Расчет развески локомотива - Курсовая работа

Одним из решающих факторов, обеспечивающих четкую, ритмичную работу железных дорог является устойчивая работа локомотивного хозяйства, улучшение технического состояния, содержание и использование локомотивного парка. Высокая интенсивность использования локомотивов, большие веса поездов и скорость движения поездов требуют повышения тяговых и скоростных качеств тепловозов, надежности всех узлов и особенно узлов и деталей экипажной части локомотивов, работающих в условиях больших динамических нагрузок. В данной курсовой работе приводится расчет развески локомотива, затрат мощности на вспомогательное оборудование и тяговой характеристики. Тяговой характеристикой тепловоза называется зависимость силы тяги от скорости движения Fk=f(v). При проектировании локомотива необходимо разместить оборудование в кузове и на тележках так, чтобы обеспечить равенство нагрузок по колесным парам и по колесам левой и правой стороны.Для определения затрат мощности на привод вспомогательных агрегатов используем данные таблицы 2. Вентиляторы холодильника дизеля служат для охлаждения воды дизеля (иногда масла) в секциях холодильника. Приводится во вращение, как правило, от коленчатого вала дизеля или непосредственно через механический редуктор, или через редуктор и гидромуфту. Гидромуфта - переменного наполнения, т. е. круг циркуляции автоматически (в зависимости от температуры охлаждаемой воды) заполняется рабочей жидкостью от минимума до полного заполнения. Охлаждение электрических машин осуществляется централизованно, т. е. один вентилятор подает воздух на охлаждение тягового генератора, вспомогательного генератора, ТЭД, выпрямительной установки и т. д.Мощность, потребляемая вентилятором, при частоте вращения Скольжение гидромуфты на номинальном режиме . Тогда передаточное число механического редуктора с учетом скольжения гидромуфты, будет равно: Приведенная к валу дизеля мощность на привод вентилятора холодильника: где - механический КПД передачи от вала дизеля к валу вентилятора; КПД конического зацепления, КПД гидромуфты определяется из условия: где - частота вращения турбинного колеса гидромуфты, об/мин;Мощность на привод вентилятора централизованного охлаждения электрических машин определяется из условия, что при номинальном режиме вентилятор потребляет мощность Тогда приведенная к валу дизеля мощность вентилятора централизованного охлаждения при КПД конического зацепления будет равна:Применяем тормозной компрессор КТ-7 с параметрами: - мощность, потребляемая компрессором, при ;Расход мощности на привод агрегатов тепловоза приведен в таблице 3. Итого: Определим мощность стартер-генератора, приведенного к фланцу коленчатого вала: где - КПД стартер-генератора, - КПД редуктора передачи, 2.5 Расчет потери мощности на возбуждение тягового генератора, приведенные к фланцу коленчатого вала Потери мощности на возбуждение тягового генератора, приведенные к фланцу коленчатого вала: где - мощность возбуждения тягового генератора, - КПД тиристора, ;Тяговой характеристикой локомотива называется зависимость касательной силы тяги, создаваемой локомотивом, от скорости, т.е. где - касательная мощность тепловоза, КВТ; коэффициент, учитывающий потери мощности на привод вспомогательных агрегатов, КПД электрической передачи для постоянного тока определяется: где - КПД тягового генератора, - КПД тягового электродвигателя, - КПД тягового редуктора, Определяем касательную мощность: Определив касательную мощность, построим тяговую характеристику, задаваясь скоростями от 5 км/ч до конструкционной с интервалом 5-10 км/ч. На построенную зависимость необходимо нанести ограничение по сцеплению Согласно основному закону локомотивной тяги - сила сцепления колеса с рельсом определяется по выражению: где - расчетный коэффициент сцепления колеса с рельсом; Сцепной вес локомотива определяется по результатам расчета развески: Расчет производится для скоростей: 0, 5, 10, 20, 30 (до пересечения с тяговой характеристикой).Паровоз представляет собой локомотив с независимой паросиловой установкой, состоящей из котла и поршневой паровой машины. Паровоз состоит из трех основных частей: котла, паровой машины и экипажной части. В топке 1 котла на колосниковой решетке сгорает топливо. Паровая машина паровоза состоит из парового цилиндра 14 с поршнем 13, парораспределительного золотника 12, внешнего парораспределительного механизма 16, регулирующего вместе с золотником подвод и отвод пара из цилиндра и изменяющего направление движения паровоза, а также движущего механизма 15, превращающего поступательное движение поршня во вращательное движение колес. К экипажной части относятся: рама 19, являющаяся основанием паровоза, на которой установлен котел, укреплены цилиндры, сцепные приборы и части движущею и парораспределительнoro механизмов; рессорное подвешивание, через которое вес паровоза передается на буксы; движущие колесные пары 18 (с подшипниками и буксами).В данной курсовой работе были произведены расчеты основных параметров тепловоза 2ТЭ10Л, а именно: развеска локомоти

Оглавление

Введение

1. Разверстка тепловоза

2. Составление кинематической схемы привода вспомогательных агрегатов и определение затрат мощности на их привод

2.1 Расчет мощности на привод вентилятора холодильник

2.2 Расчет мощности на привод вентилятора централизованного охлаждения электрических машин

2.3 Расчет мощности на привод тормозного компрессора

2.4 Расчет расхода мощности на привод агрегатов от стартера - генератора

2.5 Расчет потери мощности на возбуждения тягового генератора, приведенные к флангу коленчатого вала

3. Построение тяговой характеристики локомотива и определение его КПД

4. Схема и принцип действия паровоза. Назначения отдельных узлов

Заключение

Список использованной литературы

Приложение А

Главной задачей железнодорожного транспорта является полное и своевременное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках, повышение эффективности и качества работы транспортной системы. Одним из решающих факторов, обеспечивающих четкую, ритмичную работу железных дорог является устойчивая работа локомотивного хозяйства, улучшение технического состояния, содержание и использование локомотивного парка.

Высокая интенсивность использования локомотивов, большие веса поездов и скорость движения поездов требуют повышения тяговых и скоростных качеств тепловозов, надежности всех узлов и особенно узлов и деталей экипажной части локомотивов, работающих в условиях больших динамических нагрузок. Для обеспечения полной безопасности движения поездов экипажная часть локомотива должна обладать высокой надежностью.

В данной курсовой работе приводится расчет развески локомотива, затрат мощности на вспомогательное оборудование и тяговой характеристики.

Тяговой характеристикой тепловоза называется зависимость силы тяги от скорости движения Fk=f(v). Наибольшая величина силы тяги необходима при трогании поезда с места, при наборе скорости и при движении по наиболее крутому подъему. При этом полная мощность используется только при максимальной скорости. При меньших скоростях движения мощность локомотива недоиспользуется. В тоже время профиль пути состоит из подъемов, площадок и спусков, то есть является переменным. На подъемах сила тяги требуется больше, а скорость всегда меньше, а на спусках наоборот. В идеальном случае при переменном профиле пути тяговая характеристика соответствует закону равноплечей гиперболы. При такой тяговой характеристике реализуемая мощность локомотива остается постоянной, а, следовательно, обеспечивается ее полное использование в широком диапазоне скоростей.

1. Развеска тепловоза

При проектировании локомотива необходимо разместить оборудование в кузове и на тележках так, чтобы обеспечить равенство нагрузок по колесным парам и по колесам левой и правой стороны. Эти расчеты называются развеской.

Используя данные таблицы 1, определяем вращающий момент и вносим в 5 колонку этой таблицы:

где - вес узла, групп деталей;

- плечо узла (группs деталей).

Таблица 1 - Узлы (группы деталей) и их основные характеристики

№ п/п Наименование узла (группы деталей) Вес, КН Плечо, м Момент , КНМ

2ТЭ116

1 2 3 4 5

1 Дизель-генераторная группа 297,34 7,5 2230,05

2 Система охлаждения и обогрева 47,24 12,4 585,776

3 Топливная и масляная система 32,0 9,75 312

4 Рама тепловоза 141,12 8,565 1208,693

5 Тормозное оборудование и пневмоавтоматика, песочная система 22,2 7,68 170,496

6 Кузов и его оборудование 99,99 9,11 910,91

7 Электрооборудование 50,96 6,425 327,418

8 Силовые и вспомогательные агрегаты 37,4 9,24 345,576

9 Вспомогательное оборудование 17,8 8,01 142,578

10 Обслуживающий вес 80,0 10,33 826,4

11 Тележки (две) 235,9 х2

12 Неподрессоренный вес тепловоза(секции) 258,9

Сумма 826,05 7059,897

Определим положения центра тяжести от условной оси моментов:

где - алгебраическая сумма моментов;

- алгебраическая сумма веса.

Чтобы нагрузки на каждую тележку были одинаковыми, центр тяжести должен находиться посередине тепловоза:

где la - длина по осям автосцепки, la=16,97 м.

Рисунок 1 - Схема расположения основного оборудования для развески тепловоза

Рисунок 2 - Основные геометрические параметры тепловоза привод генератор охлаждение мощность

Центр тяжести не совпадает с серединой тепловоза, т.е. Рассчитаем эти расстояния:

где - расстояние между шкворнями,

Определяем нагрузки по тележкам:

Определяем разницу между нагрузками:

Так как разница нагрузок на тележки превышает 3%, применяем балласт.

Для расчета рессорного подвешивания и определения динамических качеств локомотива необходимо найти обрессоренный вес, приходящийся на каждую тележку:

где - полный вес тележки, - число колесных пар тележки, - необрессоренный (мертвый) вес каждой колесной пары, q =46 KH

Определяем обрессоренный вес, приходящийся на тележку:

Определяем обрессоренный вес, приходящийся на колесную пара:

Полная нагрузка от оси колесной пары на рельсы:

Осуществляем проверку по весовой ведомости локомотива-образца:

где - число осей секции тепловоза,