Расчет и проектирование технико-экономических характеристик тепловоза. Расчет параметров тягового редуктора

Страницы работы

26 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

1 Расчет и проектирование технико-экономических характеристик тепловоза

1.1 Расчет параметров тягового редуктора

Передаточное число представляет собой отношение крутящего момента на ободе колеса к моменту на валу тягового электродвигателя (ТЭД), определяемое при длительном режиме работы колесно-моторного блока (КМБ)

                                         (1)

где ngmax – максимально допустимая частота вращения якоря ТЭД,

ngmax =2300 об/мин [1];

Dк – диаметр колеса, Dк =1,05 м (по тепловозу образцу);

Vкон – конструкционная скорость, Vкон =105 км/ч (из задания).

Окончательное значение передаточного числа устанавливается с учетом принятой длины централи

                                          (2)

где А – длина централи, А = 468,8 мм [1];

m – модуль зубчатого зацепления, m=10 [1];

z1, z2 – числа зубьев ведущей и ведомой шестерен.

Определяем z1, z2 решая систему уравнений

                                           (3)

                                                        (4)

      

После решения уравнений получим, z1 = 18, z2 = 76.

Окончательно устанавливаем передаточное число, используя формулу (4)

Определив i2 уточняем из формулы (1) значение максимально допустимой частоты вращения якоря ТЭД

Учитывая, что КМБ имеет габаритные ограничения, следует проверить возможность размещения в нижней части габарита подвижного состава (ПС) ведомого зубчатого колеса с кожухом по формуле

                                        (5)

где С – расстояние от торца зубьев ведомого колеса до нижней поверхности кожуха, С=21 мм [1];

d2 – диаметр делительной окружности ведомого колеса, мм

                                                  (6)

Т.о. условие, D ≥ 120÷130 , выполняется, поэтому оставляем количество зубьев z2 прежним.

1.2 Расчет электромеханических и электротяговых характеристик

колесо-моторного блока

Находим длительную мощность генератора по формуле

                                            (7)

где Ne – эффективная мощность дизеля, Ne =2300 кВт (по заданию);

ηг – КПД генератора, ηг=0,96 [1];

βвсп – коэффициент учитывающий затраты мощности на вспомогательные нужды

                                         (8)

где SNвсп – мощность, затрачиваемая на привод вспомогательных агрегатов, SNвсп = 0,1Ne кВт [1].

Определим длительные параметры тягового генератора по формуле

                                              (9)

где Uгmax – максимальное напряжение генератора, Uгmax =950В [1];

 – относительное значение максимального напряжения, В.

Для определения  находим относительные значения максимальной скорости движения тепловоза, при которой используется полная мощность дизеля

                                             (10)

где Vmax – максимальная скорость движения, равная конструкционной, км/ч;

         V¥ – длительная скорость, V¥ =29 км/ч (по заданию).

По универсальной характеристике ТЭД [1, рисунок 2] определяем для значения , значение , 1,4.Зная  определим по универсальной характеристике генератора [1, рисунок 1] значение ,

Длительный ток генератора определяем по формуле

                                           (1311)

,

 

Определяем длительную мощность ТЭД.

                                              (1412)

где К – количество ТЭД, К=6;

,

Длительная сила тяги одного КМБ

                                       (1513)

где hg – КПД электродвигателя при длительном режиме, hg = 0,915 [1].

Длительный вращающий момент ТЭД

                                         (14)16)

где hзп – КПД зубчатой передачи тягового редуктора, hзп=0,975 [1].

,Длительная частота вращения ТЭД

                                        (1715)

,

 

Длительное значение тока нагрузки ТЭД при параллельном соединении

                                               (1816)

,

Расчет электротяговых характеристик КМБ тепловоза сведем в таблицу 1.

Значения силы тяги КМБ определяем из выражения

,                                     (1917)

Скорость движения тепловоза, определяем по формуле

,                                   (2018)

Таблица 1 – Расчетные значения электромеханических и электротяговых характеристик

Ig

ПП (α=1)

ОП1 (α=0,6)

ОП2 (α=0,38)

Ig, A

Mg, кН·м

ng, об/мин

Fg, кН

Vg, км/ч

Ig, A

Mg, кН·м

ng, об/мин

Fg, кН

Vg, км/ч

Ig, A

Mg, кН·м

ng, об/мин

Fg, кН

Vg, км/ч

0,64

348

2,8

1024

22,0

48,0

348

2,0

1404

16,1

65,8

348

1,3

2152

10,4

100,9

0,71

386

3,2

913

24,8

42,8

386

2,4

1214

18,8

56,9

386

1,6

1821

12,5

85,3

0,8

435

3,6

803

28,6

37,6

435

2,7

1079

21,4

50,6

435

1,9

1533

15,0

71,8

1

544

4,8

613

37,6

28,7

544

3,6

822

28,2

38,5

544

2,8

1054

21,8

49,4

1,2

653

6,0

484

47,4

22,7

653

4,8

613

37,6

28,7

653

3,6

808

28,4

37,9

1,4

762

7,5

386

59,1

18,1

762

6,0

493

46,6

23,1

762

4,8

613

37,6

28,7

1,6

870

8,9

325

69,6

15,2

870

7,0

417

54,9

19,5

870

5,8

502

45,7

23,5

 

По результаты расчета на рисунке 1 построены электротяговые характеристики КБМ тепловоза.

1.3 Расчет тяговой характеристики тепловоза

 

Режим работы тяговых электродвигателей

 

ПП (a=100%)

ОП1 (a1=60%)

ОП2 (a2=25%)

 

Iд

Mд

nд

Fд

uд

Iд

Mд

nд

Fд

uд

Iд

Mд

nд

Fд

uд

 

А

кН·м

об/мин

кН

км/ч

А

кН·м

об/мин

кН

км/ч

А

кН·м

об/мин

кН

км/ч

 

125

2

644

16.4

24.8

125

1

877

11.9

33.8

125

0.31

1789

2.98

69

 

167

3

465

23.8

17.9

167

2

626

17.9

24.1

167

0.78

1324

7.45

51

 

208

3

358

31.3

13.8

208

3

483

23.8

18.6

208

1.25

858.7

11.9

33.1

 

250

4

268

40.2

10.3

250

3

376

29.8

14.5

250

1.72

626.2

16.4

24.1

 

291

5

233

49.2

8.97

291

4

286

38.7

11

291

2.35

483

22.3

18.6

333

6

197

59.6

7.59

333

5

250

47.7

9.66

333

2.97

375.7

28.3

14.5

 

 

 

    1.3 Расчет тяговой характеристики тепловоза

Суммарное значение касательной силы тяги тепловоза определяется с учетом числа ТЭД, создающих тяговое усилие тепловоза

                                               (2119)

29,8178,8Для определения скорости перехода с ПП на ОП1 и ОП2 следует воспользоваться соотношением

                                   (2220)

где  – скорость перехода тепловоза-образца, ,

, ,  [2];

,  – передаточные числа, соответственно тепловоза-образца и проектного тепловоза,  [2].

(23)

.                                                                                                                                      (24)

Расчет тяговой характеристики проектного тепловоза сведем в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты расчета тяговой характеристики и

ПП (α=1)

ОП1 (α=0,6)

ОП2 (α=0,38)

Ig, A

Fg, кН

Vg, км/ч

К

Fк, кН

Ig, A

Fg, кН

Vg, км/ч

К

Fк, кН

Ig, A

Fg, кН

Vg, км/ч

К

Fк, кН

348

22,0

48,0

6

132,0

348

16,1

65,8

6

96,4

348

10,4

100,9

6

62,3

386

24,8

42,8

149,0

386

18,8

56,9

112,9

386

12,5

85,3

75,2

435

28,6

37,6

171,5

435

21,4

50,6

128,7

435

15,0

71,8

90,3

544

37,6

28,7

225,7

544

28,2

38,5

169,3

544

21,8

49,4

130,9

653

47,4

22,7

284,4

653

37,6

28,7

225,7

653

28,4

37,9

170,4

762

59,1

18,1

354,4

762

46,6

23,1

279,9

762

37,6

28,7

225,7

870

69,6

15,2

417,6

870

54,9

19,5

329,5

870

45,7

23,5

274,2

Определим силу сцепления колес с рельсами

                                              (2521)

где Рсц – сцепной вес тепловоза, кН;

yк – расчетный коэффициент сцепления.

                                              (22)

где 2П – нагрузка на ось, 2П=225 кН.

                                       (23)

где V – скорость движения локомотива от 0 до 20 км/ч.

Результаты расчетов сводим в таблицу 3

Таблица 3 – Определение кривой ограничения по сцеплению

V

0

5

10

15

20

yк

0,300

0,272

0,251

0,236

0,223

Fсц

404,8

367,0

339,3

318,1

301,4

 

yк

Fсц, кН

0

0.3

353

5

0.27

320

10

0.25

296

15

0.24

277

По результатам расчетов приведенных в таблицах 2 и 3 на рисунке

Похожие материалы

Информация о работе