ходовое оборудование имеет небольшую массу, малое сопротивление перемещению, обеспечивает высокую скорость и маневренность, но подвержено быстрому износу в условиях карьеров и имеет высокую стоимость.
Рельсовое ходовое оборудование обеспечивает высокую скорость, малое сопротивление движению, плавность хода, малый износ. Колеса собираются в тележки по 2 – 6 осей. Недостатками рельсового ходового оборудования являются: малая маневренность, необходимость и сложность переноса рельсовых путей, невозможность преодоления больших уклонов, значительные линейные размеры.
Гусеничное ходовое оборудование наиболее широко применяется на экскаваторах всех размеров и типов. На одноковшовых экскаваторах используют двух, четырех и восьмигусеничные системы. На многоковшовых экскаваторах применяются две, три, четыре, шесть, 12 и 16 гусениц. Количество гусениц определяется массой погрузочной машины. По способу передачи давления на грунт различают многоопорные и малоопорные гусеницы. Многоопорные гусеницы применяют на слабых породах, малоопорные на скальных.
Шагающее ходовое оборудование состоит из опорной базы и механизма шагания, состоящего из привода, механизма перемещения и опорных лыж.
Схемы механизмов шагания могут быть гидравлические и кривошипные. Принцип перемещения – подъем погрузочной машины, перемещение и опускание на почву.
Гидравлический механизм шагания состоит из лыж, подъемных и вспомогательных гидроцилиндров. Гидравлический механизм позволяет перемещать погрузочную машину с частичным или полным отрывом базы от грунта. При полном отрыве базы возможно перемещение в обе стороны.
Кривошипные механизмы шагания бывают: кривошипно-шарнирный с треугольной рамой, кривошипно-ползунковый, двухкривошипный, кривошипно-эксцентриковый, кривошипно-рычажный, кривошипно-эксцентриковый с тягой.
Шагающе-рельсовое оборудование применяется для перемещения мощных роторных экскаваторов и отвалообразователей. Состоит из четырех соединенных сферическим шарниром лыж, с установленными на них верхними и нижними рельсами. Нижняя рама через гидродомкраты опирается на ходовые тележки. Перемещение машины осуществляется с помощью лебедок по лыжам.
2. Опорно-поворотное оборудование
Опорно-поворотное устройство предназначено для передачи нагрузки от поворотной платформы на раму ходового оборудования и обеспечения свободного вращения поворотной платформы относительно ходового оборудования. Опорно-поворотное устройство состоит из механизма поворота платформы, опорного устройства и центральной цапфы.
Механизм поворота обеспечивает вращение платформы погрузочной машины для выполнения рабочего движения или поворота на погрузку и выгрузку. Механизмы поворота состоят из 2 – 10 одинаковых самостоятельных установок, имеющих индивидуальный привод и работающих на один зубчатый венец. Каждая установка состоит из электродвигателя, редуктора и тормоза.
Опорное устройство предназначено для восприятия и передачи горизонтальных и вертикальных нагрузок от поворотной платформы на раму ходового оборудования. Опорные устройства бывают с центральной цапфой и без нее. По принципу передачи массы поворотной платформы на опорно-поворотное устройство различают системы: с передачей массы непосредственно на ролики или шарики и системы; передачей массы на оси опорных катков через гидродомкраты, систему балансиров или непосредственно.
Центральная цапфа служит осью вращения и является центрирующим элементом поворотной платформы с опорной частью и препятствует отрыву поворотной платформы от базы.
3. Рабочее оборудование.
Рабочее оборудование – это комплекс узлов погрузочной машины, обеспечивающий ее действие в зоне работы.
Узлами рабочего оборудования являются: рабочий орган, стрела, система подвески стрелы.
Существуют рабочие органы: ковш, грейфер, крюк, электромагнит, цепь с ковшами или скребками и т. д.
Погрузочные машины разделяют на 2 группы – с жесткой и гибкой связями рабочего органа с поворотной платформой (стрелой). К первой группе относятся прямая и обратная лопата, ко второй – драглайн, грейфер, кран.