«РОССИЙСКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ»

ФИЛИАЛ ОТКРЫТОГО АКЦИОНЕРНОГО ОБЩЕСТВА

СВЕРДЛОВСКАЯ ЖЕЛЕЗНАЯ ДОРОГА

Екатеринбургский учебный центр №1

ЭЛЕКТРОВОЗ 2ЭС6

Механика, двигатели, аппараты

ЕКАТЕРИНБУРГ

Пособие составлено на основе материалов предлагаемых заводом изготовителем УЗЖМ для эксплуатации электровозов 2ЭС6 на Свердловской железной дороге филиале ОАО «РЖД». В пособии приведены рекомендации завода изготовителя по обнаружению и устранению неисправностей.

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

1 Общие сведения

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.

2 Тележка

Каждая секция включает в себя две двухосные тележки, на которые опирается кузов. Тележки воспринимают тяговые и тормозные усилия, боковые, горизонтальные и вертикальные силы при прохождении неровности пути и передают их, через пружинные опоры с поперечной податливостью, на раму кузова. Тележка электровоза 2ЭС6 имеет следующие технические характеристики(рисунок 2):

Конструкционная скорость, км/ч 120

Нагрузка от колесной пары на рельсы, кН 245

Типтягового 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 гашения колебаний кузова и подрессоренных частей тележки применены вертикальные буксовые, вертикальные и горизонтальные кузовные гидравлические демпферы (гидравлические гасители колебаний).

Для торможения электровоза используется тормозная рычажная передача с применением чугунных тормозных колодок, восьмидюймовыми тормозными цилиндрами (на каждое колесо тележки) с автоматическим регулятором выхода штока.

2ЭС6 «Синара»

Фото

Заводы-изготовители

ОАО «Уральский завод железнодорожного машиностроения» (УЗЖМ)

Годы постройки: 2006-2010
Построено секций: ХХХ
Построено машин: ХХХ

ООО «Уральские локомотивы» (совместное предприятие ЗАО «Группа Синара» и концерна Siemens AG)

Местоположение завода: Россия, Свердловская область, г. Верхняя Пышма
Годы постройки: 2010-
Построено секций: ХХХ
Построено машин: ХХХ

Построено секций за весь период: 794 (по 06.2014 г.)
Построено машин за весь период: 397 (по 06.2014 г.)

Технические данные

Тип ПС: электровоз
Род службы: магистральный грузовой
Ширина колеи: 1520 мм
Род тока КС: постоянный
Напряжение КС: 3 кВ
Количество секций: 2
Длина локомотива: 34 м
Сцепная масса: 200 т
Конструкционная скорость: 120 км/ч
Скорость часового режима: 49,2 км/ч
Скорость длительного режима: 51 км/ч
Количество осей: 8
Осевая формула: 2 (2о−2о)
Диаметр колёс: 1250 мм
Нагрузка от движущих осей на рельсы: 25 тс
Тип тяговых двигателей: коллекторный
Часовая мощность ТЭД: 6440 кВт
Длительная мощность ТЭД: 6000 кВт
Сила тяги часового режима: 47,3 тс
Сила тяги длительного режима: 42,6 тс

Общие данные

Страны системной эксплуатации: Россия
Дороги системной эксплуатации: Свердловская, Западно-Сибирская (с 2012 г.)
Участки системной эксплуатации: Екатеринбург-Сортировочный – Войновка, Войновка – Омск – Новосибирск (с 2010 г.), Екатеринбург-Сортировочный – Каменск-Уральский – Курган – Омск (с 2010 г.), Каменск-Уральский – Челябинск – Карталы (с 2010 г.)

Расшифровка аббревиатуры: «2» – двухсекционный, «Э» – электровоз, «С» - секционируемый, «6» - номер модели, «Синара» – река на востоке Свердловской области, завод в г. Каменск-Уральский (ОАО «Синарский трубный завод»)
Клички: «Сигара», «Свинара»

Описание

Кузов электровоза цельнометаллический, имеет плоскую поверхность обшивки. Дизайн кабины перекликается с коломенскими тепловозами. Подвешивание тяговых электродвигателей - 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.

На 2ЭС6 применены: реостатный пуск тяговых электродвигателей, 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 электровозами ВЛ10 и ВЛ11: оно повышает противобуксовочные свойства и экономичность машины, позволяет более широко регулировать мощность. Так же независимое возбуждение играет важную роль при реостатном пуске: при усиленном возбуждении быстрее растёт противоположная электродвижущая сила двигателей и быстрее спадает ток, что позволяет вывести реостат на меньшей скорости, сэкономив электроэнергию. При скачках якорного тока в момент включения контакторов микропроцессорная система управления и диагностики (МПСУиД) скачкообразно подаёт дополнительное возбуждение, снижая якорный ток и тем самым нивелируя скачок силы тяги в момент набора очередной позиции (надо заметить, часто приводящий к буксованию на электровозах со ступенчатым регулированием).

Двигатель электровоза с последовательным возбуждением имеет склонность к разносному буксованию: при росте частоты вращения падает ток якоря, а с ним и ток возбуждения - таким образом, происходит самоослабление возбуждения, приводящее к дальнейшему росту частоты. При независимом возбуждении магнитный поток сохраняется, а с ростом частоты резко возрастает противоположная электродвижущая сила и падает сила тяги, что не позволяет двигателю уходить в разносное буксование. Микропроцессорная система управления и диагностики 2ЭС6 при буксовании подаёт на двигатель дополнительное возбуждение и запускает механизм подачи песка под колёсную пару, сводя буксование к минимуму.

Однако кроме явных преимуществ «Синары» были обнаружены и некоторые недостатки. Конструкция тяговых электродвигателей приводит к периодическим перебросам электрической дуги по коллектору, прогарам конусов, пробоям якорей. Помимо отказов ТЭД, отмечены неисправности таких узлов, как электропневматические контакторы ПК, быстродействующие контакторы БК-78Т, вспомогательные машины (компрессорные агрегаты и вентиляторы обдува ТЭД).

История

Опытный образец электровоза 2ЭС6 был выпущен в ноябре 2006 года.

1 декабря 2006 года прошла презентация электровоза руководству партии Единая Россия, из-за чего 2ЭС6-001 получил патриотическую схему окраски и соответствующие надписи на бортах.

После наладочных испытаний, проводившихся в мае и июне 2007 года на ЕЭРЗ, электровоз был направлен для сертификационных испытаний установочной партии на испытательное кольцо ВНИИЖТ в Щербинку.

В конце июля 2007 года между ОАО «РЖД» и ОАО «УЗЖМ» был подписан контракт на поставку 8 электровозов в 2008 году и 16 - в 2009-ом.

К декабрю 2007 года электровоз 2ЭС6-001 имел пробег 5000 км.

Параллельно в 2007 году опытную эксплуатацию на участке Свердловской железной дороги Екатеринбург-Сортировочный - Войновка проходил электровоз 2ЭС6-002. В начале сентября он принял участие в выставке «Магистраль-2007» на полигоне «Старатель», а к декабрю уже имел пробег 3400 км.

К началу 2008 года были завершены тягово-энергетические и тормозные испытания, а так же испытания по воздействию на железнодорожный путь электровоза 2ЭС6-001.

В феврале и марте 2008 года на испытательном кольце ВНИИЖТ сертификационные испытания проходил электровоз 2ЭС6-002

15 октября 2008 года официально было объявлено, что запущена первая очередь производственного комплекса по серийному выпуску электровозов 2ЭС6.

В начале сентября 2009 года 2ЭС6-017 принял участие в выставке «Магистраль-2009» на полигоне «Старатель», а 2ЭС6-015 - на выставке «ЭКСПО-1520» на ЭК ВНИИЖТ, после чего остался для проведения очередных сертификационных испытаний - на серийное производство.

В начале сентября 2011 года 2ЭС6-126 принял участие в выставке «ЭКСПО-1520» на ЭК ВНИИЖТ.

В середине сентября 2011 года на перегоне Кедровка - Монетная проводились испытания на соблюдение норм безопасности при смене преобразователя собственных нужд (ПСН) электровоза 2ЭС6-119. Через месяц те же испытания с той же машиной проводись уже на ЭК ВНИИЖТ.

В феврале 2012 года для прохождения двухмесячных тестовых испытаний был отправлен в Украину (депо Львов-Запад) электровоз 2ЭС6-147.

16 апреля 2012 года Межведомственной комиссией подписан акт, разрешающий эксплуатацию электровозов 2ЭС6 и 2ЭС10 в Украине. Подписан договор о поставке электровозов, который начнёт действовать после предоставления Украине кредитных средств.

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

Наименование параметра	Единица измерения	Режим работы
		часовой	продолжи- тельный
Мощность на валу	кВт
Мощность в тормозном режиме, не более: При рекуперации При реостатном торможении	кВт	1000
Номинальное напряжение на выводах		1500
Максимальное напряжение на выводах		4000
Ток якоря
Ток якоря при трогании, не более
Частота вращения	с-1 об / мин	12.5	12.83
Наибольшая частота вращения (достигается при токе возбуждения 145 А и токе якоря 410 А)	с-1 об / мин	1800
КПД		93,1	93,3
Момент на валу	Нм кгм	10300 1050	9355
Вращающий момент при трогании, не более	Нм	17115
Охлаждение		Воздушное принудительное
Расход охлаждающего воздуха	м3 / с	1,25
Статическое давление воздуха в контрольной точке	Па	1400
Возбуждение электродвигателя		Независимое
Ток обмотки возбуждения
Ток возбуждения при трогании, не более
Номинальный режим работы		часовой по ГОСТ 2582
Сопротивление обмоток при 20оС: Якоря Главных полюсов Добавочных полюсов и компенсационной обмотки	Ом	0,0368±0,00368 0,0171±0,00171 0,0325±0,00325
Класс нагревостойкости изоляции обмоток якоря, главных и добавочных полюсов
Масса электродвигателя, не более	кг	5000
Масса якоря, не более	кг	2500
Масса статора, не более	кг	2500

Основные параметры охлаждения электродвигателя ЭДП810

Наименование параметра	Значение
Расход воздуха через ТЭД, м3 / с	1,25
Расход воздуха в межполюсных каналах, м3 /с	0,77
Расход воздуха через каналы якоря, м3 /с	0,48
Скорость потока в межполюсных каналах, м / с	26,5
Скорость потока в каналах якоря, м / с	20,0
Давление воздуха на входе перед двигателем, Па (кг/см2) (мм.вод.ст.)	1760 (0,01795) (179,5)
Давление в контрольной точке (в отверстии крышки нижнего коллекторного люка), Па (кг/см2) (мм.вод.ст.)	1400 (0,01428) (142,8)

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

Наименование параметра	Размеры в миллиметрах
Диаметр коллектора
Рабочая длина коллектора
Число коллекторных пластин
Толщина коллекторного миканита
Число бракетов
Число щеткодержателей в бракете
Число щеток в щеткодержателе
Марка щетки	ЭГ61А
Размер щетки	(2х10)х40

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

Что проверяется	Технические требования
1 Внешнее состояние электродвигателя	1.1 Отсутствие повреждений и загрязнений, а также следов течи смазки из подшипников
2 Изоляция обмоток.	2.1 Отсутствие трещин, расслоений, обугливания, механических повреждений и загрязнений. 2.2 Величина сопротивления изоляции должна быть: Не менее 40 МОм в практически холодном состоянии перед монтажом нового электродвигателя на электровозе; Не менее 1,5 МОм в практически холодном состоянии и перед вводом электровоза после длительной стоянки (1-15 суток и более).
3 Щеткодержатели	3.1 Отсутствие оплавлений, нарушающих свободное перемещение щеток в обоймах или способных повредить коллектор. 3.2 Отсутствие повреждений корпуса и пружин.
4 Зазор между щеткодержателем и рабочей поверхностью коллектора измерять изоляционной пластинкой (например из текстолита, гетинакса) соответствующей толщины.	4.1 Зазор между щеткодержателем и коллектором должен быть 2 - 4 мм (при сжатой траверсе измерение проводить только на нижнем щеткодержателе). 4.2 Отсутствие ослабления крепления щеткодержателей к планкам момент затяжки болтов 140 ± 20 Нм (14 ± 2 кгм). Болты крепления должны быть предохранены от самоотвинчивания.
5 Щетки	5.1 Свободное перемещение щеток в обоймах щеткодержателей 5.2 Отсутствие следов повреждений токоведущих проводов. 5.3 Отсутствие трещин и сколов кромок у контактной поверхности более 10 % от поперечного сечения. 5.4 Отсутствие односторонней выработки граней. Контактная поверхность приработки щетки к коллектору должна быть не меньше 75% от площади её сечения. 5.5 Болты крепления токоведущих проводов щеток к корпусу щеткодержателя должны быть предохранены от самоотвинчивания. 5.6 Нажатие на щетки должно быть 31,4 - 35,4 Н (3,2 - 3,6 кг ).
6 Траверса	6.1 Отсутствие ослабления крепления траверсы (момент затяжки пальцев 250 ± 50 Нм (25 ± 5 кгм)). 6.2 Отсутствие загрязнений и повреждений. 6.3 Совмещение контрольных рисок на траверсе и корпусе должно быть с допустимым отклонением не более 2 мм .
7 Рабочая поверхность коллектора.	7.1 Гладкая, от светло - до темно-коричневого цвета, без задиров, без следов оплавления от перебросов электрической дуги, без неустранимых протиранием подгаров, без наволакивания меди и загрязнений. 7.2 Выработка под щетками должна быть не более 0,5 мм ; глубина продорожки 0,7 - 1,3 мм . 7.3 Попадание на коллектор горюче-смазочных материалов, влаги и посторонних предметов не допускается.
8 Статическое давление охлаждающего воздуха	Величина статического давления в отверстии крышки нижнего коллекторного люка должна составлять 1400 Па ( 143 мм .вод.ст).

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

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.

Механическая часть электровоза 2ЭС6

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

Рисунок 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;

Переходная площадка.

Тележка

характеристики(рисунок 2):

Рисунок 2 Тележка