Электровоз ВЛ80 — история, характеристики

Электровоз ВЛ80 — история, характеристики

Аббревиатура электровоза ВЛ означает «Владимир Ленин». Уже по этому можно догадаться, что эта машина советского производства.

Электровоз этого типа впервые начал эксплуатироваться еще в 1961 году. Он разрабатывался для грузовых целей как электровоз переменного тока. Эта гордость советского машиностроения была построена в Новочеркасске, а вот комплектующие к нему поставлялись с других регионов Советского Союза.

Конструкция [ ]

Электровоз ВЛ80т

Пульт управления электровоза ЧС7

Машинное отделение ЧС4

Машинное отделение ДЭ1

Электровоз состоит из механической части, электрического и пневматического оборудования. Особенности конструкции определяются его мощностью, максимальной скоростью и другими условиями эксплуатации, для которых проектируется электровоз.

Механическую часть электровоза составляют: кузов, тележки, рессорное подвешивание, тормозная рычажная передача. Тележка включает в себя раму, колёсные пары, тяговые двигатели, буксы и элементы тяговой передачи — редукторы. Кузов электровоза (секции электровоза) опирается через опоры на двух- или трёхосные тележки. Под каждой секцией электровоза тележек может быть две двух- или трёхосных или три двухосных (ВЛ85, ЭП1). Тележки через систему рессорного подвешивания и буксы опираются на России электровозах применяется индивидуальный тяговый привод, при котором каждая машиниста, коммутационное оборудование, вспомогательные электрические машины, компрессор и пневматическое оборудование. Всё оборудование электровоза, находящееся под напряжением, опасным для жизни человека, размещается в высоковольтной камере (ВВК) или в закрытых шкафах. Для предотвращения доступа человека в ВВК или шкафы предусмотрена система электромагнитных или пневматических блокировок. Коммутационное оборудование электровоза состоит из индивидуальных и групповых контакторов, служащих для выполнения переключений в силовой цепи электровоза и цепях вспомогательных машин. Для обеспечения токосъёма с контактной сети используются токоприёмники, устанавливаемые на крыше электровоза. Регулирование мощности и скорости движения (и тягового усилия) электровоза производится путём изменения напряжения на якоре и коэффициента возбуждения на коллекторных ТЭД или изменением частоты и напряжения питающего тока на асинхронных ТЭД. Регулирование напряжения выполняется несколькими способами. На электровозах постоянного тока — путём переключения групп тяговых двигателей с последовательного соединения (все ТЭД электровоза соединяются последовательно, напряжение на один ТЭД восьмиосного электровоза — 375 В при напряжении в контактной сети 3 кВ) на последовательно-параллельное (2 группы по 4 ТЭД, соединённых последовательно, напряжение на один ТЭД — 750 В), на параллельное (4 группы по 2 ТЭД, соединённых последовательно, напряжение на один ТЭД — 1500 В), при этом для получения промежуточных значений напряжения на ТЭД в цепь включаются группы реостатов, что позволяет получить ступени регулирования в 40—60 В. На электровозах переменного тока — путём переключения выводов вторичной обмотки трансформатора (электровозы ВЛ60, ВЛ80 (кроме ВЛ80р)), путём переключения выводов первичной обмотки трансформатора (электровозы ЧС4, ЧС4Т, ЧС8), путём плавного регулирования напряжения с помощью ВИП (выпрямительно-инверторного преобразователя) (электровозы ВЛ80р, ВЛ85, ВЛ65, ЭП1, 2ЭС5К). Электровоз с вагонами соединяется при помощи автосцепного устройства или винтовой упряжью, в зависимости от региона где он эксплуатируется. На электровозах с сочленёнными тележками (ВЛ8) автосцепка размещается на крайних поперечных балках тележек. На электровозах, имеющих несочленённые тележки, автосцепка устанавливается в раме кузова.

Для чего предназначался

Такой тип электровозов разрабатывался с целью использования на электрифицированных железнодорожных магистралях Советского Союза, где есть однофазный ток промышленной частоты. Номинальное напряжение должно быть в районе 25кВт.

Оборудование, которое установлено, предназначено для работы в условиях напряжения 19 – 29 кВт. Поражает разница температур окружающей среды от -50 до +40 градусов, влажность воздуха может достигать 90%. Высота над уровнем моря может быть до 1200 м.

Конструкторы разработали машину двухсекционной, установили реостатную систему торможения. Машинист может управлять одновременно двумя электровозами.

В комплект электровоза вошли инструменты, а также запасные части и детали для осуществления ремонта и технического обслуживания. Есть также техническая документация, которая необходима для правильной эксплуатации, а также проведения ремонтных работ, если возникнет такая необходимость.

Конструкция электровоза ВЛ80С – это две секции, которые между собой соединяются способом автосцепки. В состав каждой секции входят двухосные тележки, а также кузов.

Конструкция

Механическая часть предназначена для реализации тяговых и тормозных сил, развиваемых электровозом, а также для защиты от воздействия внешней среды, электрического и пневматического оборудования, обеспечения заданного уровня комфорта и безопасных условий работы локомотивных бригад.

Локомотив состоит из двух секций, соединенных между собой автосцепкой. Каждая секция имеет кузов и три двухосные бесшкворневые тележки.

Вертикальная и поперечная связи кузова с тележками осуществлены: на крайних тележках — посредством элементов люлечного родвешивания, на средних — комплектом упругих качающихся сжатых стержней. Продольная связь тележек с кузовом выполнена наклонными тягами двустороннего действия, работающими на растяжение— сжатие. Ударно-тяговые приборы установлены на кузове.

Механическая часть рассчитана при эксплуатации электровоза на пути, имеющем следующую характеристику:

• Тип рельса Р65
• Балласт щебеночный
• Число шпал на 1 км пути, шт 1840
• Минимальный радиус кривых, м 300

Кузов

Электровоз ВЛ85 состоит из двух шестиосных секций. Кузов каждой секции электровоза опирается на три двухосные тележки. Тяговые и тормозные усилия передаются на кузов с помощью наклонных тяг (традиционной для тепловозов и электровозов является схема с использованием шкворней). Средняя тележка принимает массу кузова не через примененные на электровозах ВЛ80С, ВЛ10У и крайних тележках ВЛ85 люлечные подвески, а через длинные качающиеся опоры, что позволяет ей более свободно смещаться в поперечном направлении при прохождении кривых.

Несмотря на теоретически бо́льшую стойкость тележек с наклонными тягами к боксованию (точка передачи тягового усилия находится ниже осей, поэтому момент от неё не склады­ва­ет­ся с вращаю­щи­ми моментами колес, способствуя разгрузке передней колесной пары, а компен­си­ру­ет их), сцепные свойства ВЛ85 несколько хуже, чем у электровоза-предшественника ВЛ80Р, вероятно, из-за невозможности равномерного распределения веса по трем тележкам.

Электрооборудование

Для обеспечения токосъёма с контактной сети использованы два токоприёмника типа пантограф, расположенные по концам каждой секции (над кабиной машиниста). Токоприёмники двух секций соединены между собой через шину, проходящую через всю длину крыши. В центральной части крыши каждой секции расположены воздушный главный выключатель (ГВ) и главный ввод, ведущий к первичной обмотке трансформатора.

На каждой секции установлен тяговый трансформатор ОНДЦЭ-10000/25 номинальной мощностью 7100 кВА. Трансформатор имеет обмотку высокого напряжения, три тяговых обмотки, каждая с двумя отпайками, обмотку собственных нужд (также с двумя отпайками — для нормального, повышенного и пониженного напряжения в контактной сети), обмотку возбуждения тяговых двигателей в режиме рекуперации. На секции стоят три тиристорных выпрямительно-инверторных преобразователя ВИП-4000. Каждый ВИП питается от собственной тяговой обмотки и предназначен для питания двух соединённых параллельно тяговых двигателей одной тележки. ВИП в режиме тяги выпрямляет переменный ток в постоянный с плавным регулированием напряжения путём зонно-фазового регулирования (открываются тиристоры, подключенные к разным отпайкам — так образуются зоны, а также изменяется угол открытия тиристоров, то есть фаза), а в режиме рекуперативного торможения работает как инвертор, ведомый сетью — преобразует постоянный ток в переменный с частотой 50 Гц.

На опытных электровозах были применены колёсно-моторные блоки, как и на электровозах ВЛ80Т, ВЛ80С, ВЛ80Р (тяговый двигатель НБ-418К6 и унифицированная электровозная колёсная пара — для серий ВЛ10, ВЛ11, ВЛ80). Сделано это было для ускорения выпуска опытных электровозов, так как более мощные и экономичные тяговые двигатели НБ-514 ещё не были готовы. На серийных электровозах устанавливались тяговые двигатели НБ-514.

Стоит отметить, что у двигателя НБ-514 в четыре раза снижено аэродинамическое сопротивление вентиляционных каналов[1], что позволило вдвое сократить число вентиляторов на электровозе. В отличие от предыдущих электровозов, где ВУК или ВИП и сглаживающие реакторы охлаждаются отдельными вентиляторами, а тяговые двигатели отдельными, на ВЛ85 применена последовательная схема — сначала воздух от одного вентилятора охлаждает ВИП, а затем разделяется и охлаждает сглаживающий реактор и тяговые двигатели. Для охлаждения тягового трансформатора установлен отдельный вентилятор.

Также впервые на электровозе ВЛ85 установлен блок автоматического управления БАУ-2, позволяющий автоматически поддерживать ток тяговых двигателей и скорость в режимах тяги и рекуперации. Изменена и кабина машиниста — раздельные пульты машиниста и его помощника заменены на единый пульт, занимающий всю переднюю часть кабины.

Конструкция

Элементы управления.

Для полноценного представления элементов управления агрегата и их расположения, разберём их ниже. Итак, вашему вниманию будут представлены 39 частей:

1. Рукояти переключения вращательных частот шпинделя. Располагается на корпусе левой тумбы.
2. Рукоять для установки величин подачи, отключение коробки. Находится на корпусе левой тумбы ниже шпиндельной коробки.
3. Рукоять для установления типовой резьбы (питчевой, метрической, модульной, дюймовой), а также для осуществления подачи. Находится на корпусе левой тумбы, ниже шпинделя.
4. Рукоять для установки шага резьбы и подач. Находится также ниже шпиндельной коробки.
5. Табличка обозначения резьб. Находится там же, где и рукояти управления по резьбам.
6. Рукоятка для выбора шага резьбы (увеличенный шаг, стандартный). Находится на передней бабке.
7. Рукоятка для выбора направления резьбы (левая, правая). Месторасположение — левая бабка.
8. Рукоять для переключения частот вращения шпиндельной головки. Находится на передней бабке.
9. Табличка с обозначениями.
10. Переключатель выбора напряжения. Находится на пульте управления.
11. Табличка с обозначениями пульта управления.
12. Переключатель установки напряжения. Находится на пульте управления.
13. Тумблер отключения или включения двигателя охлаждения. Местонахождение на пульте управления.
14. Тумблер автоматический. Находится на пульте управления.
15. Винт для зажима кожуха, обеспечивающего ограждение кулачкового патрона. Расположен на кожухе.
16. Тумблер выключения освещения. Расположен непосредственно на лампе освещения.
17. Винт для зажима штанги с экраном. Находится внизу самого экрана.
18. Рукоять для зажимания и поворота резцедержателя. Находится на подвижном суппорте.
19. Сопло для подачи охлаждающего элемента, которое регулируется. Местоположение — суппорт.
20. Винт для крепления трубки системы охлаждения. Находится также на суппорте.
21. Рукоять перемещения каретки в поперечном направлении. Располагается на суппорте.
22. Рукоять для перемещения верхней каретки. Имеется на суппорте.
23. Винт, который зажимает суппорт.
24. Рукоять для закрепления пиноли. Находится на задней бабке.
25. Гайка для зажимания задней бабки на самой станине. Находится на правой (задней) бабке.
26. Маховик выдвигания пиноли. Расположен он непосредственно на пиноли.
27. Винт, с помощью которого осуществляется движение задней бабки в поперечном направлении.
28. Рукоять для механического движения поперечных салазок и каретки. Имеется на задней бабке.
29. Рукоять для включения гайки, расположенной на ходовом винте.
30. Рукоять, которая включает вращение, реверс и тормоз шпинделя. Присутствует на задней бабке.
31. Рукоять для закрепления арматуры, относящейся к освещению. Находится на суппорте, у основания арматуры, ведущей к лампе освещения.
32. Сигнальная табличка, показывающая включен или выключен ходовой винт. Находится на суппорте.
33. Кнопка, включающая реечную шестерню. Находится за маховиком на суппорте.
34. Маховик, обеспечивающий продольное движение конструкции суппорта.
35. Рукоять, отвечающая за реверс, тормоз, вращение шпиндельной головки. Находится на передней бабке.
36. Табличка, предупреждающая о высоком напряжении. Имеется внизу левой тумбы.
37. Табличка, указывающая на место заземления. Местоположение — передняя тумба, сбоку.
38. Кнопка остановки (кнопка «стоп»). Присутствует на пульте управления. Как правило, используется на станках модели ИТ-1ГМ.
39. Сигнальная лампа. Находится на пульте управления. Применяется обычно на модели ИТ-1ГМ.

Когда все детали оборудования нам известны, можно приступить к электронике станка.