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 был прямоугольной формы и имел две площадки по концам. В дальнейшем ему стали придавать обтекаемую форму для уменьшения сопротивления движению.
Основанием кузова служитнижняя 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 устраивают закрытый мостик.
Продольные балки рамы кузова 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 и звуковую изоляцию из полимерных материалов. Боковые стенки кузова представляют собой 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 через специальные опоры. Опоры не должны препятствовать повороту одной тележки относительно другой в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Кроме того, опоры кузова обеспечивают возможность поворота тележек в кривых участках пути. Допустим, что тележки находятся на прямом участке и расстояние между двумя опорами, закрепленными на раме кузова, например, шестиосного электровоза равно b (рис. 107, а), а расстояние между двумя симметричными точками гид тележек равно е. Когда обе тележки впишутся в кривую (рис. 107, б), расстояние е уменьшится и станет равным e'. Расстояние b между центрами опор не может измениться, так как опорные пяты закреплены неподвижно на раме кузова.

Рис. 107. 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. 107, 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. 108, а).

Рис. 108 (а)

Каждая ценральная опора представляет собой стойку с коническими углублениями вверху и внизу (рис. 108, б).

Рис. 108 (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 значительно перемещаться тележкам относительно кузова в продольном и поперечном направлениях.
Каждая центральная опора снабжена возвращающим устройством: оно возвращает кузов в исходное положе­ние при поперечных его отклонениях. Состоит это устройство 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 обеспечиваетсябоковыми опорами (рис. 108, в).

Рис. 108 (в)

Боковая опора представляет собой стержень, который верхним концом действует на пружины 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 и че­тыре боковые опоры.
На электровозе ВЛ80 применено люлечное подвешивание кузова, которое позволяет снижать горизонтальные ускорения кузова, а также боковые давления колес электровоза на рельсы и передает вертикальные нагрузки от кузова на рамы тележек. Для крепления люлечного подвешивания к раме кузова (рис. 109, а) приварено четыре кронштейна.

Рис. 109 (а)

Люлечное подвешивание (рис. 109, б) состоит из стержня, который имеет в верхней части фланец, опирающийся на пружину. Пружина своим нижним витком упирается в кронштейн, приваренный к раме тележки.

Рис. 109 (б)

На нижней части стержня имеется резьба и гайка, на которую опирается через кронштейн кузов. Таким образом, кузов связан с каждой тележкой четырьмя упругими пружинами, воспринимающими нагрузки от него. Кроме того, на стержне имеются прокладки (на рис. 109, б не показаны), позволяющие кузову перемещаться относительно рамы тележек в поперечном направлении и поворачиваться тележке в кривых участках пути.
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 не допустить вертикальных колебаний кузова, устанавливаютгидравлические гасители (рис. 109, в).

Рис. 109 (в)

Их крепят к кронштейнам, приваренным к рамам кузова и тележки. Энергия, возникающая при колебаниях кузова, поглощается приборным маслом, перемещаемым поршнем в цилиндре гасителя. В гасителе при растяжении масло поступает из специальной камеры через открывшийся клапан под поршень. При сжатии гасителя клапан закрывается, и масло вытесняется через специальные калиброванные щели в нем. При прохождении жидкости через них возникает вязкое трение, в результате чего происходит превращение механической энергии колебательного движения эки­пажа в тепловую и последующее ее рассеяние в рабочей жидкости. Если кузов отклонится от центрального положения больше, чем допускается, в работу вступит упор, снабженный пружиной большой жесткости (рис. 109, г).

Рис. 109 (г)

При максимальном сжатии пружины упор жестко упрется в раму тележки и дальнейшее отклонение кузова прекратится.
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. 109, 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.