Мотор-компрессор ЭК-4Б вагонов метро

Мотор-компрессор ЭК-4Б предназначен для производства сжатого воздуха на вагоне и его нагнетания в главный резервуар с целью накопления.

Установлен под вагоном в его хвостовой части в районе второй тележки и крепится к специальным кронштейнам рамы кузова при помощи трех болтов с использованием резинометаллических втулок-амортизаторов.

Рис. 2.10. Компрессор. Общий вид и базовые составные части

Состоит из трех основных узлов — электродвигателя (1), компрессора (3) и редуктора (2). Осевая линия валов мотор-компрессора располагается поперек кузова вагона, а электродвигатель крепится к корпусу (картеру) компрессора при помощи шести болтов М16. Картер компрессора, отливаемый из серого чугуна, является деталью, на которой монтируются все остальные узлы. Доступ в корпус осуществляется через окна, закрываемые крышками. Связующим звеном между электродвигателем и компрессором является двухступенчатый редуктор.

Рис. 2.11. Работа компрессора

Электродвигатель

Предназначен для создания крутящего момента на коленчатом валу компрессора.

Рис. 2.12. Двигатель мотор-компрессора. Составные части

Узел двигателя состоит из следующих элементов: электродвигателя (1), прессшпановой прокладки (2), малой (ведущей) шестерни (3), которая фиксируется на валу электродвигателя с помощью шпонки (7), упорной шайбы (4) и пластинчатой шайбы (5), а также двух болтов (6).

Электродвигатель ДК-408В представляет собой четырёхполюсную коллекторную машину постоянного тока с напряжением питания 750 В мощностью 4,5 кВт и частотой вращения якоря (вала двигателя) 1500 об/мин.

Редуктор

Предназначен для уменьшения частоты вращения коленчатого вала компрессора при передаче на него крутящего момента с вала электродвигателя при одновременном увеличении крутящего момента на коленчатом валу.

Рис. 2.13. Редуктор мотор-компрессора

Редуктор выполнен в виде четырех косозубых цилиндрических шестерен. Шестерня (3) находится на валу электродвигателя и является ведущей, а шестерня (4) — на коленчатом валу компрессора и является ведомой. Шестерни (1) и (2) служат в качестве промежуточного звена и располагаются на отдельном эксцентриковом валу, ось которого находится ниже осей двух основных валов — электродвигателя и коленчатого вала компрессора. При этом с шестерней (3) входит в зацепление шестерня (2), а с шестерней (4) — шестерня (1).

Общее передаточное число редуктора — 3,9.

Примечания:

Передаточным числом редуктора называется отношение частоты ведущего вала к частоте ведомого, т.е. отношение частоты вращения вала электродвигателя к частоте вращения коленчатого вала компрессора.

Компрессор вагонов метро

Предназначен для непосредственного сжатия поступающего воздуха.

По устройству и принципу работы мотор-компрессор:

поршневой, с кривошипно-шатунным механизмом
с горизонтальным расположением цилиндров
двухцилиндровый
однорядный
воздушного (естественного) охлаждения
простого действия
одноступенчатого сжатия
низкого давления
малой производительности

Режим работы — повторно-кратковременный с продолжительностью включения до 50 %.

Примечания:

Производительностью называется количество сжатого до давления нагнетания воздуха, которое создает компрессор за единицу времени (л/мин).

Основные технические характеристики:

Давление нагнетания — не более 8,2 АТ
Производительность расчетная — 700 л/мин
Производительность (эффективная) — не менее 420 л/мин
Частота вращения коленчатого вала (номинальная) — 385 об/мин
Потребляемая мощность (мощность, затрачиваемая на вращение коленчатого вала компрессора) — 3,7 кВт
Диаметр цилиндра — 112 мм
Ход поршня — 92 мм
Направление вращения коленчатого вала (если смотреть со стороны электродвигателя) — по часовой стрелке
Масса мотор-компрессора в сборе — 313 кг, из них компрессор вместе с редуктором — 104 кг.

Устройство компрессора вагонов метро

Компрессор представляет собой картер (корпус) (рис. 2.14), в котором в двух шариковых подшипниках вращается двухколенный коленчатый вал (1). Подшипник (2) вмонтирован в кольцевую расточку торцевой стенки внутри картера, а подшипник (12) — в съемную крышку (8), которая крепится к картеру с торца через прессшпановую прокладку (10) четырьмя болтами и имеет прилив в виде втулки под болт подвески, а также штуцер, закрываемый пробкой (11), необходимый для вентиляции картера. Внутренние кольца подшипников (вместе с ведомой шестерней (4)) поджимаются упорными шайбами (5), а их болты (7) контрятся пластинчатыми шайбами (6). Внешнее кольцо подшипника (12) фиксируется в крышке (8) с помощью стопорного кольца (9).

Рис. 2.14. Коленчатый вал и опорные подшипники

К каждой шейке коленчатого вала крепится (рис. 2.15) шатун (21), имеющий разъемную головку (18), скрепляющуюся двумя шатунными болтами (15) через прокладки (16) и разбрызгиватель (17). Болты завинчиваются гайками (19) и стопорятся шплинтами (20). При сборке нижней головки используются направляющие штифты (22). Нижняя головка в сборе с заливкой (23) представляет собой нижний шатунный подшипник. В верхнюю головку шатуна (14) запрессовывается бронзовая втулка (13), являющаяся верхним шатунным подшипником для поршневого пальца, при помощи которого поршень соединяется с шатуном.

Рис. 2.15. Составные части шатуна

Каждый поршень (1) (рис. 2.16) с внешней стороны имеет четыре кольцевых канавки (ручья) для четырех поршневых колец. Из них ближайшие к днищу поршня предназначены для компрессионных колец (2), изготовленных из чугуна, а две других канавки используются для маслосъемных колец (3), выполненных из капрона или алюминиевого сплава. Одно из этих колец устанавливается сразу за двумя компрессионными, а второе маслосъемное кольцо размещается на юбке поршня. Требуемая упругость маслосъемных колец обеспечивается волновыми пружинными эспандерами (6), которые закладываются в канавки поршня под кольца. Подвижное соединение шатуна с поршнем обеспечивается установкой поршневого пальца (4), который фиксируется двумя стопорными кольцами (5).

Рис. 2.16. Поршень компрессора

Оба поршня размещаются в блоке цилиндров (4) (рис. 2.17), который крепится к картеру шестью шпильками М14 (1) через прессшпановую прокладку (2) с использованием двух направляющих штифтов (3). На шпильки навинчиваются гайки (6) с пружинными шайбами (5).

Рис. 2.17. Блок цилиндров

Блок цилиндров завершается крышкой клапанной коробки (17), между нею и блоком цилиндров размещается сама клапанная коробка (9). Крепление крышки и клапанной коробки к блоку цилиндров производится шестью шпильками М16 (7) через уплотнительные прокладки (8) и (15), изготовленные из прессшпана или паронита с использованием направляющего штифта (16). На шпильки навинчиваются гайки (19) с пружинными шайбами (18).

Крышка клапанной коробки изнутри разделена на две обособленных полости — всасывающую, находящуюся снизу и заканчивающуюся снаружи входным штуцером (А) и нагнетательную, находящуюся сверху и заканчивающуюся снаружи выходным штуцером (В). Крышка и блок цилиндров с внешней стороны снабжены ребрами для усиления теплоотдачи.

Примечание:

При вращении коленчатого вала шатунная шейка совершает круговое движение, так же, как и нижняя головка шатуна. При этом верхняя головка шатуна и поршни совершают возвратно-поступательное движение. Движение, которое совершает шатун в целом, называется плоским.

Клапанная коробка вагонов метро

Клапанная коробка представляет собой две стальных плиты (1), между которыми в углублениях размещаются двенадцать стальных упругих пластин (3). Каждый клапан образует группа из трех пластин — таким образом, каждый цилиндр компрессора снабжен одним блоком из трех всасывающих клапанов (снизу) и одним блоком из трех нагнетательных клапанов (сверху). Фиксация пластины между плитами осуществляется при помощи шпонок (2). Сами плиты соединяются между собой посредством двух винтов (4) с гайками (5)

Рис. 2.18. Узел клапанов

Работу клапанной коробки иллюстрирует схема.

Рис. 2.19. Работа клапанов

При неработающем компрессоре (рис. 2.19) его поршни (3) неподвижны, пластины всасывающего (1) и нагнетательного (2) клапанов занимают свободное (вертикальное) положение. При работе компрессора работу каждого цилиндра можно разделить на два такта — всасывания и нагнетания.

При всасывании воздуха в цилиндр объем под поршнем увеличивается (при этом поршень на рис. 2.19 движется влево), и пластины всасывающего клапана, прижимаясь к упорному бурту, прогибаются и пропускают воздух в цилиндр. В это же время пластины нагнетательного клапана, также прогибаясь, еще более плотно прижимается к седлу, тем самым исключая попадание воздуха из нагнетательного патрубка обратно в компрессор.

При нагнетании воздуха объем под поршнем уменьшается — происходит сжатие — на рис. 2.19 это соответствует движению поршня вправо. Упругое усилие пластины нагнетательного клапана рассчитано так, что она начинает отгибаться от седла, когда давление в цилиндре становится равным расчетному давлению нагнетания — при этом уже пластины всасывающих клапанов оказываются плотно прижаты к своим седлам. Таким образом, действие пластин нагнетательного клапана аналогично действию пластин всасывающего клапана.

Смазка компрессора вагонов метро

Для смазки компрессора применяется компрессорное масло К-12 (для зимы) или К-19 (для лета). Масло объемом 2,5 л заливается в картер через горловину в его верхней части. Уровень масла определяется по маслоуказателю, который представляет собой щуп, вмонтированный в винтовую пробку. Она вкручивается в резьбовое отверстие, расположенное на задней стенке картера (с противоположной от блока цилиндров стороны) и использующееся для подлива масла в картер.

Рис. 2.20. Маслоуказатель компрессора

Смазка трущихся частей компрессора — барботажная, осуществляется с помощью двух разбрызгивателей (2) (рис. 2.21), установленных в разъемах нижних шатунных головок. При вращении коленчатого вала эти части шатунов совершают круговое движение, при этом ребристая поверхность разбрызгивателя, погружаясь в масло, разбрызгивает его при последующем перемещении вверх. Таким образом, внутри картера создается масляный туман. Этой масляной взвесью и смазываются нижние шатунные подшипники (1) и все остальные трущиеся части компрессора. Смазка зубчатой передачи редуктора происходит за счет двух нижних шестерен промежуточного звена, погруженных в масляную ванну.

Рис. 2.21. Разбрызгиватель компрессора

Примечание:

При постановке состава в депо машинист обязан проверить на ощупь степень нагрева картера компрессора — он должен быть тёплым или горячим, но не обжигающим руку. Следует проверить надежность крепления мотор-компрессора и состояние всех его узлов. Также необходимо обратить внимание на целостность двух предохранительных тросов, опоясывающих мотор-компрессор снизу и служащих для предотвращения его падения на путь в случае излома элементов подвески.

Определение производительности компрессора

Производительностью компрессора называется величина, равная объему сжимаемого за единичное время (1 минуту) воздуха. Производительность подразделяют на теоретическую (равна 700 литрам в минуту) и эффективную (равна 420 литрам в минуту). Последняя всегда меньше первой из-за наличия в цилиндрах компрессора мертвого пространства, наличия противодавления в пространстве под поршнем, а также упругого сопротивления пластинчатых клапанов, гидросопротивлению при всасывании и нагнетании и потерям на трение при вращении коленчатого вала.

Примечание:

Мертвым пространством (воздушной подушкой) называется свободное пространство между днищем поршня и клапанной коробкой. Оно образуется из-за того, что поршень в своем верхнем положении (положении окончания фазы нагнетания) не доходит до клапанной коробки — между ними сохраняется постоянный зазор. После нагнетания воздух, оставшийся в образовавшейся воздушной подушке, имеет давление, равное давлению нагнетания. Чем оно выше, тем больший ход поршня требуется для того, чтобы расширить оставшийся под поршнем воздух до атмосферного, т.к. только в этот момент открывается всасывающий клапан.

Рис. 2.22. Схема возникновения мертвого пространства

1. Определение производительности в эксплуатации

Для этого необходимо при включившихся МК на всем составе засечь по манометру прирост давления воздуха в напорной магистрали за одну минуту их работы. Этот прирост должен составлять не менее 1 АТ. Это говорит о том, что все МК на составе работоспособны и имеют расчетную эффективную производительность:

Q = V_нм x (P_кон-P_нач) / t

Здесь Q — производительность, V_нм— объем напорной магистрали (420 л), P_кон— избыточное давление по окончании замера (1 АТ), P_нач— избыточное давление в начале замера (0 АТ), t — время испытания (1 мин).

2. Определение производительности на отдельном вагоне

Выполняется в ТР-2 после замены клапанной коробки или в ТР-3 после ремонта самого МК. Для этого необходимо на порожнем вагоне закрыть концевые краны напорной и тормозной магистралей, соединить все воздушные магистрали между собой, ручку крана машиниста перевести во второе (поездное) положение и при закрытых дверях включить МК. При этом время его работы до достижения давления воздуха 8 АТ в напорной и других воздушных магистралях вагона должно составлять не более 8 минут.

3. Определение производительности методом двух резервуаров.

Рис. 2.23. Определение производительности методом двух резервуаров

Производится при изготовлении нового МК, а также в случае его ремонта на заводе-изготовителе. Для этого следует закрыть все краны, включить МК и, после увеличения давления воздуха в I резервуаре до 8 АТ, открыть полностью кран 3, а кран 1 приоткрыть так, чтобы величина давления в I резервуаре сохранилась постоянной — 8 АТ. После этого необходимо полностью открыть кран 2, а кран 3 полностью закрыть. При этом ведется наблюдение за величиной давления воздуха во II резервуаре — за 1 минуту она должна вырасти не менее, чем на 1,5 АТ.

Причины снижения эффективной производительности:

Засорение воздушного фильтра компрессора
Неплотная посадка пластин клапанов на свои седла
Излом пластин клапанов или их подгар
Износ компрессионных колец поршней
Пробой уплотнительных прокладок клапанной коробки
Неплотность в соединении выходного штуцера крышки с накидной гайкой трубопровода напорной магистрали.

Двухступенчатый компрессор вагонов метро

На локомотивах железнодорожного транспорта применяются двухступенчатые компрессоры типа КТ6-Эл. Они имеют две ступени сжатия. Первая ступень имеет два цилиндра, вторая — один. Между первой и второй ступенью воздух проходит через радиатор промежуточного охлаждения. Рабочее давление сжатого воздуха составляет 9,0 кгс/см².

Рис. 2.24. Схема работы двухступенчатого компрессора

Воздушные резервуары

Воздушные резервуары (емкости) предназначены для создания необходимого запаса сжатого воздуха определенного давления для обеспечения действия пневматических приборов и электрических аппаратов после остановки компрессоров.

Рис. 2.25. Воздушный резервуар

Резервуары наполняются сжатым воздухом давлением 5÷8 АТ и относятся к наиболее ответственному оборудованию вагонов метрополитена.

В зависимости от типа, на вагоне может быть установлено несколько воздушных резервуаров: от двух на номерных вагонах с краном машиниста № 013 до четырех на вагонах "Е" с краном машиниста № 334.

Все резервуары размещаются под вагоном и крепятся к раме кузова посредством двух хомутов с использованием деревянных подкладок ― между рамой кузова и резервуаром.

Примечания:

Применение деревянных подкладок обусловлено, прежде всего, хорошей изоляционной способностью дерева. В случае непреднамеренного переброса низковольтного напряжения на трубопроводы магистрали управления, а через них на все трубопроводы, воздушные резервуары также окажутся под напряжением. Резервуары, благодаря своему большому объему, начнут выступать в роли конденсаторов электрической энергии, что может вызвать пробой, т.е. появление дугового искрообразования между резервуаром и заземленной рамой кузова. Структура металла стенки резервуара будет нарушена.

Переброс напряжения может возникнуть из-за неисправности электромагнитных вентилей цепи управления и разрушения орешковых изоляторов.

содержание .. 1 2 3 4 5 ..