ФИЛИАЛ ОАО «РЖД»

ЗАПАДНО-СИБИРСКАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА

ОМСКАЯ ТЕХНИЧЕСКАЯ ШКОЛА

ЭЛЕКТРОВОЗ

2ЭС6 «СИНАРА»

Механическое оборудование грузового электровоза 2ЭС6.

Механическая часть предназначена для реализации тяговых и тормозных усилий, развиваемых электровозом, размещения электрического и пневматического оборудования, обеспечения заданного уровня комфорта, удобных и безопасных условий работы локомотивных бригад.

Механическая (экипажная) часть электровоза состоит из двух секций соединенных между собой автосцепкой. Каждая секция включает в себя две двухосные тележки и кузов, связанных между собой наклонными тягами, рессорным пружинным подвешиванием типа «флейсикойл», гидродемпферами и ограничителями перемещения кузова.

На механическую часть электровоза действует нагрузка, создаваемая весом механического, электрического и пневматического оборудования. Кроме того, механическая часть передает тяговые усилия от электровоза к поезду и воспринимает динамические нагрузки, возникающие при движении электровоза по кривым и прямым участкам пути. Механическая часть должна быть достаточно прочной, а также отвечать требованиям безопасности движения и правилам технической эксплуатации железных дорог. Для обеспечения нормальной и безаварийной работы необходимо, чтобы все механическое оборудование находилось в полной исправности и отвечало нормам безопасности, прочности и правилам ремонта (См. Рис.1).

Рис.1. - Механическая (экипажная) часть одной секции.

1 - автосцепка; 2 - кабина; 3 - колесная пара; 4 - букса; 5 - буксовый поводок; 6 - рама тележки; 7 - перегородка; 8 - кронштейн; 9 - наклонная тяга;10 - крыша кузова; 11 - амортизатор; 12 - рама кузова; 13 - буксовая пружина; 14 - кузовная пружина; 15 - страховочный шкворень; 16 - кронштейн;17 – боковая стенка; 18 - задняя стенка; 19 - переходная площадка

Кузов

Кузов секции электровоза однокабинный, вагонного типа, предназначен для размещения силового и вспомогательного электрооборудования, пневматического оборудования локомотива, систем вентиляции, размещения рабочих мест локомотивной бригады, а также для восприятия и передачи нагрузок:

Силы тяжести от массы внутрикузовного оборудования и запаса песка;

Силы тяжести от массы крышевого и подкузовного оборудования;

Статических и динамических, возникающих при взаимодействии с ва-гонами поезда и тележками локомотива в режиме тяги, выбега и торможения и ударных воздействий в автосцепку. Кузов представляет собой цельнометаллическую сварную конструкцию с несущей рамой (См.Рис.2).

1 – прожектор; 2 – установка кондиционирования воздуха 3 – антенна КЛУБ; 4 – антенна GPS; 5 – токоприемник; 6 – помехоподавляющий дроссель; 7 – разъединитель; 8 – антенна радиостанции; 9 - токоведущая шина; 10 – блок пуско-тормозных резисторов; 11 – вспомогательный компрессор; 12 - компрессорный агрегат; 13 – антенна ТЭТРА; 14 – переходная площадка; 15 – обносной лист; 16 – токоотводящее устройство; 17 – тяговый электродвигатель; 18 – блок аккумуляторной батареи; 19 – наклонная тяга; 20 – блок электрооборудования ВВК; 21 - датчик ДПС-У; 22 – тифон, свисток; 23 – антенна САУТ, приёмные катушки АЛСН; 24 – метельник.

Кузов электровоза состоит из двух секций, одинаковых по основным узлам, за исключением места постановки санузла, установлен только на первой секции. Кузов локомотива и состоит из остова кузова, крыши кузова и наружной обшивки, выполненной из гладкого стального листа толщиной 2,5 мм. и песочных бункеров. На первом конце каждой секции оставлено место для установки блочной кабины. Внутри кузова сформировано помещение для установки оборудования – машинное отделение, отгороженное поперечной стенкой, образующей тамбур, от кабины управления. В тамбуре имеются двери для входа в локомотив и проходов в кабину и машинное отделение.

На торцевых стенках кузова предусмотрено место для установки главных резервуаров.

Ударно-тяговые приборы установлены на раме кузова электровоза.

Кузов секции электровоза разделен на отсеки в вертикальной, и в горизонтальной плоскости:

Крыша электровоза представлена на рис. 3 и состоит из основной части (высотой 935 мм и шириной 3060 мм) и трех съемных частей. . Задняя часть выполнена заодно с остовом кузова. Съемные секции представляют собой каркас из прокатных и гнутых профилей обшитых листовой сталью. Средняя съемная крыша состоит из двух секций, в каждой секции монтируется модуль охлаждения тормозных резисторов. Места соединения съемных частей с каркасом остова кузова имеют уплотнения, исключающие попадание влаги в кузов. В задней части секции имеется люк с крышкой для выхода из кузова на крышу.

Форкамера с мультициклонными фильтрами

Корпус модуля пуско-тормозных резисторов

А.А. Мальгин

ЭЛЕКТРОВОЗ 2ЭС6

Механика, двигатели, аппараты
(пособие для локомотивных бригад)

ЕКАТЕРИНБУРГ

2010

Пособие составлено на основе руководства по эксплуатации и других материалов предлагаемых заводом изготовителем УЗЖМ для эксплуатации электровозов 2ЭС6 на Свердловской железной дороге филиале ОАО «РЖД». В пособии приведены технические данные и конструкция узлов механической части, электрических аппаратов и электрических двигателей.

Предлагаемый материал является методическим пособием для обучения локомотивных бригад, ремонтного персонала и учащихся учебных центров подготовки машинистов и помощников машинистов электровоза.

1.

Механическая часть электровоза 2ЭС6

Механическая часть предназначена для реализации тяговых и тормозных усилий, развиваемых электровозом, размещения электрического и пневматического оборудования, обеспечения заданного уровня комфорта, удобных и безопасных условий управления электровозом.

Механическая (экипажная) часть электровоза состоит из двух секций соединенных между собой автосцепкой. Каждая секция включает в себя две двухосные тележки и кузов, связанных между собой наклонными тягами, рессорным пружинным подвешиванием типа «флейсикойл», гидродемпферами и ограничителями перемещения кузова.

На механическую часть электровоза действует нагрузка, создаваемая весом механического, электрического и пневматического оборудования. Кроме того, механическая часть передает тяговые усилия от электровоза к поезду и воспринимает динамические нагрузки, возникающие при движении электровоза по кривым и прямым участкам пути. Механическая часть должна быть достаточно прочной, а также отвечать требованиям безопасности движения и правилам технической эксплуатации железных дорог. Для обеспечения нормальной и безаварийной работы необходимо, чтобы все механическое оборудование находилось в полной исправности и отвечало нормам безопасности, прочности и правилам ремонта.

Механическая (экипажная) часть одной секции электровоза 2ЭС6 представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Механическая (экипажная) часть одной секции.

Тележка

характеристики(рисунок 2):

Рисунок 2 Тележка

Конструкционная скорость, км/ч 120

Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН 245

Тип тягового электродвигателя ЭДП810

Тип подвески двигателя опорно-осевая

Крепление двигателя опорно-осевое с маятниковой подвеской

Тип букс одноповодковая с кассетным роликоподшипником

Рессорное подвешивание двухступенчатое

Статический прогиб, мм

буксовой ступени 58

кузовной ступени 105

Тип тормозных цилиндров ТЦР 8

Коэффициент нажатия тормозных колодок 0,6

Тележка состоит из сварной рамы коробчатого сечения, которая своей концевой балкой через наклонную тягу с шарнирами соединена с центральной частью рамы кузова. К средней балке рамы тележки крепятся посредством маятниковых подвесок остова тяговых электродвигателей постоянного тока, которые другими своими сторонами опираются на оси колесных пар через смонтированные на них моторно-осевые подшипники качения. Крутящий момент от тяговых электродвигателей передается на каждую ось колесной пары через двухстороннюю косозубую передачу, образующую шевронное зацепление с шестернями посаженными на хвостовики вала якоря тягового электродвигателя.

На буксовых шейках оси колесной пары смонтированы двухрядные конические роликовые подшипники закрытого типа фирмы «Тимкен», размещенные внутри корпуса бесчелюстной одноповодковой буксы. Поводки имеют сферические резинометаллические шарниры, которые посредством клиновых пазов крепятся к буксе и к кронштейну на боковинах рамы тележки, образуя продольную связь колесных пар с рамой тележки.

Поперечная связь колесных пар с рамой тележки осуществляется за счет поперечной податливости буксовых пружин. Аналогично, поперечная связь кузова с рамой тележки осуществляется за счет поперечной податливости кузовных пружин и жесткости пружин упоров-ограничителей, которые также обеспечивают возможность поворота тележки в кривых участках пути и гашения различных форм колебаний кузова на тележках. Также для ..

2.

Тяговый электродвигатель ЭДП810 электровоза 2ЭС6

Назначение

Электродвигатель ЭДП810 постоянного тока независимого возбуждения устанавливается на тележках электровоза 2ЭС6 и предназначен для тягового привода колесных пар.

Технические характеристики электродвигателя ЭДП810

Основные параметры для часового, продолжительного и предельного режимов работы тягового электродвигателя приведены в таблице 1.1.

Основные параметры электродвигателя ЭДП810

Основные параметры охлаждения электродвигателя ЭДП810

Конструкция электродвигателя ЭДП810

Электродвигатель представляет собой компенсированную шестиполюсную реверсивную электрическую машину постоянного тока независимого возбуждения и предназначен для привода колесных пар электровозов. Электродвигатель выполнен для опорно-осевой подвески и имеет два свободных конусных конца вала для передачи вращающего момента на ось колесной пары электровоза через зубчатую передачу с передаточным числом 3,4.

Внешние виды якоря и корпуса электродвигателя ЭДП810 показаны на рисунках 14 и 15, конструкция электродвигателя на рисунке 16.

Рисунок 14 - Якорь электродвигателя ЭДП810

Рисунок 15 - Корпус электродвигателя ЭДП810

Рисунок 16 – Конструкция электродвигателя ЭДП810

Корпус электродвигателя круглый, сварной конструкции, выполнен из низкоуглеродистой стали. С одной стороны корпуса предусмотрены посадочные поверхности под корпус моторно-осевых подшипников, с противоположной стороны - привалочная поверхность для закрепления электродвигателя на тележке электровоза. Корпус имеет две горловины для установки подшипниковых щитов, внутреннюю цилиндрическую поверхность для установки главных и добавочных полюсов, со стороны коллектора выполнены вентиляционный люк для подачи в электродвигатель охлаждающего воздуха и два смотровых люка (верхний и нижний) для обслуживания коллектора. Корпус одновременно является магнитопроводом.

Якорь электродвигателя состоит из сердечника, нажимных шайб и коллектора, напрессованных на корпус якоря, в который запрессован вал.

Вал выполнен из легированной стали с двумя свободными конусными концами для посадки шестерен редукторов зубчатой передачи, в торцах которых выполнены отверстия для маслосъема шестерни. В эксплуатации, благодаря наличию корпуса, при необходимости ремонта, вал может быть заменен новым.

Сердечник якоря набран из листов электротехнической стали марки 2212, толщиной 0,5 мм , с электроизоляционным покрытием, имеет пазы для укладки обмотки и аксиальные вентиляционные каналы.

Обмотка якоря - двухслойная, петлевая, с уравнительными соединениями. Катушки обмотки якоря выполнены из медного обмоточного провода прямоугольного сечения марки ПНТСД, изолированного лентой типа "НОМЕКС", защищенной стеклянными нитями. Изоляция обмотки выполнена лентой "Элмикатерм-529029", представляющей собой композицию из слюдяной бумаги, электроизоляционной ткани и полиамидной пленки, пропитанных компаундом "Элпласт-180ИД". Вакуум - нагнетательная пропитка якоря в компаунде "Элпласт-180ИД" обеспечивает в композиции с корпусной изоляцией класс нагревостойкости "Н".

Коллектор набран из медных коллекторных пластин с присадкой кадмия, стянутых в комплект с помощью конуса и втулки коллекторными болтами.

Параметры щеточно-коллекторного узла

Сердечники главных полюсов - шихтованные и крепятся к корпусу с помощью проходных болтов и стержней. На сердечниках установлены катушки независимого возбуждения из прямоугольного провода. Вакуум - нагнетательная пропитка в компаунде типа "Элпласт -180ИД" обеспечивает в композиции с корпусной изоляцией на базе слюдинитовых лент класс нагревостойкости "Н".

Сердечники добавочных полюсов выполнены из полосовой стали и крепятся к остову проходными болтами. На сердечниках установлены катушки, намотанные из шинной меди на ребро. Катушки с сердечниками выполнены в виде моноблока с вакуум-нагнетательной пропиткой в компаунде типа "Элпласт-180ИД", обеспечивающей в композиции с корпусной изоляцией на базе слюдинитовых лент класс нагревостойкости Катушки компенсационной обмотки выполнены из медного провода прямоугольного сечения, изолированного пропитанной электроизоляционной лентой типа "Элмикатерм-529029", и установлены в пазы сердечников главных полюсов, класс нагревостойкости катушек "Н".

Два подшипниковых щита с роликовыми подшипниками качения типа НО-42330 запрессованы в корпус. Смазка подшипников консистентная типа "Буксол". В подшипниковом щите со стороны противоположной коллектору имеются отверстия для выхода охлаждающего воздуха из якоря.

На внутренней поверхности подшипникового щита со стороны коллектора закреплена траверса с шестью щеткодержателями, допускающая поворот на 360 градусов и обеспечивающая осмотр и обслуживание каждого щеткодержателя через нижний люк корпуса.

Сверху электродвигателя на корпусе расположены две отъемные клеммные коробки, служащие для соединения силовых проводов схемы электровоза и выводных проводов цепи якорной обмотки и цепи обмотки возбуждения электродвигателя. Схема электрических соединений обмоток представлена на рисунке 1.9.

Рисунок 17 - Схема электрических соединений обмоток электродвигателя ЭДП810

Эксплуатационные указания

Перечень проверок технического состояния

Более подробные указания по эксплуатации электродвигателя ЭДП810У1 изложены в руководстве по эксплуатации КМБШ.652451.001РЭ.

2ЭС6 «Синара»

2ЭС6 «Синара» -- грузовой двухсекционный восьмиосный магистральный электровоз постоянного тока с коллекторными тяговыми двигателями. Электровоз выпускается в городе Верхняя Пышма Уральским заводом железнодорожного машиностроения.

Рис.4

На 2ЭС6 применён реостатный пуск тяговых электродвигателей (ТЭД), реостатное торможение мощностью 6600 кВт и рекуперативное мощностью 5500 кВт, независимое возбуждение от полупроводниковых преобразователей в режимах торможения и тяги. Независимое возбуждение в тяге -- главное преимущество «Синары» перед ВЛ10 и ВЛ11, оно повышает противобоксовочные свойства и экономичность машины, позволяет более широко регулировать мощность.

Двигатель электровоза с последовательным возбуждением имеет склонность к разносному боксованию: при росте частоты вращения падает ток якоря, а с ним и ток возбуждения -- происходит самоослабление возбуждения, приводящее к дальнейшему росту частоты. При независимом возбуждении магнитный поток сохраняется, с ростом частоты резко возрастает противо ЭДС и падает сила тяги, что не позволяет двигателю уходить в разносное боксование, микропроцессорная система управления и диагностики (МПСУиД) 2ЭС6 при боксовании подаёт на двигатель дополнительное возбуждение и подсыпает под колёсную пару песок, сводя боксование к минимуму.

Секции пуско-тормозного реостата переключаются обычными электропневматическими контакторами серии ПК, переключение соединений тяговых двигателей также производится контакторами с применением запирающих диодов (так называемый вентильный переход, уменьшающий скачки силы тяги), всего соединений три:

Сериесное (последовательное) -- 8 двигателей двухсекционного электровоза либо 12 двигателей трёхсекционного электровоза последовательно, при этом в схему введён только реостат ведущей секции, на 23-й позиции реостат выводится полностью;

Сериес-параллельное (СП, последовательно-параллельное) -- 4 двигателя каждой секции соединены последовательно, пуск производится на каждой секции своим реостатом, на 44-й позиции реостат закорачивается;

Параллельное -- каждая пара двигателей работает под напряжением контактной сети, пуск производится отдельной группой реостата для каждой пары двигателей, на 65-й позиции реостат выводится.

Кузов электровоза цельнометаллический, имеет плоскую поверхность обшивки.

Подвешивание ТЭД -- типичное для грузовых электровозов опорно-осевое, но с прогрессивными моторно-осевыми подшипниками качения. Буксы бесчелюстные, горизонтальные силы передаются с каждой буксы на раму тележки одним длинным резинометаллическим поводком.

Технические характеристики:

Номинальное напряжение на токоприемнике, кВ 3,0

Колея, мм 1520

Осевая формула 2 (2 0 -- 2 0)

Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН 245± 4,9

Передаточное отношение зубчатой передачи 3,44

Масса служебная с 0,7 запаса песка, т 200±2

Разность поколесной нагрузки кН (тс), не более 4,9 (0,5)

Разность нагрузок по колесам колесной пары, %, не более4

Высота оси автосцепки от головки рельса, мм1040 -- 1080

Тип подвески тягового электродвигателяОпорно-осевая

Длина электровоза по осям автосцепок, мм, не более 34 000

Высота от головки рельса до рабочей поверхности полоза токоприемника:

в опущенном / рабочем положении, мм, не более 5100/(5500-7000)

Конструкционная скорость электровоза, км/ч 120

Скорость прохождения кривых с радиусом 400 м, предусмотренная для железнодорожного пути на деревянных шпалах, км/ч, не более 60

Часовой режим

Мощность на валах тяговых двигателей, не менее кВт 6440

Сила тяги, кН 464

Скорость, км/ч49,2

Продолжительный режим

Мощность на валах тяговых двигателей, не менее кВт 6000

Сила тяги, кН 418

Скорость, км/ч 51,0

2ЭС10 «Гранит»

2ЭС10 «Гранит» -- грузовой двухсекционный восьмиосный магистральный электровоз постоянного тока с асинхронным тяговым приводом.

На момент создания электровоз является самым мощным выпускаемым локомотивом для колеи 1520 мм. При стандартных весовых параметрах он способен водить поезда весом примерно на 40-50 % больше, чем электровозы серии ВЛ11. Планируется, что при применении «Гранита» на участках Свердловской железной дороги с тяжелым горным профилем появится возможность пропуска транзитных поездов весом от 6300-7000 тонн без разделения состава и отцепки локомотива. 4 августа 2011 года была продемонстрирована работа 2ЭС10 в трехсекционном исполнении, с заданной нагрузкой составом 9000 тонн. Доказана эффективность такой компоновки для работы на сложных участках в уральских горах (на перевалах).

Рис. 5

Технические характеристики:

Номинальное напряжение на токоприёмнике, кВ 3

Колея, мм. 1520

Осевая формула 2(2 О -2 О)

Номинальная нагрузка от колёсной пары на рельсы, кН 249

Длина электровоза по осям автосцепок, мм., не более 34000

Конструкционная скорость электровоза км/ч. 120

Мощность на валах тяговых двигателей:

В часовом режиме, кВт., не менее 8800

В продолжительном режиме, кВт., не менее 8400

Сила тяги:

В часовом режиме, кН 784

В продолжительном режиме, кН 538

Мощность электрического тормоза на валах тяговых двигателей:

Рекуперативного, кВт., не менее 8400

Реостатного, кВт., не менее 5600

марка характеристика электровоз локомотив

Электровоз 2ЭС6 «Синара» предназначен для работы на линиях с постоянным током. Изготавливается он на Уральском заводе железнодорожного машиностроения, находящимся в городе Верхняя Пышма. Этот завод входит в ЗАО «Группа Синара». Первая машина была изготовлена в декабре 2006 года. После испытаний электровоза на железной дороги в различных условиях, показавших, что он отвечает всем требованиям при вождении грузовых поездов, между изготовителем и РЖД был подписан контракт на поставки.

В течение первого года серийного выпуска (2008) было изготовлено 10 электровозов. В следующем году РЖД получили уже 16 новых машин. В последующие годы их производство нарастало. Вскоре объемы возросли до 100 локомотивов в год. Так продолжалось до 2016 года, после чего произошла стабилизация выпуска и его снижение. Всего к середине 2017 года было изготовлено 704 электровоза 2ЭС6.

Новый локомотив представляет собой две одинаковые секции, которые сцеплены сторонами, имеющими межвагонные переходы. Управление осуществляется из одной кабины. Секции можно разъединять. В таком случае каждая становится самостоятельным электровозом. Возможен и вариант, когда два локомотива соединяются в один, превращаясь в четырехсекционный электровоз. Но можно и к двухсекционному электровозу добавить одну секцию, превратив его в трехсекционный. В любом случае управление осуществляется из одной кабины. При использовании в качестве самостоятельного электровоза одной секции, возникают сложности для машинистов, поскольку обзор у них тогда затруднен.

Новые технологии, применяемые в Э2С6

Новый грузовой электровоз отвечает всем современным требованиям, в 80-и процентах случаях они инновационные. Надежность обеспечивается микропроцессорной системой управления. Она позволяет исключить ошибки экипажа. Тем самым исключается «человеческий фактор», который в ряде случаев может привести к непредвиденной ситуации.

Имеющаяся бортовая диагностика постоянно сообщает о состоянии и работе всех механизмов. Кроме того, в последующем результаты передаются в имеющиеся в ОАО РЖД обслуживающие пункты и центры сбора информации.

На электровозе установлена система ГЛОНАС, параллельно с ней – GPS. Применяется программа, позволяющая осуществлять автоведение. Управление может осуществлять оператор, находящийся в удаленном стационарном центре.

Новые, не применявшиеся ранее в российском производстве локомотивов, технические решения улучшили характеристики электровоза. Он стал надежнее, снизились расходы на эксплуатацию. Применение инноваций положительно отразилось на безопасности.

Электровоз расходует на 10 – 15 процентов электроэнергии меньше предшественников. На такой же показатель снижены затраты на ремонт. Бригада машинистов работает в условиях не просто удобных для выполнения обязанностей, но и комфортных. В полтора раза увеличился пробег электровоза между плановыми ремонтами. Большое значение имеет и то, что увеличена техническая скорость. Это позволяет, не делая вложений в инфраструктуру, увеличить пропускную способность железной дороги.

Заключение

Выпуск электровоза 2ЭС6 рассчитан только на несколько лет вперед. Эта машина станет основой для изготовления более совершенных вариантов. Одно из главных изменений, требующихся для локомотивов, - использование асинхронных двигателей, дающих больший эффект, по сравнению с коллекторными.

В настоящее время электровозы 2ЭС6 эксплуатируются на Свердловской железной дороге, на дорогах Южного Урала и Западной Сибири.

Эти машины могут работать в любых климатических условиях, существующих в России. Успешно проходит их работа и в гонной местности. Предел высоты над уровнем моря у них составляет 1300 метров. Конструктивная скорость электровоза составляет 120 километров в час.