Кузова электровозов и их опоры

Основная аппаратура, вспомогательные машины и кабины управления размещены в кузове электровоза. В процессе совершенствования электровозов изменялась форма их кузова. На локомотивах первых выпусков кузов имел прямоугольную форму с двумя площадками по концам. В дальнейшем кузову стали придавать обтекаемую форму.

Основанием кузова служит нижняя рама, которая воспринимает вес всей аппаратуры и вспомогательных машин. У электровозов с сочлененными тележками рамы кузовов выполняют из швеллерных балок, угловой и листовой стали с помощью сварки или заклепок.

Кузова несочлененных восьмиосных электровозов состоят из двух одинаковых секций, соединенных автосцепкой, так как у них тяговые усилия передаются через раму кузова. Каждая секция кузова с одной кабиной машиниста представляет собой металлическую конструкцию. Для перехода из одной секции в другую устраивается закрытый мостик. Основным элементом кузова, воспринимающим все виды нагрузок, является его рама. Продольные балки рамы изготовлены из швеллеров. Балки скреплены брусьями буферными (по концам) и промежуточными. На электровозах переменного тока имеются две дополнительные балки для установки тягового трансформатора.

Стены, пол и потолок кабины машиниста имеют тепловую я звуковую изоляцию из полимерных материалов. Боковые стенки кузова представляют каркас, обшитый листовой сталью с продольными гофрами, повышающими жесткость стенок. Для забора воздуха в одной из стенок кузова имеются лабиринтные жалюзи.

Кузова электровозов опираются на тележки специальными опорами. Опоры не должны препятствовать повороту одной тележки относительно другой в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Но кроме того, опоры кузовов обеспечивают возможность поворота тележек в криволинейных участках пути. Допустим, что тележки находятся на прямолинейном участке и расстояние между двумя опорами, закрепленными на раме кузова, например шестиосного электровоза, равно b (рис. 115, а), а расстояние между двумя симметричными точками г и д тележек равно е. Когда обе тележки впишутся в кривую (рис. 115, б), расстояние е уменьшится и станет равным е'. Расстояние b между центрами опор не может измениться, так как опорные пяты закреплены неподвижно на раме кузова.

Рис. 115. Взаимное расположение тележек и подпятников электровоза на прямом участке пути (а) и в кривой (б)

Пяты имеют цилиндрическую форму и одну из них устанавливают в круглое гнездо (допустим, пяту правой тележки), имеющее дисковый подпятник, а другую в гнездо прямоугольной формы с прямоугольным подпятником. Благодаря зазору между прямоугольным гнездом и прямоугольным подпятником последний переместится влево (см. рис. 115, б) и займет некоторое промежуточное положение в зависимости от радиуса кривой. Зазор а уменьшится и станет равным а'. Между подпятником и гнездом с противоположной стороны установится зазор, равный б.

По-иному осуществлено соединение кузова с тележками на электровозах с несочлененными тележками. Например, на шестиосном электровозе ВЛ60 кузов опирается на каждую тележку двумя центральными и двумя боковыми опорами (рис. 116, а). Каждая центральная опора представляет собой стойку с коническими углублениями вверху и внизу (рис. 116, б). Между стойкой и гнездами, сделанными в рамах кузова и тележки, расположены резиновые прокладки - конусы. Через центральные опоры от тележек к раме кузова передается сила тяги. Резиновые прокладки позволяют перемещаться тележкам относительно кузова в продольном и поперечном направлениях.

Рис. 116. Расположение опор кузова (а), центральная опора с возвращающим устройством (б) и боковая опора (в) электровоза ВЛ60

Каждая центральная опора снабжена возвращающим устройством, которое возвращает кузов в исходное положение при поперечных его отклонениях. Оно состоит из пружин, помещенных в цилиндры, которые шарнирно связаны с центральной опорой и рамой кузова. Для большей устойчивости кузова пружины предварительно сжимают.

Устойчивость кузова электровоза относительно тележек в поперечном направлении дополнительно обеспечивается боковыми опорами (рис. 116, в). Боковая опора представляет собой стержень, который верхним концом действует на пружину через упор, размещенный в стакане, приваренном к продольной балке рамы кузова. Нижний конец стержня опирается на вкладыш, расположенный в кронштейне, приваренном к раме тележки.

Следовательно, вес кузова шестиосного электровоза передается на две тележки через четыре центральные опоры и четыре боковые опоры.

На электровозе ВЛ80^Т применено люлечное подвешивание кузова, которое позволяет снижать горизонтальные ускорения кузова и боковые давления электровоза на путь и передает вертикальные нагрузки от кузова на рамы тележек. Для крепления люлечного подвешивания к раме кузова (рис. 117, а) приварено четыре кронштейна. Люлечное подвешивание (рис. 117, б) состоит из стержня, который имеет в верхней части фланец, опирающийся на пружину. Пружина своим нижним витком упирается в кронштейн, приваренный к раме тележки. На нижней части стержня имеется резьба и гайка, на которую опирается через кронштейн кузов. Таким образом, кузов связан с каждой тележкой четырьмя упругими пружинами, которые воспринимают нагрузки от него. Кроме того, на стержне имеются прокладки (на рис. 117, б не показаны), позволяющие кузову перемещаться относительно рамы тележки в поперечном направлении и поворачиваться тележке в кривых участках пути.

Рис. 117. Схема (а) и узлы подвешивания (б-г) кузова электровоза ВЛ80^Т

В процессе движения электровоза неизбежно возникают вертикальные колебания кузова, подвешенного на пружинах (отсюда и название люлечное подвешивание). Причиной этих колебаний могут быть неровности пути, проход колесных пар через рельсовые стыки и др. Чтобы предупредить вертикальные колебания кузова, устанавливаются гидравлические гасители (рис. 117, в). Гасители крепят к кронштейнам, приваренным к рамам кузова и тележки. Энергия, возникающая при колебаниях кузова, поглощается приборным маслом, которое перемещается поршнем в цилиндре гасителя. В гасителе при его растяжении масло поступает из специальной камеры через открывшийся клапан под поршень, а при его сжатии клапан закрывается и масло через специальные калиброванные щели в клапане вытесняется, оказывая большое сопротивление, если отклонение кузова от центрального положения превысит установленный предел, в работу вступит упор, снабженный пружиной большой жесткости (рис. 117, г). Когда сжатие пружины достигнет допустимого, упор жестко упрется в раму тележки и дальнейшее отклонение кузова прекращается.

Для передачи силы тяги и иных продольных усилий каждую тележку соединяют с кузовом шаровой связью. Шаровая связь расположена на шкворневом брусе, закрепленном на раме кузова.

В средней части шкворневого бруса тележки (см. рис. 117, а) имеется овальное с коническим переходом по высоте углубление, через которое проходит шкворень. Снизу к шкворневому брусу приварен брус шаровой связи. Эта связь позволяет перемещаться шкворню в поперечном направлении, передавать продольные усилия от тележки кузову и не воспринимать вертикальных нагрузок.