К элементам механической части электроподвижного состава предъявляется ряд определённых требований, таких как: надёжность, долговечность, простота обслуживания и быстрый ремонт. Несоответствие этим требованиям ведёт к простоям локомотивов и, следовательно, нарушению режима работы всей железнодорожной системы в целом.
По [1 табл. 1.1] составляем таблицу 1.1, в которой представлены технические данные заданного тягового двигателя 5AL4442nP и прототип электровоза ЧС8.
Таблица 1.1 Технические данные тягового двигателя НБ-501.
Численные значения
— в часовом режиме Pчас
— в номинальном режиме Pном
850
820
— в часовом режиме nчас
— в номинальном режиме nном
— максимальная nmax
1200
1215
1860
2.95
612
1000
1100
односторонняя
Сцепная масса электровоза рассчитывается по формуле:
(1.1)
где nкп – число колёсных пар, согласно заданной колёсной формуле nкп=6.
2П – нагрузка от колёсной пары на рельсы, по [1 стр. 4] 2П=201 кН.
Диаметр колеса по кругу катания определяется по формуле:
(1.2)
где [2p] – допускаемая по условиям контактной прочности нагрузка на 1 мм диаметра колеса, по [1] принимаем [2p]=0.2.
Принимаем Dк=1.2 м.
Предварительное значение передаточного числа тяговой передачи m определяется по формуле:
(1.3)
где Vк – конструкционная скорость, Vк=175 км/ч.
Вращающий момент на валу тягового двигателя:
(1.4)
Граничные значения для модуля зубчатого зацепления:
(1.5)
(1.6)
По [2 табл. 2.2] принимаем m=18 мм.
Диаметры делительных окружностей зубчатого колеса и шестерни тяговой передачи рассчитываются по формулам:
(1.7)
(1.8)
Значение Da1 необходимо проверить на выполнение требований габарита подвижного состава, приняв b=120 мм и D=20 мм:
(1.9)
Условие выполняется.
Числа зубьев зубчатого колеса и шестерни рассчитываются по формулам:
(1.10)
(1.11)
Уточнённое значение передаточного числа тяговой передачи:
Уточнённое значение передаточного числа тяговой передачи должно обеспечивать выполнение условия:
(1.12)
Условие выполняется 175≤175, следовательно, тяговый привод обеспечивает движение электровоза с заданной конструкционной скоростью.
Эффективные мощности электровоза в часовом и номинальном режимах:
(1.13)
(1.14)
Скорости движения в час. и ном. режимах:
(1.15)
Мощность, подводимая к тяговой передаче в часовом и номинальных режимах:
(1.16)
(1.17)
Подводимая мощность для часового режима Pп.ном=100 % тогда по [1 табл. 1.2] hзп=0.978. Для часового режима:
(1.18)
Вращающий момент на валу тягового двигателя в часовом режиме:
(1.19)
Сила тяги электровоза в часовом и номинальном режимах:
(1.20)
(1.21)
Проверим сцепную массу для пассажирского локомотива, коэффициент использования сцепного веса примем hв=0.88. Для пассажирского электровоза постоянного тока:
(1.22)
где Mп – масса пассажирского поезда, Mп=1100 т;
w0 – основное удельное сопротивление движению поезда;
wтр – удельное сопротивление при трогании с места;
i0 – дополнительное сопротивление от уклона;
wу – удельное сопротивление от ускоряющего усилия;
В момент трогания (w0+wтр+i0)=80 н/т. Величина wу определяется по формуле:
(1.23)
где aп – пусковое ускорение поезда, aп=1200 км/ч2;
z - удельное пусковое ускорение, z=12.2 км·т/ч2·Н.
Коэффициент сцепления колеса с рельсом:
(1.24)
Так как 122.973>94.58, то сцепная масса обеспечивает движение электровоза по расчётному подъёму с установившейся скоростью без боксования.
Минимальная длина электровоза по прочности путевых сооружений:
(1.25)
Длина локомотива по осям автосцепок Lл=25 м.
Жёсткая база локомотива Lб, есть расстояние между шкворнями или геометрическими центрами крайних тележек:
(1.26)
где е – коэффициент, e=0.55;
nс – число секций,nc=1.
2. РАЗРАБОТКА ЭСКИЗНОГО ПРОЕКТА МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЛОКОМОТИВА
2.1 Определение основных размеров тележки
Для определения основных размеров тележки можно использовать расчётную схему, приведённую на рисунке 2.1.
где lподв – расстояние между точками подвешивания тягового двигателя на раме тележки, lподв=1.180 м;
B2 – ширина средней поперечной балки рамы тележки, B2=0.3 м;
D - зазор между опорными кронштейнами и поперечной балкой рамы, D=0.04 м;
2·aт=2·1.180+0.3+2·0.04=2.74 м
Диаметр колеса колёсной пары по окружности гребня:
D=Dк+0.06 (2.2)
D=1.2+0.06=1.26 м
По рекомендации [1, стр. 18], принимаем ширину концевых поперечных балок B1=0.15 м и расстояние между гребнем бандажа и поперечной концевой балкой рамы тележки l2=0.05 м.
Расстояние от геометрической оси колёсной пары до торца концевой поперечной балки:
(2.3)
Длина тележки:
lт=2·l1+aт (2.4)
lт=2·0.83+2.74=4.4 м
Высота тележки от уровня головки рельса до верхней горизонтальной плоскости рамы hт и ширина рамы тележки по осевым линиям боковин bт по [1] hт= 1.16 м, bт=2.1 м.
Длина рамы кузова электровоза определяется по формуле:
(2.5)
Расстояние от торцов рамы кузова до торцов рам крайних тележек электровоза l3 по [1 с.21] l3=1.42 м. Расстояние между смежными тележками электровоза:
(2.6)
Полученное расстояние l4>2 м, поэтому корректировку l3, lл и lк не производим.
Уточнённая жёсткая база электровоза:
Lб=2·(l4+lт) (2.7)
Lб=2·(3.78+4.4)= 16.36 м
На рисунке 2.2 приведена компоновочная схема экипажной части электровоза ЧС8.
Длина концевой части боковины lкчб=0.1·lт=0.44 м;
Длина средней части боковины lсчб=0.23·lт=1.012 м;
Длина переходной части боковины:
(2.8)
Уточнённая длина тележки:
lт=2·lкчб+2·lпчб+lсчб (2.9)
lт=2·0.44+2·1.254+1.012=4.4 м
Длина усиливающей накладки lн=0.45·lт=1.98 м.
На рисунке 2.3 показаны формы сечений концевых поперечных балок и концевых частей боковины.
Рисунок 2.3 а. Сечение средней части боковины рамы.
б. Сечение поперечных балок и концевых частей боковины
Расстояние между внутренними поверхностями вертикальных листов, образующих сечение:
b=B-2·d2-2·D1 (2.10)
где D1 – вылет концов горизонтальных листов под сварной шов, D1=0.02 м.
Расчётная высота вертикального листа для сечений без усиливающей накладки:
h=H-2·d1 (2.11)
а для сечения с усиливающей накладкой
h=H-2·d1-d3 (2.12)
Ширина сечения по средним линиям составляющих его элементов для всех сечений рамы тележки:
b0=b+d1 (2.13)
Высота сечения по средним линиям составляющих его элементов для сечений без усиливающих накладок:
h0=h+d1 (2.14)
а для сечения с усиливающей накладкой:
h0=h+d1+d3/2 (2.15)
Расчётная ширина усиливающей накладки:
Bн=B-2·D1 (2.16)
Страницы: 1, 2, 3, 4