Міністерство Транспорту Російської Федерації
Далекосхідний державний університет шляхів сполучення
Кафедра «Тепловози та теплові двигуни»
Курсова робота
на тему:
Дослідження екіпажної частини тепловоза зразка 2ТЕ10Л
Виконав: Котов В.А.
Перевірив: Литвинчук В.В.
Хабаровськ
2009
ОПИС ТЕПЛОВОЗИ 2ТЕ10Л
У жовтні 1961 р . Луганський тепловозобудівний завод ім. Жовтневої революції побудував досвідчений двосекційний тепловоз 2ТЕ10Л, у якого на відміну від тепловозу 2ТЕ10 замість несучої конструкції застосовані кузова з рамою, тобто за типом вже освоєного заводом кузовів тепловозів ТЕ3. У тепловозів 2ТЕ10Л збережені однакові з тепловозами ТЕ3 відстані між шкворнями ( 8600 м ) І між осями автозчепів ( 16969 мм ) У кожної секції. Основними несучими елементами рами кузова тепловоза 2ТЕ10Л є дві хребтові балки № 45 і два обносних швелера № 16. Між собою балки з'єднані межрамном кріпленнями, а по кінцях литими стяжними ящиками. Кабіни машиніста встановлені на рамі кузова на гумових амортизаторах.
На тепловозі 2ТЕ10Л застосовані такі ж візки, дизель-генератор, компресор, як і на тепловозах ТЕ10 Харківського заводу. Встановлені на тепловозі тягові електродвигуни ЕД-104А відрізняються від електродвигунів ЕД-104 формою сердечника головного полюса і кількістю витків цих полюсів (19 витків замість 18).
Застосована дещо змінена система збудження головного генератора, при якій магнітний підсилювач (амплістат) включений не в ланцюг обмотки збудження головного генератора, а в ланцюг обмотки збудження збудника. Збудник У-600 постійного струму потужністю 15 до т. (150 в, 100 а, 1800 об / хв) спроектований і виготовлений Харківським заводом «Електроважмаш». Цей збудник має дві обмотки збудження - основну намагнічуються, живиться через амплістат, і додаткову розмагнічувальних. Остання живиться постійним струмом від допоміжного генератора. Така схема дозволила зменшити вагу і розміри магнітного підсилювача, випрямлячів, трансформаторів. У зв'язку з іншою системою збудження дещо змінені та електричні схеми тепловоза. Збудник У-600 разом з допоміжним генератором ВГТ-275/120 представляють двухмашинні агрегат А-708В, вага якого становить 400 кг . Крім того, на тепловозі встановлено однокорпусний агрегат А-705А, що складається з синхронного подвозбудітеля ГС-500 і тахогенератора ТГ-88/85.
На тепловозах застосований автоматичний пуск дизеля і паралельне з'єднання акумуляторних батарей обох секцій. Передбачена можливість переходу машиніста з кабіни в кабіну без зупинки дизеля.
Привід вентиляторів холодильників здійснено через гідравлічну муфту змінного наповнення, що дозволило полегшити введення автоматичного регулювання температури води і масла.
На тепловозі встановлені всережимний, непрямої дії регулятори потужності з гідравлічним сервомотором, гнучкою зворотним зв'язком і автоматичним регулюванням потужності.
1. ОСНОВНІ ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОВОЗИ
Таблиця 1.1
2. Поздовжні развеска ТЕПЛОВОЗИ
Метою розважування є вирівнювання навантажень між осями візків або колісних пар локомотива. Вона виконується на основі ваговій відомості локомотива і геометричні параметрів екіпажної частини. Для рівномірного розподілу навантаження між візками можна здійснити двома способами:
1. Зсув вузлів і агрегатів не більше ніж 0,3 м до недовантаженою візку.
2. Застосування баласту з боку, недовантаженою візки. Баласт розташовується, як правило, близько стяжних ящиків.
Перший спосіб краще для магістральних тепловозів, оскільки у них навантаження на вісь близька до граничної. Другий спосіб - для маневрових.
Таблиця 2.1-Вагова відомість і результати розрахунку параметрів надвізкову будови.
2.1 Визначення суми ваг
(2.1)
кН.
2.2 Визначення моментів
(2.2)
кНм.
кНм.
кНм.
кНм.
кНм.
кНм.
кНм.
кНм.
кНм.
кНм.
2.3 Визначення суми моментів
(2.3)
кН * м
2.4 Визначення центра ваги
(2.4)
м.
2.5 Визначення плеча А1 і А2
(2.5)
(2.6)
м.
м.
2.6 Визначення навантаження на передню та задню візки
(2.7)
кН.
кН.
2.6.1 Зсув вузлів системи
кНм.
2.7 Визначення центра ваги
м.
2.8 Визначення плеча А1 і А2
м.
м.
2.9 Визначення навантаження на передню та задню візки
кН.
кН.
2.10 безпружинних вага припадає на колісну пару
(2.8)
кН.
2.11 підресорена навантаження, що припадає на колісну пару
(2.9)
кН.
2.12 Статичне навантаження від колісної пари на рейку
(2.10)
кН.
2.13 Зчіпний вага однієї секції тепловоза
(2.11)
кН.
В умовах експлуатації згідно ТУ допускається нерівність навантажень на колісні пари при навантаженнях:
До 225кН - 3%
До 245кН - 2%
3.Расчет Тягова характеристика ТЕПЛОВОЗИ
3.1 Розрахунок дотичній потужності тепловоза
(3.1)
де - Ефективна потужність тепловоза.
= (0,93 ... 0,96) - ккд тягового генератора
= (0,98 ... 0,99) - ккд випрямної установки
= (0,85 ... 0,90) - ккд тягового електродвигуна
= (0,97 ... 0,98) - ккд осьового редуктора
= (0,08 ... 0,16) - коефіцієнт враховує відбір потужності від дизеля на привід допоміжних агрегатів.
кН.
3.2 Розрахунок дотичній сили тяги тепловоза
3.3 Розрахунок сили тяги по зчепленню
(3.2)
де - Коефіцієнт зчеплення.
(3.3)
Таблиця 3.1-Тягова характеристика тепловоза
Малюнок 3.1-Тягова характеристика тепловоза.
4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЯГОВОГО ПРИВОДУ
4.1 Визначення попереднього значення предаточного числа
(4.1)
де - Розрахункова сила тяги при швидкості тривалого режиму.
- Крутний момент в тривалому режимі на валу ТЕД.
(4.2)
де - Потужність одного Тед в тривалому режимі
- Частота обертання якоря Тед в тривалому режимі, .
(4.3)
де - Максимально допустима частота обертання вала за умовами міцності, .
,
,
4.2 Визначення остаточного розрахункового значення предаточного числа осьового редуктора, діаметра зубчастого колеса і шестерні
(4.4)
де - Кількість зубів зубчастого колеса
- Кількість зубів шестерні
Попереднє значення числа зубів зубчастого колеса і шестерні
, (4.5)
де m = 10 мм - Модуль зубчастого зачеплення, мм;
А - довжина централі, мм. При опорно - осьовому підвішуванні колісно - моторних блоків, А = 466 ... 470 мм.
;
, Шт
, Шт
Діаметр ділильного кола шестерні та зубчастого колеса, мм.
(4.6)
(4.7)
4.3 Визначення розрахункових частот обертання
Розрахункова частота обертання вала електродвигуна при конструкційної швидкості,
(4.8)
Розрахункова частота обертання вала електродвигуна в тривалому режимі,
(4.9)
Розрахункова частота обертання колісної пари при конструкційної швидкості,
(4.10)
Розрахункова частота обертання колісної пари в тривалому режимі,
(4.11)
,
,
,
,
5. ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА исспользование ЗЧІПНИХ МАСИ
5.1 Результуюча навантаження на колісну пару, кН
, (5.1)
де - Зміна навантаження від роботи ТЕД, кН;
- Зміна навантаження від дії сили тяги, кН,
5.2 Зміна навантаження від роботи ТЕД, кН
(5.2)
де - Відстань між віссю обертання колісної пари і підвіскою ТЕД до рами візка, м.
(5.3)
5.3 Зміна навантаження від дії сили тяги, кН
(5.4)
де - Висота автозчеплення над рівнем головки рейки, м.
Таблиця 5.1-Результати розрахунку зміни навантаження.
5.4 Коефіцієнт використання зчіпний маси
,
Де - Найменше з значень, вибирається з таблиці 5.1, кН.
, М
, КН
, КН
6 ГЕОМЕТРИЧНІ Вписування тепловози в КРИВИЙ ДІЛЯНКА ШЛЯХИ
6.1 Розрахунок гілок параболи
(6.1)
де = 0,01 - Масштаб по осі ОХ.
= 1 - Масштаб поперечних зазорів.
- Радіус кривої, мм.
(6.2)
де - Зазор між гребенями колісних пар і голівками рейок в умовах експлуатації, мм.
- Додаткове розширення рейкової колії в кривих ділянках шляху, мм.
x - поточне значення, яким задаються.
Таблиця 6.1 - Результати розрахунку парабол.
, Мм (6.3)
, Мм
6.2 Кут повороту передньої візки
(6.4)
6.3 Кут повороту заднього візка
(6.5)
6.4 Необхідний розбіг середньої осі передньої візки
(6.6)
6.5 Необхідний розбіг середньої осі заднього візка
(6.7)
6.6 Відхилення поздовжньої осі тепловоза від осі колії
(6.8)
6.7 Кут повороту передньої візки щодо поздовжньої осі тепловоза з збільшеним межшкворневим відстанню
(6.4)
6.8 Кут повороту заднього візка щодо поздовжньої осі тепловоза
(6.5)
6.9 Необхідний розбіг середньої осі передньої візки
(6.6)
6.10 Необхідний розбіг середньої осі заднього візка
(6.7)
6.11 Відхилення поздовжньої осі тепловоза від осі колії
(6.8)
Список літератури:
1. Кононов В.Є. Довідник машиніста тепловоза / В.Є. Кононов, А.В. Скаліна. - М.: Транспорт, 1993. - 256 с.
2. Тепловоз 2ТЕ10Л / В.Р. Степанов, В.А. Береза, В.Є. Верхогляд та ін 2 - ге вид. перераб. і доп. - М.: Транспорт, 1974. - 320 с.
3. Дослідження екіпажної частини локомотива: Методичні вказівки на виконання курсової роботи. - Хабаровськ, ДВГУПС, 2009. - 24 с.: Іл.
Далекосхідний державний університет шляхів сполучення
Кафедра «Тепловози та теплові двигуни»
Курсова робота
на тему:
Дослідження екіпажної частини тепловоза зразка 2ТЕ10Л
Виконав: Котов В.А.
Перевірив: Литвинчук В.В.
Хабаровськ
2009
ОПИС ТЕПЛОВОЗИ 2ТЕ10Л
У жовтні
На тепловозі 2ТЕ10Л застосовані такі ж візки, дизель-генератор, компресор, як і на тепловозах ТЕ10 Харківського заводу. Встановлені на тепловозі тягові електродвигуни ЕД-104А відрізняються від електродвигунів ЕД-104 формою сердечника головного полюса і кількістю витків цих полюсів (19 витків замість 18).
Застосована дещо змінена система збудження головного генератора, при якій магнітний підсилювач (амплістат) включений не в ланцюг обмотки збудження головного генератора, а в ланцюг обмотки збудження збудника. Збудник У-600 постійного струму потужністю 15 до т. (150 в, 100 а, 1800 об / хв) спроектований і виготовлений Харківським заводом «Електроважмаш». Цей збудник має дві обмотки збудження - основну намагнічуються, живиться через амплістат, і додаткову розмагнічувальних. Остання живиться постійним струмом від допоміжного генератора. Така схема дозволила зменшити вагу і розміри магнітного підсилювача, випрямлячів, трансформаторів. У зв'язку з іншою системою збудження дещо змінені та електричні схеми тепловоза. Збудник У-600 разом з допоміжним генератором ВГТ-275/120 представляють двухмашинні агрегат А-708В, вага якого становить
На тепловозах застосований автоматичний пуск дизеля і паралельне з'єднання акумуляторних батарей обох секцій. Передбачена можливість переходу машиніста з кабіни в кабіну без зупинки дизеля.
Привід вентиляторів холодильників здійснено через гідравлічну муфту змінного наповнення, що дозволило полегшити введення автоматичного регулювання температури води і масла.
На тепловозі встановлені всережимний, непрямої дії регулятори потужності з гідравлічним сервомотором, гнучкою зворотним зв'язком і автоматичним регулюванням потужності.
1. ОСНОВНІ ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОВОЗИ
Таблиця 1.1
n / n | Назва характеристики | Позначення і розмірність | Числове значення |
1 | Рід служби тепловоза | - | Вантажний |
2 | Потужність по дизелю | Ne, кВт. | 2208 |
3 | Конструктивна швидкість | Uкон, км / ч. | 100 |
4 | Швидкість тривалого режиму | Uр, км / ч. | 24 |
5 | Сила тяги на ободах коліс в тривалому режимі | Fкр, кН. | 255 |
6 | Дотична потужність в тривалому режимі | Nk, кВт. | 1700 |
7 | Потужність тягового елекродвігателя в тривалому режимі | Р Тед, кВт. | 290,6 |
8 | Службова маса | mсл, т. | 130,3 |
9 | Осьова характеристика | _ | 3о-3о |
10 | Найменший радіус прохідних кривих | Rmin, м. | 125 |
11 | Навантаження від колісної пари на рейку | ПСТ, кН. | 212,877 |
12 | Діаметр коліс по колу катання | Дк, м. | 1,05 |
13 | Довжина по осях автозчеплень | Lл, м. | 16,969 |
14 | Колісна база локомотива | Lк, м. | 12,8 |
15 | Межшкворневое відстань | Lш, м. | 8,6 |
16 | База візка | в т, м. | 4,2 |
17 | Відстань між першим і другим колісною парою | в 1,2, м. | 2,1 |
18 | Зсув шкворня по відношенню до середньої або другою колісній парі візки | l ш, м. | 0 |
19 | Поперечне переміщення шкворня кузова | Δш, м. | 0 |
20 | Статичний прогин ресорного провешивания | fст1, м. | 0,075 |
21 | Передаточне число осьового редуктора | iор | 4,53 |
2. Поздовжні развеска ТЕПЛОВОЗИ
Метою розважування є вирівнювання навантажень між осями візків або колісних пар локомотива. Вона виконується на основі ваговій відомості локомотива і геометричні параметрів екіпажної частини. Для рівномірного розподілу навантаження між візками можна здійснити двома способами:
1. Зсув вузлів і агрегатів не більше ніж 0,3 м до недовантаженою візку.
2. Застосування баласту з боку, недовантаженою візки. Баласт розташовується, як правило, близько стяжних ящиків.
Перший спосіб краще для магістральних тепловозів, оскільки у них навантаження на вісь близька до граничної. Другий спосіб - для маневрових.
Таблиця 2.1-Вагова відомість і результати розрахунку параметрів надвізкову будови.
№ Групи вузлів | Найменування групи вузлів | Вага Pί, кН. | Плече lί, м. | Момент Мί, кН * м. |
1 | Дизель-генераторна група | 297,34 | 7,5 | 2230,05 |
2 | Паливна і масляна система | 31,99 | 9,5 | 313,502 |
3 | Система охолодження та обігріву | 47,14 | 12,2 | 589,25 |
4 | Рама тепловоза | 141,06 | 8,3 | 1213,116 |
5 | Гальмівне обладнання та пневмоавтоматика, пісочна система | 22,19 | 7,4 | 170,863 |
6 | Кузов та його обладнання | 99,99 | 9,0 | 919,908 |
7 | Електрообладнання | 50,96 | 6,5 | 331,24 |
8 | Силові та допоміжні механізми | 37,29 | 9,1 | 346,797 |
9 | Допоміжне обладнання | 17,70 | 7,8 | 143,37 |
10 | Обслуговуючий вага | 79,0 | 10,4 | 821,6 |
11 | Надвізкову будова | 824,66 | 8,585 | 7079,696 |
12 | Неподрессорний вага тепловоза | 258,90 | - | - |
13 | Відстань від умовної осі моментів до осі другої колісної пари візка | - | а0 = | - |
14 | Візки | 235,90 | - | - |
2.2 Визначення моментів
2.3 Визначення суми моментів
2.4 Визначення центра ваги
2.5 Визначення плеча А1 і А2
2.6 Визначення навантаження на передню та задню візки
2.6.1 Зсув вузлів системи
2.7 Визначення центра ваги
2.8 Визначення плеча А1 і А2
2.9 Визначення навантаження на передню та задню візки
2.10 безпружинних вага припадає на колісну пару
2.11 підресорена навантаження, що припадає на колісну пару
2.12 Статичне навантаження від колісної пари на рейку
2.13 Зчіпний вага однієї секції тепловоза
В умовах експлуатації згідно ТУ допускається нерівність навантажень на колісні пари при навантаженнях:
До 225кН - 3%
До 245кН - 2%
3.Расчет Тягова характеристика ТЕПЛОВОЗИ
3.1 Розрахунок дотичній потужності тепловоза
де
3.2 Розрахунок дотичній сили тяги тепловоза
3.3 Розрахунок сили тяги по зчепленню
де
Таблиця 3.1-Тягова характеристика тепловоза
U, км \ год | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | ||||||||||||||||||||||||||
Fk, кН | 1172,6 | 586,28 | 293,1 | 195,43 | 146,57 | 117,26 | 97,71 | 83,75 | 73,29 | 65,14 | 58,63 | ||||||||||||||||||||||||||
ψсц | 0,272 | 0,251 | 0,223 | 0,205 | 0,192 | 0,183 | 0,175 | 0,169 | 0,165 | 0,161 | 0,157 | ||||||||||||||||||||||||||
Fксц | 352,44 | 325,84 | 289,5 | 265,72 | 249,02 | 236,63 | 227,07 | 219,47 | 213,28 | 208,15 | 203,82 | ||||||||||||||||||||||||||
Малюнок 3.1-Тягова характеристика тепловоза.
4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЯГОВОГО ПРИВОДУ
4.1 Визначення попереднього значення предаточного числа
де
де
де
4.2 Визначення остаточного розрахункового значення предаточного числа осьового редуктора, діаметра зубчастого колеса і шестерні
де
Попереднє значення числа зубів зубчастого колеса і шестерні
де m =
А - довжина централі, мм. При опорно - осьовому підвішуванні колісно - моторних блоків, А = 466 ... 470 мм.
Діаметр ділильного кола шестерні та зубчастого колеса, мм.
4.3 Визначення розрахункових частот обертання
Розрахункова частота обертання вала електродвигуна при конструкційної швидкості,
Розрахункова частота обертання вала електродвигуна в тривалому режимі,
Розрахункова частота обертання колісної пари при конструкційної швидкості,
Розрахункова частота обертання колісної пари в тривалому режимі,
5. ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА исспользование ЗЧІПНИХ МАСИ
5.1 Результуюча навантаження на колісну пару, кН
де
5.2 Зміна навантаження від роботи ТЕД, кН
де
5.3 Зміна навантаження від дії сили тяги, кН
де
Таблиця 5.1-Результати розрахунку зміни навантаження.
№ кол. пари | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
216,08 | 216,08 | |||||||
-22,86 | -22,86 | 22,86 | -22,86 | -22,86 | 22,86 | |||
-4,971 | -4,971 | -4,971 | 4,971 | 4,971 | 4,971 | |||
188,25 | 188,25 | 233,97 | 198,19 | 198,19 | 243,91 | |||
Де
6 ГЕОМЕТРИЧНІ Вписування тепловози в КРИВИЙ ДІЛЯНКА ШЛЯХИ
6.1 Розрахунок гілок параболи
де
де
x - поточне значення, яким задаються.
Таблиця 6.1 - Результати розрахунку парабол.
X, мм. | ± 0 | ± 20 | ± 40 | ± 60 | ± 80 | ± 100 | ± 120 |
Y1, мм. | 0 | 11,1 | 44,4 | 100 | 177,8 | 277,8 | 400 |
Y2, мм. | 25 | 36,1 | 69,4 | 125 | 202,8 | 302,8 | 425 |
6.2 Кут повороту передньої візки
6.3 Кут повороту заднього візка
6.4 Необхідний розбіг середньої осі передньої візки
6.5 Необхідний розбіг середньої осі заднього візка
6.6 Відхилення поздовжньої осі тепловоза від осі колії
6.7 Кут повороту передньої візки щодо поздовжньої осі тепловоза з збільшеним межшкворневим відстанню
6.8 Кут повороту заднього візка щодо поздовжньої осі тепловоза
6.9 Необхідний розбіг середньої осі передньої візки
6.10 Необхідний розбіг середньої осі заднього візка
6.11 Відхилення поздовжньої осі тепловоза від осі колії
Список літератури:
1. Кононов В.Є. Довідник машиніста тепловоза / В.Є. Кононов, А.В. Скаліна. - М.: Транспорт, 1993. - 256 с.
2. Тепловоз 2ТЕ10Л / В.Р. Степанов, В.А. Береза, В.Є. Верхогляд та ін 2 - ге вид. перераб. і доп. - М.: Транспорт, 1974. - 320 с.
3. Дослідження екіпажної частини локомотива: Методичні вказівки на виконання курсової роботи. - Хабаровськ, ДВГУПС, 2009. - 24 с.: Іл.