ТЯГОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА ДЛЯ ВАГОНОВ МЕТРОПОЛИТЕНА

Полезная модель относится к электромашиностроению. Тяговый двигатель постоянного тока типа ДК120АМ предназначен для приведения в движение и электрического торможения вагонов метрополитена.
Известен тяговый двигатель постоянного тока типа ДК 108 для вагонов метрополитена содержащий корпус с моноблоками главных и добавочных полюсов, передний и задний подшипниковые щиты, установленный в подшипниках вал с якорем, имеющим сердечник и обмотку, коллектором и рабочим колесом вентилятора, щеточный аппарат, включающий кронштейн с двумя щеткодержателями, в которых установлены щетки, поджатые к коллектору пружинами. (А.П.Пролыгин, А.А.Рабинович. Электрооборудование подвижного состава городского электрофицированного транспорта. Москва, «Энергия», 1973, стр.55, рис.2-16).
Недостатками известного аналога являются его низкая мощность при больших габаритах и установочно-присоединительных размерах двигателя.
Наиболее близким по своей технической сущности к описываемой полезной модели является тяговый двигатель постоянного тока для вагонов метрополитена типа ДК 116 содержащий корпус с моноблоками главных и добавочных полюсов, передний и задний подшипниковые щиты, установленный в подшипниках вал с якорем, имеющим сердечник и обмотку, коллектором и рабочим колесом вентилятора, щеточный аппарат, включающий кронштейн с двумя щеткодержателями, в которых установлены щетки, поджатые к коллектору пружинами, и клеммную коробку. (ТУ 16-539.736-78, завод Динамо им. С.М.Кирова, 1978).
Недостатками известного двигателя являются сложность технического обслуживания щеточного аппарата и коллектора, а также низкая мощность при больших габаритах и установочно-присоединительных размерах двигателя из-за
недостаточного использования объема электродвигателя. Существенным недостатком этого известного электродвигателя также является повышенное тепловыделение, требующее соответствующего увеличения диаметра рабочего колеса вентилятора и соответственно габаритных размеров электродвигателя.
Техническими задачами заявленного двигателя являются повышение надежности, упрощения обслуживания, улучшение условий охлаждения и, самое главное, - увеличение мощности, вращающего момента в тех же габаритных и установочно-присоединительных размерах двигателя.
Поставленные задачи решаются и технический результат достигается в полезной модели за счет того, что тяговый двигатель постоянного тока для вагонов метрополитена содержит корпус с моноблоками главных и добавочных полюсов, передний и задний подшипниковые щиты, установленный в подшипниках вал с якорем, имеющим сердечник и обмотку, коллектором и рабочим колесом вентилятора, щеточный аппарат, включающий кронштейн с двумя щеткодержателями, в которых установлены щетки, поджатые к коллектору пружинами, и клеммную коробку, при этом новым является то, что двигатель снабжен установленной на переднем подшипниковом щите поворотной траверсой, на которой закреплены кронштейны щеткодержателей, корпус выполнен в виде отливки из углеродистой стали и в поперечном сечении имеет восьмигранную форму, при этом на одной вертикальной грани со стороны переднего подшипникового щита расположен прилив, служащий кронштейном крепления двигателя к соответствующему стальному кронштейну, установленному на балке тележки вагона, а на заднем подшипниковом щите со стороны выступающего рабочего конца вала выполнен фланец с возможностью сопряжения с фланцем редуктора тележки вагона и закрепления на нем, кроме того, сердечник якоря выполнен из холоднокатаной электротехнической стали, при этом обмотка якоря выполнена петлевой с уравнительными соединениями, расположенными под передней лобовой частью обмотки, а рабочее колесо вентилятора изготовлено из алюминиевого сплава, залитого на стальную втулку, выполненную с возможностью посадки на вал при этом лопатки на рабочем
колесе расположены с переменным шагом.
Кроме того, поставленные задачи решаются за счет того, что клеммная коробка расположена на другой вертикальной грани корпуса.
Дополнительно поставленные задачи решаются и за счет того, что пружины щеткодержателей выполнены в виде рулонной пружины.
Предпочтительным в данном решении является то, что передний и задний подшипниковые щиты выполнены в виде отливок из углеродистой стали.
Кроме того, поставленные задачи решаются за счет того, что на корпусе двигателя выполнено четыре коллекторных люка, закрытых крышками с резиновыми уплотнениями.
Дополнительно поставленные задачи решаются и за счет того, что обмотка якоря выполнена из медного провода, изолированного полиамидной пленкой с удвоенной толщиной изоляции.
Предпочтительным в данном решении является то, что в пазовой части обмотка якоря крепится клиньями из профильного стеклопластика, а лобовые части секций крепятся стеклобандажной лентой.
Предпочтительным в данном решении является то, что соединение концов обмотки якоря с коллекторными пластинами осуществляется с помощью сварки в среде нейтральных газов.
Техническим результатом является то, что в двигателе ДК 120 АМ диаметр якоря увеличен по сравнению с двигателем ДК 116 (310 мм - ДК 120 АМ и 280 мм - ДК 116) за счет применения литого восьмигранного корпуса, позволившего увеличить межкатушечное пространство. Увеличение диаметра якоря позволило также увеличить: число пазов якоря (42 паза у ДК 120 АМ и 35 пазов у ДК 116), число активных проводников якоря (420 проводника у ДК 120 АМ и 350 проводников у ДК 116) и соответственно, число коллекторных пластин (210 пластин у ДК 120 АМ и 175 пластин у ДК 116). Двигатель ДК 116 имеет волновую обмотку, двигатель ДК 120 АМ - петлевую. Благодаря этому двигатель ДК 120 АМ имеет значительно меньший на 25% удельный вес (кг/Н.м), чем двигатель ДК 116.
На фиг.1 показан продольный разрез тягового двигателя для вагонов метрополитена.
На фиг.2 изображен общий вид тягового двигателя для вагонов метрополитена.
На фиг.3 показан вид двигателя со стороны вала.
Тяговый двигатель постоянного тока для вагонов метрополитена состоит из переднего 1 и заднего 2 подшипниковых щитов и корпуса 3.
Передний 1 и задний 2 подшипниковые щиты, а также корпус 3 выполнены в виде отливок из углеродистой стали. Щиты 1 и 2 крепятся к корпусу болтами 4 и 5.
Двигатель изготавливается четырсхполюсным. Для более компактного размещения катушек корпус имеет восьмигранную форму. Двигатель имеет четыре главных 6 и четыре добавочных 7 полюса. Моноблоки главных и добавочных полюсов выполнены с применением изоляции типа "монолит" класса нагревостойкости "Р", которая обеспечивает высокую надежность крепления катушек к сердечникам и улучшенную теплоотдачу.
Для катушек главных полюсов применяется лента медная, для катушек добавочных полюсов применяется проволока медная. Катушки главных полюсов наматываются "плашмя", катушки добавочных полюсов для улучшения теплоотдачи наматываются на "ребро". В качестве межвитковой изоляции применяется асбестовая бумага.
В двигателе ДК 120 АМ концы выводов от обмоток возбуждения и якорной цепи закрепляются на пластиковой планке внутри клеммной коробки 9, на верхней из стенке которой располагаются четыре сальниковых уплотнения типа СКРО для ввода проводов питающей сети. Клеммная коробка расположена на одной из двух вертикальных гранях корпуса. При этом условно принято, что нормальное положение корпуса 3 в пространстве это, когда он имеет две горизонтальные грани и две вертикальные грани.
Для осмотра и обслуживания щеточного аппарата и коллектора на корпусе 3 двигателя предусмотрены четыре коллекторных люка 10, которые закрываются
крышками 11 с резиновыми уплотнениями.
Сердечник якоря 12 двигателя собирается из холоднокатаной электротехнической стали.
Обмотка якоря 13 - петлевая с уравнительными соединениями 14, расположенными под передней лобовой частью обмотки.
Обмотка якоря выполнена из провода медного, изолированного полиамидной пленкой с удвоенной толщиной изоляции.
В качестве пазовой изоляции применяется арамидная бумага.
В пазовой части обмотка якоря крепится клиньями 15 из профильного стеклопластика. Лобовые части секций 13 крепятся стеклобандажной лентой 16.
Якорь пропитывается вакуумно-нагнетательным способом в кремний - органическом лаке.
Коллектор - арочного типа, имеет сборную конструкцию. Основание 17 - стальное, стянутое кольцевой гайкой 18.
Коллекторные пластины 19 выполнены из профильной меди.
Соединение концов обмотки якоря с коллекторными пластинами осуществляется с помощью сварки в среде нейтральных газов.
В двигателе предусмотрены четыре токосъемника, на каждом из которых по два щеткодержателя 20 с щетками 21. В двигателе ДК 120 АМ применяются щеткодержатели 20 с рулонной пружиной 22, обеспечивающей постоянное давление на щетку 21 независимо от высоты изношенной щетки 21.
Щетки 21 - разрезные с резиновой накладкой через которую передается давление рулонной пружины 22 на щетку 21.
Для улучшения обслуживания щеточного аппарата в двигателе применена поворотная траверса 23, к которой крепятся кронштейны 24 щеточного аппарата.
Способ охлаждения двигателя - самовентиляция (IСО 1 по ГОСТ 20459-87). Охлаждение двигателя осуществляется вентилятором 25, рабочее колесо которого изготовлено из алюминиевого сплава, который заливается на стальную втулку 26 для посадки на вал. При этом лопатки на рабочем колесе расположены с переменным шагом, что позволило увеличить подачу вентилирующего
воздуха. Вентилирующий воздух входит в двигатель через отверстия в щите со стороны коллектора и выходит через окна в корпусе 3, закрытые крышками с металлическими сетками 27. Для прохождения вентилирующего воздуха в сердечнике якоря выполнены аксиальные каналы, которые на чертеже не показаны.
Вал 28 двигателя изготавливается из легированной стали.
Двигатель имеет один конический конец вала.
На валу двигателя со стороны коллектора и со стороны привода установлены роликовые подшипники.
Подшипниковые узлы двигателя имеют устройства 29 для добавления смазки.
Степень защиты двигателя от внешних воздействий:
IР53 на входе воздуха в машину, IРЗО - на выходе воздуха из машины по ГОСТ 17494-87.
Двигатель устанавливается на тележке вагона. На вертикальной грани со стороны переднего подшипникового щита 1 имеется прилив, служащий кронштейном 30 крепления двигателя к соответствующему стальному кронштейну, установленному на балке тележки вагона. Посадочные места обоих кронштейнов механически обработаны в виде призм, расположенных параллельно оси вращения двигателя и входящих одна в другую. Стягиваются оба кронштейна при помощи шести болтов.
Двигатель имеет фланцевое крепление к редуктору. На заднем подшипниковом щите 2 со стороны выступающего рабочего конца вала 28, выполнен фланец, посредством которого двигатель сопрягается с фланцем редуктора тележки вагона и закрепляется на нем при помощи двенадцати болтов, равномерно расположенных по окружности.
Кронштейн 30 крепления, расположенный на корпусе 3 двигателя, имеет прилив 31 с отверстием, сквозь которое проходит страховочный трос.
Страховочный трос проходит также сквозь отверстия ушей 32 имеющихся на двух верхних наклонных гранях корпуса 3 и служащих для подъема и
установки двигателя на тележке вагона и закрепляется на поперечной балке тележки. В случае разрушения крепления кронштейна 30 крепления или корпуса редуктора страховочный трос предохраняет двигатель от падения на путь.
Заявленный тяговый двигатель постоянного тока типа ДК 120 АМ для вагонов метрополитена работает также как и подобные ему двигатели.