![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Фгб оу впо
- •Содержание
- •1.Определение основных параметров тепловоза
- •Выбор конструкции экипажной части тепловоза
- •Выбор оборудования и его компоновка на тепловозе
- •3.2 Компоновка оборудования на тепловозе
- •3.3 Развеска оборудования локомотива
- •Определение тяговой характеристики тепловоза
- •5. Определение веса (массы) состава грузового поезда с учетом ограничений по условиям эксплуатации
- •5.1. Определение расчетного веса (массы) состава грузового поезда.
- •5.2. Уточнение веса поезда в соответствии с числом вагонов
- •5.3. Проверка по длине приемо-отправочных путей станции
- •5.4. Определение максимальной крутизны подъема imax, на котором возможно трогание с места поезда уточненного веса q после остановки
- •6. Определение сопротивления движению поезда
- •Определение средней скорости движения и времени хода поезда по участку
- •7.1. Определение средней скорости движения поезда по участку
- •7.2. Определение времени хода поезда по участку
- •Примерные темы уирс
- •Список рекомендуемой литературы
- •Система
- •150048, Московский пр. Д. 151. Типография Ярославского техникума – филиала миит
3.2 Компоновка оборудования на тепловозе
Предварительная компоновка состоит в том, что после выбора и определения основных габаритных размеров дизеля, тяговой передачи, вспомогательных механизмов все эти узлы и оборудование увязывают между собой. Окончательная задача компоновки - рациональное размещение оборудования внутри кузова и подкузовных частей тепловоза, чтобы обеспечить примерное равенство нагрузок на тележки или колесные пары нетележечного проектируемого тепловоза.
Отметим основные закономерности и требования, которые обычно выполняются при проектировании тепловозов:
- наиболее тяжелые узлы (дизель-генератор) размещают в средней части главной рамы тепловоза, чем предопределяется примерно равномерное нагружение тележек локомотива:
- шахту холодильника с главными вентиляторами охлаждения размещают в задней части кузова магистрального тепловоза; расположение главных вентиляторов охлаждения может быть в элементах крыши при их электрическом или гидростатическом приводе (тепловозы ТЭП60, ТЭП70, 2ТЭ116, 2ТЭ121) или на главной раме при механическом и гидромеханическом приводе (ТЭ3, ТЭМ2, 2ТЭ10 (всех модификаций), ТЭМ7, 2М62У, ТГМ6, ТГМ4 и др.)
- высоковольтная камера (и выпрямительная установка) размещается рядом с кабиной машиниста; для односекционных магистральных тепловозов с двумя кабинами передней кабиной (частью) является та, рядом с которой установлена высоковольтная камера;
- топливный бак размещают между тележек в средней части главной рамы. В боковые ниши топливного бака устанавливают аккумуляторную батарею;
- вспомогательные электрические машины (стартер-генератор, возбудитель, вспомогательный генератор) на многих сериях магистральных тепловозов (например, 2М62У, ТЭП60, ТЭП70, ТЭП70БС, 2ТЭ116) устанавливают сверху на корпусе статора тягового генератора, чем обеспечивается более свободный доступ локомотивной бригаде и ремонтного персонала при обслуживании и ремонте этих электрических машин, при этом упрощается компоновочная схема вспомогательного оборудования тепловоза.
3.3 Развеска оборудования локомотива
Развеска позволяет определить положение центра тяжести верхнего (надтележечного) строения локомотива и распределение нагрузок по его тележкам и (или) колесным парам.
При выполнении развески проектируемого тепловоза можно ограничиться выбором наиболее крупных по весогабаритным характеристикам узлов, составляющих верхнее строение локомотива. К числу таких узлов относятся: дизель, тяговый генератор и выпрямительная установка (или гидродинамическая передача), кузов с кабинами машиниста, главная рама и вспомогательные механизмы, перечисленные в разделе 3.1.
При определении весогабаритных характеристик основных узлов и оборудования следует ориентироваться на аналогичные параметры тепловоза-прототипа.
В таблице 1 приведены весовые характеристики основных узлов и оборудования основных серий отечественных магистральных и маневровых локомотивов.
Для выполнения развески используется схема (эскиз) первоначального расположения узлов и оборудования, т.е. ранее выполненная компоновка (см. рис.5 ).
Может быть рекомендована следующая последовательность выполнения развески проектируемого тепловоза:
- вес каждого i-го узла представляется в виде вектора силы тяжести приложенного в его центре тяжести и обозначается Gi;
- ось моментов Z (см. рис. 5) совмещается с осью передней автосцепки тепловоза; ось Х – с головками рельсов колеи;
- на схеме компоновки отмечаются расстояния от векторов сил тяжести узлов Gi до оси моментов Z и обозначаются li ; желательно, чтобы, например, величине G5 соответствовало расстояние l5 и т.д.;
-составляется
весовая ведомость тепловоза, которую
желательно представить в табличной
форме, аналогичной таблице 2, с помощью
которой определяются вес верхнего
строения тепловоза
i
и суммарный
момент сил тяжести
i
;
Рис.
5 Схема расположения основных узлов на
магистральном тепловозе
Таблица
1 Весовые
характеристики основных узлов и
оборудования основных серий отечественных
магистральных и маневровых локомотивов
- определяется координата Хцт центра тяжести верхнего строения тепловоза по следующей формуле, м:
(12)
где
i
- суммарный
момент сил тяжести узлов и оборудования,
входящих в верхнее строение тепловоза,
кН
:
где
– вес верхнего строения тепловоза, кН;
li - плечо приложения силы тяжести i-ого узла относительно оси моментов Z;
n - количество узлов и оборудования, составляющих вер нее строение локомотива.
Как отмечалось
ранее, основная задача развески тепловоза
- обеспечить более или менее равномерное
распределение нагрузок на колесные
пары (и тележки!) локомотива. В практике
проектирования тепловозов принят допуск
на неравномерность распределения
нагрузок по колесным парам тележки
равный
%.
Для определения
нагрузок на тележки используют уравнения
статики. Раму тепловоза представляют
в виде балки, расположенной на двух
мнимых опорах (центры шкворней). Нагрузки
на тележки заменяют реакциями РА
и РБ
мнимых опор
(рис.6). На схеме также указываются
геометрическая середина тепловоза (
LТ/2)
и координата Хцт
центра тяжести
i
верхнего
строения тепловоза, а также вектор силы
тяжести
I.
Для нахождения двух неизвестных величин
РА
и РБ
составляют
два уравнения статики: уравнение проекций
всех сил на вертикаль Z
(ось ординат) и уравнение моментов этих
сил относительно оси Z.
Таблица 2
Весовая ведомость проектируемого тепловоза
№ п/п |
Наименование узла или оборудования |
Вес Gi, кН |
Плечо li, м |
Момент Мi, кН·м |
Примечание |
1. . . . . . . . . n |
Дизель-генератор |
|
|
|
|
|
Итого: |
|
|
|
|
В соответствии со схемой сил, показанной на рис.6 , уравнение проекций всех сил на вертикальную ось ординат Z будет иметь вид:
РА
+ РБ -
=0.
(14)
Уравнение моментов этих сил относительно точки «о» (см. рис.6 ):
РА
+ РБ
-
=0
,(15)
где РА,
РБ
– реакции в мнимых опорах тележек,
вызванные действием силы тяжести (веса)
i
верхнего строения тепловоза, кН;
lA,lБ - расстояния от оси моментов Z до мнимых опор А первой (по ходу) и Б второй тележек, м.
Из рис.6 также следует, что
lб = lA + lБ, ( 16)
где lб – база проектного тепловоза, м.
Совместным решением уравнений (14) и (15) находятся значения реакций РА и РБ в мнимых опорах тележек.
По нормам,
применяемых при проектировании
тепловозов, неравномерность распределения
нагрузок
по колесным парам разных тележек не
должна превышать величины
.
При этом принимается, что колесные пары
одной тележки имеют одинаковое нагружение.
Рис.
6. Схема для определения неравномерности
распределения нагрузок по тележкам
локомотива
В этом случае
величина
может быть определена из следующего
выражения, кН:
=
, (17)
где 2П1 – нагрузка от каждой из колесных пар первой (по ходу) тележки, кН:
, (18)
где GТ –вес тележки тепловоза, кН;
nТ – количество осей в тележке, кН;
2П2 – нагрузка от каждой из колесных пар второй тележки, кН:
.
(19)
2П - нагрузка от колесной пары на рельсы при равномерном распределении нагрузок по колесным парам тепловоза (случай идеальной компоновки, когда Хцт=LТ/2), кН:
,
(20)
где Рсц- сцепной вес локомотива, кН;
no- число сцепных осей локомотива.
Несовпадение
центра тяжести Хцт
и
геометрического центра тяжести верхнего
строения тепловоза
можно определить из выражения, мм:
=
.
(21)
Если неравномерность
распределения нагрузок
,
определенная по формуле (10), превышает
нормативную величину
(3%), компоновку проектируемого тепловоза
надо изменить. В этом случае целесообразно
передвинуть наиболее тяжелые узлы,
например, дизель-генератор в сторону
геометрического центра верхнего строения
тепловоза и тем самым уменьшить величину
.
Вновь составляется весовая ведомость
и определяется координата Хцт
центра тяжести проектируемого тепловоза.