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

2 Расчет и построение технико-экономических характеристик тепловоза

2.1 Расчет параметров тягового редуктора

Передаточное число представляет собой отношение крутящего момента на ободе колеса к моменту на валу ТЭД, определяемое при длительном режиме работы колесно-моторного блока по формуле

;                                              (2.1)

где     n_gmax – максимально допустимая частота вращения якоря ТЭД, об/мин; n_gmax = 2200 об/мин;

D_к – диаметр колеса, м; D_к= 1,05 м;

– конструкционная скорость, км/ч;  =100 км/ч;

Окончательное значение передаточного числа устанавливается с учетом принятой длины централи

;                                                   (2.2)

где   А – длина централи, мм; А = 468,8 мм;

m – модуль зубчатого зацепления; m = 10;

z₁, z₂ – числа зубьев ведущей и ведомой шестерен.

Определим z₁,z₂ решая соответственно систему уравнений.

                                             ;                                                   (2.3)

Отсюда,

                                                      (2.4)

Принимаем  

Уточняем i₂

Уточняем n_gmax

                                                  (2.5)

           об ⁄мин.

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

                                                            (2.6)

где С – расстояние от торца зубьев ведомого колеса до нижней поверхности    кожуха, мм; С = 20 мм;

d₂ – диаметр делительной окружности ведомого колеса, мм;

                                                     (2.7)

 мм.

т.е. условие, D≥120÷130, выполняется, поэтому оставляем количество зубьев z₂  прежним.

2.2 Расчет электромеханических и электротяговых характеристик колесно-моторного блока

Длительная мощность генератора, кВт

                                                                    (2.8)

где N_е – эффективная мощность дизеля, кВт; N_е = 1470 кВт;

h_г¥ – КПД генератора при длительном режиме работы; h_г¥ = 0,96;

b_всп – коэффициент, учитывающий затраты мощности на вспомога-тельные нужды тепловоза;

                                           (2.9)

где åN_всп – мощность, затрачиваемая на привод вспомогательных агре-гатов кВт; принимается åN_всп =  0,1N_е  [*];

åN_всп = 0,1 × 1470 = 147 кВт,

Тогда

 кВт.

Напряжение тягового генератора при длительном режиме, В

                                                                              (2.10)

где U_гmax – максимальное напряжение генератора, В;  U_гmax= 570 В [*];

 – относительное значение максимального напряжения.

Для определения  необходимо найти относительное значение максимальной скорости движения тепловоза, при которой используется полная мощность дизеля.

                                                                            (2.11)

где – максимальная скорость движения тепловоза, км/ч;

= 100 км/ч;

 – длительная скорость, км/ч; = 20,9 км/ч;

На рисунке 2 [*] (для ) по кривой  n/n_¥  (для a = 0,38) находим  По рисунку 1 [*] (для ) определяем  = 1,6.

Длительный ток генератора, А

                                                                            (2.12)

 А.

Задаваясь значением  0,53; 0,6; 0,7; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; по рисунку 2 [*] определяем  текущие значения  U_г и  I_г, пользуясь следующими соотношениями

                                                                (2.13)

                                                                      (2.14)

где  – относительные значения напряжения и тока, берутся из рисунка 2 [*].

Длительная мощность тяговых электродвигателей (ТЭД), кВт

                                                                          (2.15)

где к – количество тяговых электродвигателей; к = 6.

Длительная сила тяги одного колесно-моторного блока (КМБ), кН

                                                                                        (2.16)

где h_д¥ – КПД электродвигателя при длительном режиме работы; принимаем  h_д¥ = 0,915 [*];

  кН.

Длительный вращающий момент ТЭД, кН·м

                                                                             (2.17)

где h_зп – КПД зубчатой передачи тягового редуктора; принимаем   

h_зп = 0,975 [*];

D_к – диаметр колеса, м; D_к  = 1,05 м;

i₂ – передаточное число зубчатой передачи тепловоза 2М62;i₂ = 4,41;

 кН×м.

Длительная частота вращения ТЭД, об/мин

                                                                 (2.18)

где  n_{д max} – максимально допустимая частота вращения якоря тягового электродвигателя, об ⁄мин; n_{д max}=2228,2 об ⁄мин;

 об/мин.

Длительное значение тока нагрузки ТЭД проектного тепловоза при параллельном соединении ТЭД, А

                                                            (2.19)

где n – число параллельных ветвей силовой цепи тепловоза;

 А.

Электромеханические характеристики ТЭД тепловоза 2М62 определяем