Меню

Вентилятор охлаждения тягового генератора тепловоза



9.4. Вентиляторы охлаждения тягового генератора и тяговых электродвигателей

Для охлаждения тягового генератора и тяговых электродвигателей на тепловозе используются центробежные вентиляторы. Привод вентиляторов охлаждения тягового генератора и тяговых электродвигателей передней тележки осуществляется от переднего редуктора через карданные валы, а вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки от заднего редуктора через полужесткую муфту. При частоте вращения коленчатого вала дизеля 750 об/мин частота вращения вентилятора охлаждения генератора равна 2200 об/мин, подача вентилятора составляет 9600 м3/ч, а полное статическое давление — 2,11 кПа (215 мм вод. ст.); частота вращения вентиляторов охлаждения тяговых электродвигателей передней и задней тележек — соответственно 2600 и 2650 об/мин, подача при 2650 об/мин составляет 8820 м3/ч, а полное статическое давление — 2,25 кПа (230 мм вод. ст.).

Вентиляторы охлаждения тягового генератора и тяговых электродвигателей схожи по конструкции (рис. 102).

Вентилятор охлаждения генератора отличается несколько большими размерами корпуса /, диффузора 15 и колеса 3. Вентиляторы охлаждения тяговых электродвигателей передней и задней тележек отличаются друг от друга расположением масленки на корпусе подшипника.

К сварному корпусу / вентилятора кренится болтами корпус 6 подшипников в сборе с валом 18, вращающимся в двух радиаль-но-упорных шарикоподшипниках 12. Перед иапрессовкой на вал подшипники предварительно нагревают в масле до температуры 90—100 °С. С натягом напрессовываются и лабиринтные кольца 8, 9. Зазор 0,2 0,5 мм между торцовой поверхностью наружного кольца подшипника 12 и буртом крышки 7 обеспечивается подбором прокладок 13. Внутри корпуса вентилятора к передней (со стороны привода) и боковой стенкам привариваются пылевлагоот-делитель 17.

Лопатки 2 вентиляторного колеса 3 прикреплены заклепками к дискам 14 и 16, диск 14 приклепан к ступице 4. При сборке подбирают пары одинаковых по весу лопаток, которые устанавливают на диаметрально противоположных сторонах колеса. После сборки колесо подвергают динамической балансировке. Для устранения дисбаланса используют балансировочные грузы или высверливают несквозные отверстия в ступице колеса. Балансировочные грузы

приваривают к боковой поверхности диска 14 и крепят заклепками к переднему диску 16.

После балансировки вентиляторные колеса испытывают на разнос в течение 5 мин: колесо вентилятора охлаждения тягового генератора при частоте вращения 2500 об/мин; колесо вентилятора охлаждения тяговых электродвигателей при 3200 об/мин. Окончательно собранное и отбалансированное колесо устанавливают на вал. Конусные поверхности вала и ступицы колеса проверяют по краске на взаимное прилегание друг к другу. Пятна касания должны располагаться равномерно и занимать не менее 75 % общей площади сопрягаемых поверхностей.

Для уменьшения аэродинамических потерь на входе в колесо вентилятора устанавливается диффузор 15, который крепится болтами к корпусу вентилятора. Зазор между внутренним торцом диффузора и диском 16 колеса регулируют путем подрезки торца диффузора.

Для правильной и безаварийной работы подшипников вентилятора полость корпуса 6 при сборке заполняют на 2/3 объема смазкой. В процессе эксплуатации попо пение смазки производится через масленку 5.

При работе вентилятора воздух, предварительно очищенный в сетчатых фильтрах, засасывается через диффузор 15 и подастся лопатками колеса в нагнетательные каналы, расположенные в раме тепловоза. Частицы сконденсированной влаги и пыли отводятся из пылевлагоотделите.тя 17 по трубе под раму тепловоза. Из наг

Рис. 102 Вентилятор охлаждения тягового генератора к тяговых электродвигателей

1 корпус псі тнлнтора 2 — лопатка; 3 — колесо вентилятора’. 4 — ступица; 5 — масленка, в—корпус подшипников: 7 — крышка; 8. 9 — лабиринтные кольца. 10 — стопорное кольцо. // полукольцо, 12—шарикоподшипник:* 13 прокладка: 14 — задний диск; 15 диффузор. 16- передний диск: 17 — пыленлагоотделитель. 18 вал: А — вход поздуха: 6 — выход воэ«у\а

нетательного канала воздух через специальное окно в станине электродвигателя или генератора попадает внутрь электрической машины, охлаждает коллектор, щеткодержатели, проходит вдоль вала, охлаждая якорь и полюсы, и выбрасывается наружу. По мере прохождения воздуха по нагнетательным каналам давление его падает; в коллекторной камере тягового электродвигателя при частоте вращения коленчатого вала дизеля 750 об/мин оно должно составлять не менее 0,49 кПа (50 мм- вод. ст.).

При. правильной эксплуатации и выполнении профилактических работ вентиляторы обеспечивают нормальную работу тяговых электродвигателей и генератора.

Тепловоз оборудован пневматическим автоматическим прямодей-ствующим тормозом для торможения локомотива и состава, пневматическим вспомогательным тормозом для торможения только локомотива и ручным для удержания локомотива при стоянке на уклоне.

Источник

Вентилятор охлаждения тягового генератора тепловоза

УСТАНОВКА И ПРИВОД ВЕНТИЛЯТОРА ОХЛАЖДЕНИЯ ГЛАВНОГО ГЕНЕРАТОРА ТЕПЛОВОЗА 2ТЭ10Л

От верхнего коленчатого вала дизеля (рис. 225) через карданный вал 7 с упругой муфтой и угловой редуктор 19 приводится во вращение центробежный вентилятор охлаждения главного генератора.

Техническая характеристика вентилятора

Частота вращения вала. 1 800 об/мин

Производительность . . . 250 м3/мин

Мощность, потребляемая вентилятором . 25 д. с.

Вентилятор 5 крепится на фланце углового редуктора 19, установленном на фундаменте 20. Вся установка покоится на сварном кронштейне 2, закрепленном четырьмя болтами диаметром 20 мм на специальной планке статора генератора и пятью болтами М16 подшипникового щита генератора. Необходимое положение кронштейна 2 в горизонтальной плоскости достигается постановкой регулировочных прокладок между верхней плитой кронштейна и планкой статора.

Читайте также:  Где щетки генератора тойота

Фундамент 20 представляет собой сварную конструкцию, состоящую из верхнего и нижнего оснований, связанных по углам угольниками гнутого профиля 75x75x5 мм. К кронштейну 2 фундамент крепится семью болтами диаметром 16 мм и фиксируется тремя коническими штифтами — одним со стороны блока дизеля и двумя со стороны кабины. К верхнему основанию фундамента приварены две планки в двумя резьбовыми отверстиями М20 для крепления редуктора 19. Между планками и редуктором устанавливают регулировочные прокладки толщиной 0,5; 1; 3 мм. К верхнему основанию плотным швом приваривается поддон. Масло, просочившееся через уплотнение валов редуктора, из поддона фундамента по трубке диаметром 10 мм отводится в поддон 13, находящийся под нагнетателем второй ступени дизеля, и из него — наружу тепловоза.

На конический хвостовик вала редуктора вентиляторное колесо насаживается с осевым натягом 4—6 мм и закрепляется гайкой с нажимной шай-бой. Вентиляторы охлаждения главного генератора и тяговых двигателей однотипны по своей конструкции, а их колеса взаимозаменяемы.

Карданный вал соединен одной стороной с верхним коленчатым валом дизеля через фланец с четырьмя болтами диаметром 10 мм, а другой — через упругую муфту с валом редуктора. Упругим элементом эластичной муфты является резиновая втулка. Упругая муфта, одинаковая по своей конструкции с муфтами тепловоза ТЭЗ, ограждает вентилятор главного генератора от вибрации, возникающей при работе дизеля. Карданный вал при изготовлении подвергают динамической балансировке с точностью до 40 гс*см. Балансировка осуществляется поворотом скользящей вилки на 180° или приваркой балансировочных пластин. Биение трубы карданного вала более 1 мм не

Рис. 225. Установка вентилятора охлаждения главного генератора

На карданном валу, прошедшем балансировку, набивается стрелка, определяющая взаимное положение скользящей вилки и хвостовика карданного вала. Со стороны дизеля на -центровочном бурте фланца кардана прорезают паз шириной 22+0-5 мм, куда входит стопорная планка, крепящая фланец дизеля. Карданный вал привода редуктора вентилятора главного генератора устанавливается с углом наклона от 1 до 3°, что достигается постановкой между редуктором и фундаментом регулировочных прокладок. Фланцы и центробежный вентилятор перед посадкой на конусные хвостовики валов редукторов проверяют на прилегание сопрягаемых поверхностей, которое должно быть не менее 60%. Допускаемое смещение фланцев механизмов, соединяемых карданным валом, в любой плоскости, проходящей через продольную ось карданного вала, разрешается в пределах величины, указанной в размерах схемы (см. рис. 198), а непараллельность фланцев — не более 0,75 мм при замере в четырех диаметрально противоположных точках на радиусе 50 мм. Все замеры производятся при сборке тепловозов с помощью полувалов. Для дополнительной очистки воздуха, поступающего в генератор, в 1971 г. на тепловозах введен вентилятор с центрабежной пылевлагоочисткой. Измененная установка вентиляции и охлаждения главного генератора показана на рис.226. Пыль и влага, отделяемые в улитке вентилятора, отводятся за пределы дизельного помещения через трубу 4.

Рис. 226. Установка вентилятора с центробежной пылевлагоочисткой (ЦПВО) и двусторонним отводом воздуха из главного генератора
1 — вентилятор с пылевлагоочисткой; 2, 3— правый и левый выпускные каналы: 4 — труба для отвода пыли и влаги

Источник

Вентилятор охлаждения тягового генератора тепловоза

11.2. Конструкция основных сборочных единиц и деталей дизеля 1А-9ДГ-2 тепловоза 2ТЭ116

Вентилятор дизеля 1А-9ДГ-2 тепловоза 2ТЭ116

(рис. 22) представляет собой одноступенчатый осевой компрессор, установленный на приводе распределительного вала, а предназначен для охлаждения генератора. Вентилятор состоит из статора и ротора. Ротор имеет вал 26, рабочее колесо 27, втулку 22 с уплотнительными кольцами 23, шестерню 14, два шарикоподшипники 19 и втулку 5. Ротор вращается коленчатым валом через шестерни привода распределительного вала и шестерни вентилятора. Наибольшая частота вращения ротора вентилятора п = 93,8 с-1 (562 об/мин).

Статор вентилятора содержит обтекатель 1, корпус 4 и патрубок 9. Обтекатель предназначен для снижения гидравлических потерь. Корпус 4 является остовом вентилятора. Воздух поступает в вентилятор через обтекатель 1 к рабочим лопаткам 2 колеса вентилятора и направляется через патрубки 9 и 34 на охлаждение генератора.

В нижней части корпуса установлена цапфа 15, из которой закреплены роликоподшипники 17 с шестерней 18. К переднему торцу корпуса прикреплен спрямляющий аппарат, состоящий из двух концентричных ободов 21 с приваренными к ним лопатками 20. Аппарат уменьшает потери давления воздуха на выходе из рабочего колеса и придает воздушному потоку осевое направление. Рабочие лопатки 2 установлены в кольцевом пазу, выполненном в рабочем колесе и диске 29, и крепятся болтами. Шарикоподшипники 19 смазываются маслом, поступающим из привода распределительного вала по каналу Л через дроссель 30, канал К, масляную полость В, канал Б и по отверстиям М во втулке 6. На шестерни 14 и 18 и роликоподшипники 17 масло сливается с шарикоподшипников ротора и разбрызгивается. Затем масло сливается по отверстиям Е и Ж в привод распределительного вала и далее в раму дизеля. Для предотвращения попадания масла в воздушную полость вентилятора имеется многоступенчатое комбинированное уплотнение.

Читайте также:  Не подается ток от генератора

Источник

Система воздушного охлаждения тяговых электрических машин

Назначение системы охлаждения.

При работе тяговых электрических машин часть подведенной к ним энергии преобразуется в активных частях машины (в обмотках и магнитной системе) в тепловую, что ведет к нагреванию машин и повышению температуры обмоток и их изоляции. Тепловое состояние электрической машины характеризуется температурами ее активных частей, точнее, превышениями т, этих температур над температурой охлаждающего воздуха ^о: т, = 6 -/0-

Увеличение температур обмоток ускоряет старение электроизоляционных материалов. Для каждого класса изоляции существует определенный уровень температур, превышение которого на 5-10 °С приводит к сокращению долговечности изоляции (срока службы) в два раза. В связи с этим на основе технико-экономических соображений предельные значения превышений температур обмоток т,мах строго ограничиваются стандартами в соответствии с классами изоляции и имеют следующие значения (при температуре наружного воздуха 1о = 25°С).

Максимальный перегрев Класс изоляции ттах, «С В F H

Для обмотки якоря . . 120 140 160 » обмоток полюсов . 130 155 180

Таким образом, основным назначением системы охлаждения тяговых электрических машин и аппаратов является создание условий тепло-отвода, в которых превышение температур обмоток при любых возможных режимах работы не выходило бы за допустимые пределы.

На тепловозах с электрической передачей переменно-постоянного тока не менее важным, чем электрические машины, объектом охлаждения является полупроводниковая выпрямительная установка.

Условия работы системы. Тяговые электрические машины (тяговые электродвигатели и главные генераторы) имеют на современных тепловозах интенсивное воздушное охлаждение. По условиям нормального температурного режима для охлаждения тяговых машин требуются значительные количества воздуха. В среднем для тяговых электродвигателей требуется примерно 0,25-0,30 м3/мин воздуха на каждый киловатт мощности. В целом по тепловозу общее количество воздуха, вентилирующего электрические машины,

18,0-21,0 м3/ч на каждый киловатт эффективной мощности дизеля.

Воздух для охлаждения тяговых электрических машин забирается снаружи тепловоза через воздухо-заборные отверстия в стенках кузова.

Технические требования. Система должна обеспечить возможность работы тяговых электрических машин при температурах наружного воздуха от -50 до +40 °С. Система должна гарантировать защиту тяговых электрических машин от попадания с охлаждающим воздухом загрязнений, существенно влияющих на их надежность и долговечность, т. е. должна обеспечивать очистку охлаждающего воздуха. Затраты мощности на работу системы должны быть минимально возможными и не должны превышать 4- 5 % эффективной мощности дизеля тепловоза.

Основные узлы системы. Системы воздушного охлаждения тяговых электрических машин тепловозов состоят из воздухоприемных устройств (жалюзи или сетки), воздушных фильтров, вентиляторов и воздуховодов. В зависимости от размещения вентилятора тяговые машины делятся на самовентилируемые (вентилятор встроен в машину и находится на ее валу, как у тяговых генераторов тепловозов ТЭМ2, ТЭЗ и т. п.) и машины с независимой вентиляцией-от отдельного самостоятельного вентилятора (тяговые электродвигатели и главные генераторы современных тепловозов). Кроме того, различают системы вентиляции индивидуальные, групповые и централизованные. При индивидуальной системе каждая машина имеет свой вентилятор, при групповой один вентилятор подает воздух нескольким однотипным машинам. Централизованная система предполагает возду-хоснабжение всех электрических машин тепловоза от одной мощной вентиляторной установки.

Современные отечественные тепловозы имеют смешанную систему воздухоснабжения электрических машин: тяговые генераторы снабжены индивидуальными вентиляторами, а тяговые электродвигатели объединены в две групповые системы (по тележкам).

На тепловозах с электрической передачей переменно-постоянного тока (2ТЭ116, ТЭ109) имеется также индивидуальная система охлаждения полупроводниковых выпрямителей. Некоторые новые тепловозы (ТЭП70, ТЭП75, ТЭМ7, 2ТЭ121) имеют централизованные системы охлаждения тяговых электрических машин и аппаратов.

Достоинством централизованных систем является замена трех-четырех вентиляторов одним, что упрощает конструкцию привода, снижает вес привода его от вала дизеля. В централизованных системах можно использовать более эффективные высокопроизводительные вентиляторы. Недостатком централизованной системы является наличие дополнительных воздуховодов большой протяженности и увеличение затрат мощности, связанное с повышением потерь давления.

Вентиляторы в системах охлаждения тяговых электрических машин и аппаратов применяются двух тип-пов: центробежные и осевые. В корпусе 3 центробежного вентилятора тяговых электродвигателей (рис. 12.1) установлено вентиляторное колесо 2, состоящее из ступицы 5, кон-сольно посаженной на вал 6, диска

7 и кольца 1, которым приклепаны штампованные лопатки 4.

Вентиляторы такого типа на большинстве отечественных тепловозов питают воздухом тяговые электродвигатели каждой тележки. Вентиляторы тепловоза ТЭЗ имеют односторонний подшипниковый узел, как показано на рис. 12.1. Вентиляторы тепловоза 2ТЭ10В задней стенкой кожуха прифланцовываются непосредственно к распределительным редукторам, вентиляторное колесо насаживается на выходной вал редуктора.

8 связи с этим в задней стенке вместо подшипника устанавливается сальниковое уплотнение, предотвращающее попадание смазки из редуктора в кожух вентилятора.

Вентиляторы на тепловозах работают в тяжелых условиях. Стремление ограничить их габариты требует применения высоких скоростей вращения вентиляторных колес (более 2000 об/мин). В то же время ввиду консольного закрепления лопаток на колесе на них сильно отражаются как неравномерность вращения вала дизеля, так и вибрации рамы тепловоза при движении. Поэтому привод вентиляторов тяговых электродвигателей на тепловозах 2ТЭ10Л (В) осуществляется не жестко, а через гидромуфты (постоянного наполнения), которые не пропускают высокочастотные колебания.

Читайте также:  Генератор с датчиком оборотов

На тепловозах 2ТЭ10 и ТЭП60 центробежные вентиляторы применяются и для охлаждения тяговых генераторов. Некоторые вентиляторы (тягового генератора тепловоза М62) имеют лопатки переменной ширины. Осевые вентиляторы, применяемые для охлаждения генераторов на тепловозах ТЭП10, похожи по конструкции на вентиляторы холодильника. Вентиляторное колесо с 16 лопастями наружным диаметром 500 мм отливается из алюминиевого сплава.

Аналогичной, но более совершенной конструкции осевые вентиляторы применяются в централизованных системах тепловозов ТЭП70, 2ТЭ121. Эти вентиляторы располагаются в вертикальных трубопроводах и имеют неподвижные направляющие аппараты.

Воздушные фильтры тяговых электродвигателей. Для очистки воздуха, охлаждающего тяговые электродвигатели, на серийных грузовых тепловозах применяются простейшие сетчатые фильтры (рис. 12.2).

Фильтр представляет собой кассету 1 в виде рамки толщиной 22 мм, в которую вложены три слоя проволочной сетки 2, 3, 4 Первый слой (со стороны входа воздуха) представляет собой плоскую сетку № 7-1,2 В номере сетки первая цифра означает шаг Рис. 12.1. Центробежный вентилятор системы охлаждения тяговых электродвигателей переплетения сетки в мм, вторая — диаметр проволоки В качестве остальных двух слоев используется более мелкая сетка, которая гофрируется в складки высотой 8 мм и шагом 15 мм Вторым слоем служит сетка № 5-0,7, у которой гребни гофров расположены под углом 30° к вертикали. Третий слой — сетка № 4-0,6 ‘с горизонтальными гофрами Сетки в двух местах в середине скреплены стяжными болтами 6 Кассета имеет четыре поворотные рукоятки 5 для установки и закрепления кассеты в корпусе Снаружи фильтр закрывается штампованной предохранительной сеткой, укрепляемой на кузове тепловоза также четырьмя запорами Аналогичные фильтры используются на тепловозах 2ТЭ10Л(В) и в системе охлаждения тягового генератора. Следует отметить, что сетчатые фильтры такой конструкции обладают очень невысокой эффективностью и не обеспечивают защиты тяговых электродвигателей от загрязнений.

Рис 12 2 Сетчатый воздушный фильтр системы охлаждения тяговых электродвигателей Рис. 12.3. Воздушный фильтр главного генератора тепловоза ТЭЗ Поэтому для современных тепловозов разрабатываются конструкции более эффективных фильтров. На тепловозах 2ТЭ116 применены сетчатые многослойные фильтры (их конструкция отличается большим числом слоев сеток в кассете). На тепловозах ТЭП70 применены фильтры из пенополиуретана (поролона), слой которого укрепляется в кассете между двумя металлическими сетками.

Рис. 12.4. Установка воздушного фильтра при смешанном заборе воздуха Воздушные фильтры тяговых генераторов.

На тепловозах ТЭЗ с внутренним забором охлаждающего воздуха применялись гофрированные воздушные фильтры, разработанные в МИИТе (рис. 12.3). Фильтр представляет собой кассету с двухслойной проволочной сеткой № 1-0,35. Сетка глубоко гофрирована. Кассета укрепляется на фланце всасывающего патрубка генератора болтами.

Тепловозы ТЭЗ последних лет выпуска были оборудованы смешанной системой забора воздуха для охлаждения главного генератора, которая допускает использование как наружного, так и внутреннего воздуха (рис. 12.4). В последнем случае воздух проходит через воздушный фильтр 7 конструкции МИИТа, изготовленный в виде вставной кассеты. Фильтр установлен на лицевой стенке кожуха 1 воздуховода. В воздуховоде имеется заслонка 5, позволяющая перекрывать его при заборе воздуха из кузова через фильтр, при работе с наружным забором воздуха фильтр прикрыт откидной крышкой 3. Заслонка поворачивается рукояткой 6. Такая конструкция предусматривает забор воздуха из кузова тепловоза в зимний период и забор воздуха снаружи тепловоза через боковые каналы без специальной очистки в летний период. Зимой открывают крышку 3, освободив винты 2. Крышку закрепляют в верхнем положении этими же винтами, ввертываемыми в бонки 4. Внутреннюю заслонку закрывают, а оба рычага — с рукояткой 6 и без нее — устанавливают для этого в горизонтальное положение и закрепляют в нем специальными болтами. При переходе на летний режим следует закрыть крышку 3 и закрепить ее болтами. После этого открыть внутреннюю заслонку, ее оба рычага при этом располагаются вертикально и фиксируются в этом положении болтами. Фильтры такой же конструкции применены на тепловозах ТЭП10 и ТЭ109.

Централизованная система воздушного охлаждения электрических машин и аппаратов (тепловоз ТЭП70). Осевой вентилятор 1 (рис. 12.5) засасывает воздух из атмосферы через блок 10 воздушных фильтров и нагнетает его к потребителям: главному генератору по каналу 2, тяговым электродвигателям — по каналам 3, 4, 7, 12, 13 и 16, выпрямительной установке 11. Кроме того, воздух из системы направляется на наддув высоковольтной камеры (канал 15), к калориферам кабины машиниста (по каналам 5) и на обогрев лобовых стекол (по каналу 6).

Основные воздуховоды системы — центральный 14 и боковые 9 — образованы непосредственно в сварной конструкции рамы 8. Осевой вентилятор установлен на раме тепловоза и соединен с валом главного генератора через упругую муфту и угловой редуктор, встроенный в корпус вентилятора.

Источник