148294 (Привод подвагонного генератора)

1. Развитие железнодорожного транспорта

Железнодорожный транспорт – это ведущее звено в транспортной системе страны, он способствует в большей мере освоению новых районов и их природных богатств.

Предшественниками железных дорого были так называемые колейные дороги, по которым перемещались вагонетки с помощью людей или животных. Такие дороги сооружали на рудниках и шахтах еде в 16 веке. Развитие рельсового транспорта в нашей стране началось с постройки заводских рельсово-лежневых путей.

В 1764 году гидротехник Кузьма Дмитриевич Фролов применил на Колывано-Воскресенских заводах на Алтае механическую канатную тягу по рельсово-лежневым внутрицеховым путям, имевшим форму желоба; вагонетки с рудой перемещались по путям канатами от вала водяного колеса. В 1788 г. в Петрозаводске на Александровском пушечном заводе была сооружена инженером А.С. Ярцевым рельсовая дорога с чугунными рельсами в виде уголков, отлитых заодно с поперечинами, фиксирующими колею протяженностью 173,5 м., а через 21 год сын Кузьмы Фролова – горный инженер Петр Фролов закончил строительство на Змеиногорском руднике на Алтае первой в мире чугунной дороги с конной тягой. Дорога протяженность. 1, 867 км. имела рельсы выпуклой формы, насыпи, выемки, мосты, поворотный круг. Предложенная и мостов в значительной мере предопределила последующее развитие основных элементов железнодорожного пути. Аналогичные дороги были построены во Франции через 13 лет, в Америке – через 17 лет.

Запросы промышленности, ставшей на путь машинного производства, конная тяга удовлетворить не могла. Появляется необходимость в более совершенной паровой тяге. И.И. Ползунов в 1765 г., за несколько лет до англичанина Джеймса Уатта, построил первую в мире универсальную паровую машину. Впервые железная дорога общего пользования с паровой тягой была построена Д. Стефенсоном в 1825 г. в Англии.

В России первая железная дорога с паровой тягой была построена на Урале в 1834 г. механиком Нижнетагильского завода Е.А. Черепановым и его сыном М.Е. Черепановым. Дорога протяженностью 854 м соединяла рудник и завод. Они же создали и первый паровоз. Тогда еще не существовало слово «паровоз», и машина была названа «сухопутным пароходом». Паровоз Е.А. и М.Е. Черепановы превосходил по всей мощности английский локомотив – стефенсоновскую «Ракету».

Россия позже других стран встала на путь капиталистического развития. Однако потребность в железных дорогах появилась еще в начале 19 века в связи с развитием товорно-капиталистических отношений и стремлением русской буржуазии к расширению внутреннего и внешнего рынков. Строительство железных дорог было подготовлено развитием техники, достижениями русских механиков, металлургов и строителей.

Первая в России железная дорога на паровой тяге общего пользования протяжением 27 км. была построена в 1837 г. между Петербургом и Царским селом (ныне г. Пушкин).

Крупнейшим достижением русского инженерного искусства являлось окончание строительства в 1851 г. Петербургско-Московской железной дороги – самой длинной в мире двухпутной магистрали. Дорогу протяженностью около 650 км. строили 8 лет, одновременно с двух сторон крепостные рабочие в исключительно трудных условиях, описанных в стихотворении НА. Некрасова «Железная дорога».

Вместе с тем сооружение магистрали явилось отечественной шкалой формирования талантливых строителей железных дорог. Особенно выдающаяся роль в проектировании и сооружении дороги принадлежит инженеру П.П. Мельникову.

Подвижной состав для Петербургско-Московской дороги был построен на отечественных заводах. Серийный выпуск паровозов был начат в 1844 г. на Александровском (ныне НПО «Пролетарский завод») в Петербурге. Дорога имела большое экономическое значение. Богатый опыт ее строительства был использован при сооружении новых железнодорожных линий; в частности ширина колеи 5 футов (1524 мм.) была позднее принята для всех русских железных дорог. Россия была первой страной, установившей единые габариты приближения строений и подвижного состава.

Поражение в Крымской войне 1853 1856 гг., показавшее отсталость России, в том числе и ее транспорта (длина железнодорожной сети составляла к 1860 г. всего лишь 1600 км.), и развитие капитализма в России после отмены крепостного права вызывали значительное усиление строительства железных дорог. В.И. Ленин в работе «Развитие капитализма в России» писал: «В развитие железнодорожного строительства России было два периода громадного подъема: конец 60-х (и начало 70-х) годов и вторая половина 90-х годов. С 1865 по 1875 гг. средний годовой прирост русской железнодорожной сети составлял 1½ тыс. километров, а с 1893 по 1897 гг. – около 2 ½ тыс. километров».

В первый из этих периодов строились железные дороги, связывающие хлебные районы России с Москвой, Петербургом и морскими портами и обслуживающие промышленность на юге и в центральных районах. В 1868 г. была построена лини Москва-Курск, продленная через год до Ростов-на-Дону, в 1870 г. Курск-Киев, в 1871 г. Москва-Брест и др.

Во второй период железные дороги строили главным образом в целях развития тяжелой промышленности и освоения Средней Азии Сибири. В 1891 г. было начато строительство великого Сибирского пути от Челябинска до Владивостока (Трансиба), протяженностью 7416 км. Основная часть этой магистрали – 5600 км. – была проложена уже 1901 г. в тяжелых условиях через тайгу, болота, районы гор и вечной мерзлоты (полностью строительство магистрали было закончено в 1916 г.). В среднеазиатской части России на сыпучих песках были сооружены железнодорожные линии: к 1899 г. Красноводск-Ташкент, а к 1906 г. Оренбург-Ташкент протяженностью около 1800 км. каждая.

1. Развитие вагоностроения

Прототип В. – небольшой емкости повозка, представлявшая собой ящик передвигавшийся по деревянным рельсам на горных предприятиях вначале вручную, а затем конной тягой. Впервые появился в Англии, затем в Германии. В 1786 г. ирландец Р.Л. Эджуорт предложил составлять поезда из таких повозок. Создание вагона связано с открытием конночугунных дорог, первая из которых построена в графстве Суррей близ Лондона. На этой дороге конной тягой перемещались пассажирские и грузовые повозки. На Алтае П.К. Фролово в 1810 г. построил первую в России Змеиногорскую конночугунную дорогу с трехвагонными составами. Железнодорожный состав из 12 грузовых вагонов и 21 пассажирского с правой тягой испытан при открытии дороги между Стоктоном и Дарлинггоном (Англия) в 1825 г.

Достижения в вагоностроении были продемонстрированы при открытии Манчестер-Ливерпульской железной дороги в Англии (1830 г.), на котором присутствовали специалисты – путейцы многих стран, в том числе и России.

В России первые грузовые и пассажирские вагоны различных типов построены на Александроском заводе в 1846 г. Это были крытые четырехосные вагоны и платформы с центральной сцепкой без буферов грузоподъемностью 8,2 тонны. В 1855 году построены первые двухосные вагоны грузоподъемностью 6,5–10 тонн; с 862 г. стали строить вагоны – ледники для перевозки скоропортящихся пищевых продуктов; в 1872 появились цистерны двухосной конструкции и специальные вагоны (для перевозки живой рыбы, молочных продуктов, песка и т.д.). В 1892 г. создан грузовой вагон «нормального» типа грузоподъемностью 12,5 тонн. В 1905 г. грузоподъемность грузовых вагонов в России была увеличена до 15 тонн, а в 1911 до 16,5 тонн. В конце 19 века, наряду с созданием новых типов вагонов, совершенствуется конструкция кузова рессорного подвешивания, тяговых приборов, буферного устройства, тормозов и т.д. К 1917 г. парк грузовых вагонов в основном состоял из двухосных вагонов 5%, цистерн 6% и прочих 4%. Средняя грузоподъемность 15,1 тонна.

Первые пассажирские вагоны в России появились на Царскосельской железной дороге, открытой в 1837 г. Они имели вид карет. В 1846–1851 гг. на Александровском заводе было построено 239 различных пассажирских вагонов, а в 1865 г. К.И. Рехиевский сконструировал тележку с двойным рессорным подвешиванием, обеспечивавшим плавных ход. Пассажирские вагоны были оборудованы креслами (в 1-м и 2-м классах), и только в 1866 г. введены первые спальные вагоны в скорых поездах Петербург-Москва (в 1867 с США созданы специальные вагоны системы Пульмана). Парк пассажирских вагонов был весьма разнообразен и стоял главным образом из 2-, 2- и 4-осных вагонов, в основном с деревянными рамами и кузовами, с печным или водяным отоплением (индивидуальная для каждого вагона) или с паровым от специального вагона – котельной; освещение свечное, редко газовое; почти все пассажирские вагоны имели автоматические тормоза, сквозную упряжь с винтовой сцепкой и буферами. Нормализация пассажирских вагонов началась с постройкой в 1896 г. четырехосного вагона длиной 18 м. В 1906 г. были построены двухэтажные пассажирские вагоны с тележками системы Рыковского.

За годы советской власти вагонный парк коренным образом обновлен. В 1931 г. прекращено строительство старых типов вагонов и организовано производство крытых 2- и 4-осных грузовых вагонов грузоподъемностью соответственно 20 и 50 тонн, платформ 20, 50, 60 тонн цистерн 24, 45, 50 тонн; 4-осных саморазгружающихся полувагонов грузоподъемностью 60 тонн; хопперов 25, 60 и 70 тонн со стальной рамой и хребтовой балкой, позволяющей устанавливать автосцепку.

Кузова изготовлялись с металлическим каркасом и с обшивкой, выполненной из дерева или металлических листов. Вагоны оборудовались автотормозами отечественной конструкции.

С 1947 г. строился цельнометаллический пассажирский вагон длиной 23,6 м. По назначению различают вагоны пассажирские и грузовые; общесетевые и промышленные транспорта; для широкой и узкой железнодорожной колеи. Современные вагоны несамоходные и самоходные (моторные электрифицированные железнодорожные, трамвайные, метрополитена, дизель-поездов, автомотрисы и др.).

Пассажирские вагоны разделяются на вагоны общего назначения (для перевозки пассажиров, а также вагоны-рестораны, почтовые, багажные, санитарные, лаборатории, клубы и т.д.). К пассажирским вагонам относятся также вагоны трамвая и метрополитена. Пассажирские вагоны различают дальнего следования, межобластного и пригородного сообщения. Вагоны общего назначения бывают: не купейные и купейные (мягкие или жесткие).

Вагоны строятся с цельнометаллическим кузовом несущей конструкции, индивидуальным водяным или электрическим отоплением, принудительной и естественной вентиляцией, электрическим освещением. На многих вагонах имеются установки для кондиционирования воздуха, горячего водоснабжения и охлаждения питьевой воды. Дизель – и электропоезда комплектуются из моторных и прицепных вагонов. Современные вагоны купейные мягкие имеют 24–32 места, жесткие купейные – 38 спальных мест, не купейные 54 места (81 место для сидения), областного сообщения – 68 мест для сидения. Вместимость вагонов элекро- и дезиль – поездов приведена в таблице.

К грузовым вагонам промышленного транспорта относятся думпкары и др. Большое число промышленных вагонов узкоколейные. Основными тенико-экономические параметры грузовых вагонов; грузоподъемность, количество осей, коэффициент тары, удельный объем кузова, удельная площадь и линейные размеры.

2. Техническая характеристика пассажирского вагона

Основными характеристиками пассажирских вагонов является: линейных размер, тара вагона, число мест, конструкционная скорость и коэффициент тары.

Линейные размеры определяются базу вагона. Базой вагона является расстояние между центрами пятника вагона. База вагона – 17 000 мм.

Линейные размеры определяют длину по осям сцепленных автосцепок, длина по осям сцепления автосцепок, 24537+3 мм.

Высоту кузова от головки рельс, 106020 мм.

Габарит по ГОСТ 9238–83–1-ВМ.

Тара вагона – это масса порожнего вагона

Масса тары вагона без экипировки, Т – 46,4+(0,3)-56Т.

Коэффициент тары – это отношение массы тары к числу мест в вагоне.

Конструкционная скорость, км/ч – 160

Количество мест для лежания – 54

Количество мест для сидения – 81

(это основной показатель экономичности вагона).

1. Общие сведения по теме

Привод подвагонного генератора обеспечивает передачу вращающего момента якорю от оси колесной пары. Все приводы можно разделить на две группы, исходя из того, от какой части колесной пары вагона предается вращение от торца шейки осей или от средней части оси.

Для внедрения на купейных и не купейных вагонах без кондиционирования воздуха постройки заводов Германии и ТВ № подвагонных генераторов с меньшей номинальной частотой вращения потребовался привод генератора с меньшим передаточным числом, которое могла обеспечить одна ременная передача. Таким образом, необходимость применения в приводе редуктора отпала. Новый привод получил название текстропно-карданного.

На купированных вагонах, вагонах ресторанах и служебных с УКВ устанавливают приводы от средней части оси, которые могут передать мощность более 30 кВт. Приводы надежны при любых климатических условиях. К недостаткам следует отнести их высокую стоимость, сложность технического обслуживания и ремонта особенно с полной разборкой. К редукторно-карданному приводу относятся – приводы генератора EV-160–1MU. Привод генератора ВБА-32/2 (редуктор D-380).

Текстропно-карданный привод ТК-2 применяется с 1983 г. На пассажирских вагонах без холодильных установок. Его главной отличительной особенностью от привода ТРК является отсутствие редуктора.

Привод генератора ТК-2 обеспечивает передачу мощности 8 кВт при скорости движения от 40 до 160 км/ч. Передаточное отношение – 2,78. Для получения необходимого передаточного отношения увеличен диаметр ведущего шкива, а ведомого уменьшен, в сравнении с приводом ТРК.

Конструкция приводов разнообразны; в них могут использоваться ременная передача с плоскими или клиновыми (текстропными) ремнями, редуктор, карданный вал.

Текстропно-карданный привод ТК-2 состоит: из узла ведущего шкива, расположенного на буксовом узле колесной пары, комплекта приводных клиновых ремней, узла ведомого шкива, натяжного устройства, карданного вала, подвески генератора и предохранительных устройств.

В узел ведущего шкива входят ведущий шкив, зубчатая гайка с коническим хвостовиком, крестовина, два зубчатых сегмента, два клина, крепительная крышка с лабиринтным уплотнением, шпонка. Зубчатые сегменты входят в зацепление с гайкой и крепятся вместе с крестовиной к торцу оси болтами. Болты стопорятся стопорной пластиной. Под болты установлены тарельчатые пружины. Шкив насаживается на коническую поверхность гайки и крепится крышкой с восемью болтами. Для предотвращения отворачивания под болты устанавливаются пружинные шайбы. Вращение от ведущего шкива к ведомому с помощью комплекта приводных клиновых ремней.