Расчет технико-экономических показателей проектного тепловоза. Расчет параметров тягового редуктора. Расчет электромеханических и электротяговых характеристик колесно-моторного блока

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1. РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОЕКТНОГО ТЕПЛОВОЗА

1.1  Расчет параметров тягового редуктора

Крутящий момент с вала тягового электродвигателя на колесную пару передается через зубчатый одноступенчатый цилиндрический редуктор.

Основным параметром, оказывающим влияние на тяговые свойства колесно-моторного блока в целом, является передаточное число зубчатой передачи этого редуктора.

Окончательное значение передаточного числа устанавливается с учетом принятой длины централи А, которая показывает расстояние между осями ТЭД и колесной пары:

Длина централи принимаем равной 468, 8 мм.

Для тепловозных тяговых передач модуль зубчатого зацепления, представляющий собой отношение диаметра длительной окружности к числу зубьев шестерни, принимаем m = 10.

Число зубьев ведущей шестерни и ведомого зубчатого колеса z₁определяется из совместного решения двух уравнений:

Принимаем z₁=18, z₂=76

После уточнения чисел зубьев окончательно устанавливается передаточное число i₂.

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

1.2 Расчет электромеханических и электротяговых характеристик колесно-моторного блока (КМБ)

Электротяговыми характеристиками КМБ называют зависимости касательной силы тяги, развиваемой тяговым электродвигателем на ободе колеса, и скорости движения тепловоза от величины тока нагрузки: ,

Для расчета электротяговых характеристик используются величины передаточного отношения тягового редуктора и электромеханические характеристики тягового электродвигателя, которые представляют зависимости крутящего момента и частоты вращения якоря ЭТД от тока нагрузки: ,

Электромеханические характеристики тягового электродвигателя могут быть получены расчетным путем с использованием универсальных характеристик тяговых машин: генератора рис. 1 [1] и тягового электродвигателя рис. 2 [1].

Для построения внешней характеристики генератора, без которой нельзя построить электромеханические характеристики ТЭД, поступаем следующим образом.

Находим длительную мощность генератора

Коэффициент  определим из выражения

Приближенно затраты мощности на привод вспомогательных агрегатов  составляют 8-10 % от эффективной мощности, т.е.

Определяем длительные параметры тягового генератора

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

После определения  по универсальной характеристике ТЭД  рис.2 [1] для значения  по кривой , что полагая, что , для максимального значения ослабления магнитного поля (= 0,38) находим значение  при котором используется полная мощность дизеля. Для полученного значения по универсальной характеристике генератора рис. 1 [1] определим  .

Ha графике рис. 2 [1]  по кривой (для = 0,38) находим =0,57. По рис. 1 [1] для = 0,57 имеем .

Подставив полученное значение  в выражение (8), находим длительное значение напряжения генератора.

Длительный ток генератора

Действительную внешнюю характеристику генератора при известных длительных значениях  и  получим путем пересчета безразмерной универсальной характеристики рис. 1 [1].

Задаваясь значениями  –0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,4; 1,6 по рис.1 [1] определяем текущие значения  и  по формулам

Расчет сведём в таблицу 1.

Таблица 1

Определяем длительную мощность ТЭД.

Длительная сила тяги одного КМБ

Длительный вращающий момент ТЭД

Длительная частота вращения ТЭД

Длительное значение тока нагрузки ТЭД проектного тепловоза при параллельном соединении ТЭД

Электромеханические характеристики ТЭД тепловоза определяются из соотношений:

Значениями I_gследует задаваться: 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6. Для каждого значения I_gпо универсальным характеристикам