Проект пассажирского тепловоза с постоянно-постоянной передачей мощностью 2200 кВт

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра "Тепловозы и Тепловые двигатели"

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

"Проект пассажирского тепловоза с постоянно-постоянной передачей мощностью 2200 кВт"

Выполнил: студент 141 группы

Дятлов С. А.

Проверил: преподаватель

Слободенюк А. С.

Хабаровск

2013

Введение

Высокий эффективный КПД дизеля давно привлекал внимание инженеров к проблеме разработки локомотива с двигателем этого типа. Основное затруднение в применении дизеля заключалось в несоответствии его характеристик требованиям локомотивной тяги, что приводило к необходимости устройства довольно сложной передачи между дизелем и движущими колесами.

В тепловозах применяются электрическая, гидравлическая и механическая передачи. Наибольшее распространение получила электрическая передача.

Советское тепловозостроение получило широкое развитие после 20 съезда КПСС, на котором было принято решение о технической реконструкции тяги на железнодорожном транспорте.

С целью экономии средств и развитии мощностей пол выпуску ТПС предусматривается наряду с закупкой локомотивов нового поколения выполнять капитальные ремонты эксплуатируемых с глубокой модернизацией и продлением срока службы (КРП). Это обеспечивает поставку необходимого количества новых локомотивов имеющимися мощностями заводов-изготовителей с относительно небольшими инвестициями в развитии и переоснащении существующих производств.

В результате оптимизации ремонтной базы общее количество цехов ТР-3 снизилось со 120 до 57, уровень загрузки этих цехов к 2003 г. возрастет от 24 до 72%, численность ремонтного персонала, занятого на выполнении ТР-3, снизился на 12-17%. Планируется высвободить около 3500 человек. 57 депо станут базовыми, специализированными на крупных видах ремонта ТР-3, а 96 - цехами базовых, 15 будут заниматься ремонтом дизелей, электрических машин, колесных пар и т.д. Для усовершенствования системы управления ремонтом будет организована семь регионов с включением в их состав депо. Поставка железным дорогам пассажирских и грузовых локомотивов нового поколения запланирована поэтапно с доведением объемов их производства к 2010 году до уровней:

грузовых и пассажирских электровозов (НЭВЗ) - 238 единиц;

скоростных электровозов (КТ3) - 60 единиц;

грузовых тепловозов (БМ3) - 100 единиц;

маневровых тепловозов (БМ3) - 300 единиц.

Рассматриваются два варианта КРП. Первый (КРП-1 без глубокой модернизации) ориентирован на продление срока службы ТПС, выработавшего нормативный срок. Второй (КРП-2) рассчитан на ТПС, отработавших 70% ресурса, с глубокой модернизацией улучшающей характеристики локомотивов.

Для поддержания парка ТПС в исправном техническом состоянии на сети дорог действует планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта, которая регламентируется для межремонтных пробегов указаниями МПС № Л-991у от 03.06.99г. и П-389у от 19.03.01г. В части объемов технического обслуживания (ТО), текущих (ТР) и заводских ремонтов (КР-1 и КР-2) действуют правила и инструкции МПС.

Для реформы Российских Железных Дорог необходимо решить следующие задачи:

Объективно оценить имеющийся в нашем распоряжении подвижной состав по его количеству и техническому состоянию.

Исходя из прогнозируемых объемов перевозок, утвердить потребность отрасли в локомотивах и вагонах по сериям, типам и родам на период до 2010 г.

Принять решение о путях и методах оздоровления подвижного состава, о его капитальном ремонте и модернизации основных узлов с продлением срока службы.

Выработать стратегию создания и поставки локомотивов и вагонов нового поколения, развития отечественной промышленности на основе долгосрочного и взаимовыгодного сотрудничества с предприятиями, поставляющими продукцию железнодорожному транспорту, с отправителями и получателями грузов.

В процессе проектирования, используя справочную литературу и последние достижения отечественной и зарубежной практики, необходимо разработать компоновочную схему локомотива, рассчитать охлаждающее устройство, тяговую характеристику и элементы экипажной части. Важной задачей при проектировании является обеспечение для проектируемого локомотива свойств безопасного движения в кривых участках пути.

В задании на курсовой проект предлагается тепловоз - образец, который служит основой для выбора силовой установки, передачи мощности, вспомогательного оборудования и экипажной части. Однако, можно по своему усмотрению решать эти задачи, используя конструктивные особенности других тепловозов. Главная цель проектирования - добиться максимального коэффициента полезного действия локомотива и минимальных расходов на его эксплуатацию. В данном курсовом проекте необходимо спроектировать пассажирский тепловоз секционной мощностью 2200 кВт, нагрузкой на ось 220 кН, диаметром колеса 1050 мм, конструкционной скоростью 160 км/ч. За прототип взят тепловоз серии 2ТЭП60.

1. Расчёт и построение тяговой и экономических характеристик проектируемого тепловоза

1.1 Расчёт и построение тяговой характеристики

Перед началом расчета необходимо привести основные характеристики выбранных ранее тяговых электрических машин.

Таблица 1 - Основные характеристики тяговых электрических машин

Название эл машины	Тип ЭМ	Р, кВт	, В	, А	,об/мин	, %
ТГ	ГП311Б	2000	465	4320	750	93,8
ТЭД	ЭД108	307	476	700	1870	91

1.2 Расчёт касательной мощности тепловоза и передаточного отношения тягового редуктора КМБ

Определяем касательную мощность

,

где , (27)

- коэффициент, учитывающий затраты мощности на вспомогательные нужды

,

кВт.

Определяем передаточное отношение тягового редуктора:

,

где - длительная сила тяги КМБ,

,

кН.

,

где P - мощность одного ТЭД, 305 кВт.

,

об/мин,

.

.

1.3 Расчет и построение электротяговых характеристик КМБ

Для расчёта и построения тяговой характеристики тепловоза необходимо расчитать и построить электротяговую характеристику КМБ: и . C С этой целью используются электромеханические характеристики тягового электродвигателя и

Задаваясь значениями тока определяют значения и

Далее по ниже приведённым формулам значения и пересчитывают и

;

.

Полученные значения сводим в таблицу 2.

Таблица 2 - Расчёт электротяговых характеристик КМБ

По значениям _{, ,} производим построение электротяговых характеристик КМБ проектируемого тепловоза.



По построенным электротяговым характеристикам расчитываем и строим тяговую характеристику тепловоза. При этом необходимо учесть что сила тяги тепловоза будет равна

.

где м - число тяговых электродвигателей

Результаты расчетов приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Расчет тяговой характеристики тепловоза

Находим скорости перехода работы ТЭД:

км/ч

км/ч

Учитывая, что обратный переход происходит при скорости движения на 10 км/ч меньше, чем прямой находим:

км/ч,

км/ч.

Наносим на тяговую характеристику тепловоза ограничение силы тяги по длительному току: по значению длительного тока ТЭД (таблица 1) , по электротяговым характеристикам находим значение кН при ПП ТЭД. Тогда ограничение силы тяги по длительному току будет равняться: кН. Откладываем на тяговой характеристике по оси F_К это значение и проводим линию, параллельную оси V.

Наносим на тяговую характеристику ограничение по сцеплению колес с рельсами. Задаемся значениями скоростей движения от 0 до 50 км/ч и рассчитываем коэффициенты сцепления:

,

= 0,118 + 5/ ( 27,5+0 ) = 0,2998;

= 0,118 + 5/ (27,5 + 5) = 0,2718;

= 0,118 +5/ ( 27,5 +10 ) = 0,2513;

= 0,118 + 5/ (27,5 + 15 ) = 0,2356;

= 0,118 + 5/ ( 27,5+ 20 ) = 0,2233.

= 0,118 + 5/ (27,5 + 25 ) = 0,2132;

= 0,118 + 5/ (27,5 + 30 ) = 0,205;

= 0,118 + 5/ (27,5 + 35 ) = 0,198;

= 0,118 + 5/ (27,5 + 40 ) = 0,1921;

= 0,118 + 5/ (27,5 + 45 ) = 0,187;

= 0,118 + 5/ (27,5 + 50 ) = 0,1825.

Рассчитываем F_K для найденных значений :

,

кН.

кН,

кН,

кН,

кН,

кН,

кН,

кН,

кН,

кН,

кН,

кН.

Полученные величины наносим на тяговую характеристику и получаем ограничение по сцеплению - .



1.4 Расчет и построение экономических характеристик тепловоза

К экономическим характеристикам тепловоза относятся следующие характеристики:

; ; ; ; .

, кВт

%

, кг/кВтч

где - удельная расход топлива ДВС

%

Результаты расчёта сводим в таблицу 4

Таблица 4 - Расчет экономических характеристик тепловоза

Режим работы тяговых электродвигателей
ПП ( = 100% )	OП 1( = 60%)	ОП2 ( =25%)
V	FK	NK	ПЕР	Т	V	FK	NK	ПЕР	Т	V	FK	NK	ПЕР	Т
10	391	1086	54.3	18.1
20	275	1506	75,3	25.1
30	195	1642	82,1	27.4
40	153	1700	85	28.3
50	125	1736	86,8	28.9
60	114	1900	95	31.7	60	108	1800	90	30
70	102	1983	99,2	33.1	70	91	1769	88.5	29.5
					80	80	1778	88.9	29.6
					90	70	1750	87.5	29.2	90	69	1725	86.3	28.8
					100	63				100	60	1667	83.4	27.8
										110	55	1681	84	28
										120	51	1700	85	28.3
										130	48	1733	86.7	28.9
										140	44	1711	85.6	28.5
										150	41	1708	85.4	28.5

По полученным значениям строим экономические характеристики тепловоза.

2. Разработка экипажной части тепловоза

Целью данного раздела является определение параметров элементов рессорного подвешивания, рассчитать его жесткость, прогиб и максимальную скорость движения локомотива из условия резонансных колебаний.

Раздел курсового проекта начнем с разработки эскиза тележки проектируемого тепловоза, который выполняем на формате А4. Затем приводим классификацию тележки.

На тепловозе, разрабатываемом в данном курсовом проекте, тележка классифицируется:

по типу тележки - бесчелюстная;

по числу осей - трехосная;

по типу рамы - сварно-штампованной конструкции;

по связи рамы с буксами колесной пары - через поводки с резино-металлическими амортизаторами;

по типу рессорного подвешивания - двухступенчатое состоящее из цилиндрических пружин и резиновых амортизаторов;

по типу подвешивания ТЭД к раме тележки - опорно-рамная.

Тележка

Тележка состоит из следующих основных узлов: рамы тележки, главных и боковых опор кузова с возвращающими аппаратами, колёсных пар с бесчелюстными буксами на роликовых подшипниках полых валов с эластичными приводами, тяговых редукторов с кожухами и узлов опорно-рамного подвешивания ТЭД.

Рама тележки выполнена сварно-штампованной с применением небольших литых деталей,привариваемых к ней. Каждая боковина рамы состоит из двух продольных корытообразных элементов: наружного и внутреннего. Каждый продольный элемент сварен в свою очередь из трёх штампованных частей. Сначала сваривают между собой три штампованные части, а затем накладкой продольных швов сваривают между собой продольные элементы - наружный с внутренним. Боковины между собой соединяют посредством двух шкворневых и двух концевых поперечных балок.

К сваренной раме приваривают боковые опоры по две с каждой стороны, стойки буксовых поводков, кронштейны и опоры тормозного и рессорного подвешивания.

К шворневым балкам приболчивают кронштейны, к которым крепят электродвигатели одной стороной в двух точках и другой - в одной точке к небольшим кронштейнам. Один из двух кронштейнов крепят к шворневой балке, а два другие - к концевой поперечной балке.

В процессе эксплуатации требуется следить за состоянием сварных швов на поперечных, шкворневых и концевых балках, а также за швами, которыми приварены стойки букс к боковинам рамы и сварены между собой отдельные звенья коробчатых полубоковин рамы. Под наблюдением должны находиться швы между продольными полубоковинами. Эти швы с внутренней стороны не имеют контрольных швов, при помощи которых снимаются концентраторы напряжения главным образом из - за возможного непровара и образования неровностей после сварки.

Кузов по линии продольной оси тележки опирается на две маятниковые опоры и по бокам - на две дополнительные опоры с каждой стороны. Таким образом, на каждой тележке имеется шесть опор, через которые передаётся масса кузова. Центральные опоры маятникового типа являются главными так как они более нагружены статической нагрузкой (до 9,5 тс на каждую) и через них передаётся сила тяги. Эти опоры имеют амортизацию посредством резиновых конических амортизаторов, вставленных сверху и снизу опоры.

Сила тяги передаётся через колёсные упорные камни шкворневым балкам рамы кузова. В вертикальном положении маятниковые опоры удерживаются посредством возвращающих аппаратов, имеющих начальную возвращающую силу (предварительный натяг) 1500 кгс. Однако наличие двух главных опор, находящихся вдоль продольной оси тепловоза, не обеспечивают устойчивого состояния кузова, особенно при прохождении кривых. Его устойчивость достигается применением дополнительных боковых опор скользящего типа по две с каждой стороны тележки. Каждая опора воспринимает статическую нагрузку 4,75 тс. Нагрузка передаётся на раму тележки через цилиндрические пружины. Посредством боковых опор регулируется вертикальное положение кузова, равномерность в передаче статических нагрузок на обе стороны тележки, и благодаря этому достигается одинаковое распределение нагрузок от колёсных пар на рельсы.

При осмотре в эксплуатации опор кузова необходимо обращать внимание на износ упорных камней, состояние резиновых амортизаторов, возвращающих аппаратов, пружин боковых опор и на износ поверхностей трения между кузовом и дополнительными опорами.

Колёсная пара имеет бесчелюстные буксы, которые связаны с рамой тележки при помощи поводков с резино-металлическими амортизаторами. Эти поводки передают тяговые усилия от колёсной пары, удерживают её в определённом положении, в то же время не препятствуют небольшому упругому поперечному и вертикальному перемещению букс. В буксах крайних осей применены для восприятия радиальных нагрузок по два цилиндрических подшипника и сил, действующих вдоль оси, по одному упорному шариковому подшипнику. Средние буксы, относительно которых оси перемещаются на 14 мм, шариковых подшипников не имеют.

На ось колёсной пары надет полый вал с приводом и эластичной муфтой, который вращается в подшипниках скольжения, принадлежащих электродвигателю, укреплённому на раме тележки.

Расчёт на прочность листовой рессоры

Определяем момент сопротивления

,

где b - ширина листа, м;

h - толщина листа, м;

Определяем число листов рессоры

, шт

где - - статичесекая нагрузка на рессору, Н

L - длина рессоры, м

W - момент сопротивления,

- допустимое напряжение изгиба под статической нагрузкой

=, Па

шт

Из найденного числа листов два листа берутся коренные, оставшиеся ступенчатые.

Определяем коэффициент вертикальной динамики

где - конструкционная скорость

- статический прогиб

Определяем динамическую нагрузку на рессору

Н

Определяем допустимое напряжение изгиба при динамической нагрузке. При этом должно выполняться равенство

, Па

Па= Мпа

Условие выполняется.

Определяем статический прогиб листовой рессоры

, мм,

где а - ширина хомута рессоры

E - модуль упругости, для стали

E= Па

 мм

Расчет на пружины прочность

Пружины на прочность рассчитываются по допускаемому касательному напряжению при динамической нагрузке = Па.

Определяем диаметр прутка:

, М

где - коэффициент, учитывающий увеличение касательного напряжения в сечении на внутренней поверхности витка пружины за счет ее кривизны и других ее факторов. Величина коэффициента зависит от индекса пружины:

При расчетах можно принять К=1,25-1,30;

D - диаметр пружины 0,2 м;

- динамическая нагрузка на пружину,

, H

H

м = 40 мм.

Определяем число рабочих витков пружины

,

где - прогиб пружины, принять равным =140 мм;

- модуль сдвига, для стали он равен Па;

- статическая нагрузка на пружину, принимается равной Н

.

Принимаем число опорных витков 1,5, получим общее число витков - 11,5.

Расчет на прочность резинового амортизатора

Результатом данного расчета является подбор резины необходимой твердости и статического модуля упругости - .

Для решения данной задачи определяется коэффициент формы, который для резинового амортизатора кольцевой формы при наличии металлических пластин рассчитывается как:

.

где - наружний и внутренний диаметр амортизатора

Н - высота амортизатора

.

Затем по зависимости статического модуля упругости при растяжении от коэффициента формы Ф и условной твердости по Шору h определяем значение .

Для решения поставленной задачи необходимо выбрать из таблицы 5 твердость резины.

Таблица 5 - Показатели резиновых элементов

Показатели Резины	Марки резины
	2959	3063	8075	2959-Б	НО-68-1	2462-K2
Сопротивление разрыву, кг/cм2	160	90	123	140	90	116-150
Относительное удлинение, %	500	500	276	573	250	240-390
Остаточное удлинение, %	32	20	7	18	12	6-14
Температура хрупкости, 0 C	- 55	- 37	- 42	- 60	- 55	- 50
Твердость по Шору	45-60	45-60	73	56	55 - 70	70 - 80

Рисунок 3 - Зависимость статического модуля упругости при растяжении от коэффициента формы Ф и условной твердости по Шору h.

Выбираем резину 2462 - К2 с твёрдостью по Шору h=72

Нанося на распределение найденное значение Ф и выбранное значение твердости h, по оси ординат определяем значение E_P.

Расчет жесткости и статического прогиба рессорного подвешивания

Основной упругой характеристикой рессорного подвешивания тележки является жесткость, под которой понимается величина нагрузки в кН, вызывающая статический прогиб в один метр.

Производим расчёт жёсткости элементов рессорного подвешивания:

Рассчитываем жёсткость рессоры

где Е - модуль упругости

кН/мм

Жёсткость резинового амортизатора:

где F - площадь резинового амортизатора

м²

кН/м=11,696 кН/мм

Рассчитываем жёсткость пружины:

кН/м=0,320 кН/мм

Рассчитываем жесткость рессорного подвешивания тележки:

где - жёсткость пружины и резинового амортизатора концевого узла;

- жёсткость рессоры, пружин и резиновых амортизаторов рессорного узла

кН/мм

кН/мм

кН/мм

Определяем жёсткость второй ступени:



где - жёсткость резиновых амортизаторов маятниковой опоры, кН/м;

- жёсткость пружины боковой опоры, кН/м. При этом

Для расчётов можно принять кН/мм, а жёсткость пружины боковой опоры

кН/мм. Тогда:

кН/мм

Определяем общую жёсткость рессорного подвешивания:

, кН/мм

кН/мм

После определения жёсткости тележки определяем критическую скорость движения тепловоза из условия возникновения резонансных колебаний:

, км/ч

где L - длина рельсового звена;

- статический прогиб рессорного подвешивания

где - статическая нагрузка

где К - число осей колёсных пар в тележки

кН

мм=0,2509 м

Определяем критическую скорость для L=12,5 м и L=25 м

Для L=12,5 м

км/ч

Для L=25м км/ч

Таким образом, для не допущения резонансных колебаний при движения по звеньям длиной 12,5м, скорость проектируемого тепловоза не должна превышать 54,15 км/ч, а при движении по рельсовым звеньям длиной 25 м скорость не должна превышать 108,3 км/ч.

3. Динамическое вписывание тепловоза в кривой участок пути

Цель динамического вписывания: определение максимальной скорости движения локомотива в кривой, при которой обеспечиваются безопасность движения и комфортабельность для обслуживающего персонала и пассажиров.

Безопасность движения оценивается критериями безопасности, которые характеризуют величины боковых давлений на рельсы и упругое отжатие рельсов под действием этих усилий. Чрезмерная величина бокового давления может привести к всползанию колеса на рельс или к расшивки пути из-за отжатия рельса. Критерием комфортабельности является величина непогашенного ускорения . Его величина не должна превышать 0,7м/с², при котором человек не испытывает чувство страха при входе экипажа в кривую.

Возникновение непогашенного ускорения вызывается следующими факторами.

h150 мм

Рис.4 . Силы, действующие на экипаж от возвышения наружного рельса

Непогашенное ускорение возникает в результате невозможности в полной мере погасить центробежную силу "С" горизонтальной составляющей от массы локомотива "С1". Это вызвано ограничением возвышения наружного рельса h150 мм.

Расчитываем допустимую скорость движения локомотива из условий комфортабельности обслуживающего персонала.

, км/ч

где h - величина возвышения наружного рельса, 0,14 м; - радиус кривой, 700 м. - величина непогашенного ускорения (=0,7)

км/ч.

Так как безопасность движения оценивается величиной бокового давления колеса на рельс для его определения строится горизонтальный динамический паспорт Y1=f(); Y3 =f() где Y1 и Y3 - величина направляющего усилия от колеса на рельс.

Определение сил действующих на локомотив

Для расчёта горизонтального динамического паспорта учитываются следующие силы на локомотив при его движении в кривых участках пути:

- горизонтальные составляющие силы трения бандажей о рельсы F₁ и F₃;

- центробежная сила локомотива "C";

- горизонтальная составляющая веса локомотива, возникающая от возвышения наружного рельса в кривой "С₁";

- боковые реакции со стороны рельсов от воздействия упирающих в них колес (направляющие усилия ) Y₁ и Y₃;

- боковые давления колес на головки рельсов Y₁¹ и Y₃¹;

- возвращающий момент МВ;

- момент сил трения в возвращающих устройствах локомотива.

Движение локомотива в кривых представлено в виде двух движений : поступательного вдоль продольной оси экипажа и вращающего вокруг точки - центр (полюс) поворота. Расстояние от оси колёсной пары до центра поворота обозначается Xi -полюсное расстояние. При движении в кривых участках пути в зависимости от скорости тележка может занимать 3 положения:

Положение наибольшего перекоса - 1.

Представим эти положения в колеи зазоров, где прямая линия обозначает ось тележки с расположенными над на ней колёсными парами. Перпендикуляр опущенный на ось тележки позволяет определить центр поворота тележки.

Точка 1 - точка контакта первой колёсной пары с наружным рельсом.

Точка 3 - точка контакта третьего колеса с внутренним рельсом.

С увеличением скорости тележка занимает положение свободной установки - 2. В этом случае Y3=0. И при дальнейшем увеличении скорости тележка займёт положение высоких скоростей (хордовое - 3), когда сила Y3 поменяет знак.

Рис.5 . Положение тележки в кривой

Для определения выше названных сил строим схему сил действующих на тележку.

Рисунок 6 - Схема сил, действующих на тележку в кривой

где X1; X2; X3 - полюсное расстояние;

В - база тележки;

2S - расстояние между кругами катания колес 2S=1,6 м;

F1; F3 - силы трения колёс о рельс (направлены против движения колеса)

У трёх осной тележки современного тепловоза свободный разбег средней колёсной пары достигает 28 мм поэтому первая составляющая от силы трения F2=0. При составлении уравнения равновесия она не учитывается, а учитывается только вторая составляющая действующая вдоль рельса

Составляем систему двух уравнений равновесия:

1. Уравнение сил.

2. Уравнение моментов.

Направление силы с низу вверх берём со знаком "+", а наоборот "-", момент по часовой стрелки "+". При расчёте делаем предположение что тележка находится в положении наибольшего перекоса. В этом случае центр поворота определяется по следующей формуле:

,

где В - база тележки, 4,6 м;

- радиус кривой, 600 м;

- ширина колеи зазоров, 14 мм.

- при радиусе кривой более 350 метров согласно ПТЭ, принимаем равной нулю.

м.

Используя схему тележки (рисунок 11), найдем расстояние от второй и третьей осей до центра поворота тележки:

м,

м.

Составляем систему уравнений равновесия сил и моментов для передней тележки проектируемого тепловоза (по прототипу тепловоза ТЭП60):

,

,

где -коэффициент трения;

2

Сила от возвышения наружного рельса:

где G - часть массы тепловоза приходящаяся на одну тележку, кН;

G=2Пm

где m - число осей в тележки; m=3

G= кН

кН

Центробежная сила, приходящаяся на тележку:

,

Система двух уравнений имеет три неизвестных Y1; Y3; и С. Что бы её решить необходимо задаться одним неизвестным. В связи с этим поступаем следующим образом: определяем скорость движения тепловоза при которой первая тележка займёт положение свободной устaановки . В связи с этим приравниваем Y3 к 0 и по найденному значению С найдём .

;

;

м

м

где -сила трения на боковой опоре; =4,75 кН

к - половина расстояния между боковыми опорами; к=1,125 м

а - расстояние от оси боковой опоры до продольной оси тележки; а=1,39м

l - смещение боковых опор относительно главных; l=0,176 м

d - диаметр боковых опор; d=0,2 м

кНм

где Ж - жёсткость пружины возвращающего аппарата; Ж=955 кН/м

h - высота главной опоры; h=0,512 м

- угол поворота тележки в радианах

=47,5

где L - база тепловоза; L=19,250 м

кНм

Подставляя в уравнение моментов все найденные значения определяем Y1 :

Подставляя значение Y1 в уравнение сил находим значение С:

кН

Используя полученное значение С находим :

км/ч

Задаёмся несколькими значениями скорости, решаем систему двух уравнений относительно Y1 и Y3, выбираем скорость следующим образом, так как < то задаёмся следующими скоростями (120; 110; 70; 50; 5) и определяем С:

кН

кН

кН

кН

кН

Используя полученные значения определяем Y1 выражая из уравнения моментов

кН

кН

кН

кН

кН

Используя уравнения сил и полученные значения Y1 находим Y3:

кН

кН

кН

кН

кН

По найденным значениям Y1 и Y3 строим горизонтальный динамический паспорт, при этом положительное значение Y3 говорит о том, что тележка находится в положении высоких скоростей.

После построения горизонтально - динамического паспорта определяем боковое давление действующее на одну колёсную пару при движении с допускаемой скоростью исходя из непогашенного ускорения =92 кН

Значение бокового давления от скорости по формуле:

кН

Так как рельсовая колея имеет различные неровности в плане, что ухудшает динамическое движение вводим коэффициент горизонтальной динамичности



Кн

Величина рамного давления

Так как =71,3 кН и Y_p не больше 0,6 Y₁, то у нас выполняется условие безопасности движения тележки в кривой, которое должно быть не более 100 кН для скорости менее 160 км/ч, для кривой радиусом 600 м и возвышением 125 мм.

Список литературы

тяговой тепловоз редуктор моторный

Теория и конструкция локомотивов. Задание на курсовой проект с методическими указаниями для студентов специальности "Локомотивы". - М.: ВЗИИТ, 1990.- 61 с.

В.Г. Григоренко, И.В. Дмитренко. Теория и конструкция локомотивов: Учебное пособие. - Хабаровск : ДВГУПС, 2000. - 92 с.

В.Г. Григоренко, И.В. Дмитренко, Д.К. Михалевич. Теория и конструкция локомотивов. Методические указания по выполнению практических работ для студентов специальности "Локомотивы" всех форм обучения.- Хабаровск: ДВГУПС, 2002. - 43 с.

Конструкция и динамика локомотивов / Под ред. В.Н. Иванова.- М.: Транс порт, 1974. - 336 с.

Размещено на Allbest.ru