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 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 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 л
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 г и д тележек равно е. Когда обе тележки
впишутся в кривую (рис. 107, б), расстояние е уменьшится и станет
равным ё'. Расстояние b между центрами опор не может измениться, так
как опорные пяты закреплены неподвижно на раме кузова.
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). Каждая центральная опора
представляет собой стойку с коническими углублениями вверху и внизу
(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.
Рис. 107. Взаимное расположение тележек и
подпятников электровоза на прямом участке пути (а) и в кривой (б)
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 обеспечивается боковыми опорами (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. 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. 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.
Рис. 108. Расположение опор кузова (а),
центральная опора с возвращающим устройством (б) и боковая опора (в)
электровоза ВЛ60
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, устанавливают
гидравлические гасители (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). 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.
