ЗАДАНИЕ

по выполнению курсовой работы «Подвижной состав железных дорог»

Студент Лубсанова Б.П Группа ПСЖ1-11-1 Вариант №

ДАНО:

1. Эффективная мощность силовой установки локомотива

Ne, кВт: 2940

2. Число секций: 2

3. Допустимая статическая нагрузка на рельсы 2П, кН: 240кН

4. Тип передачи: электрическая переменно-постоянного тока

5. Минимальный радиус проходимой кривой, м: 125 м

6.Индивидуальное задание: Современные виды тепловозов

НЕОБХОДИМО рассчитать или выбрать:

1. Сцепной вес, кН.

2. Служебный вес, кН.

3. Основные габаритные размеры экипажа, тип и диаметр колесных пар.

4. Составить принципиальную и структурную схему экипажа.

5. Выбрать основное оборудование машинного отделения, разместить его и выполнить развеску на локомотиве.

6. Построить тяговую характеристику тепловоза.

7.Выполнить индивидуальное задание.

Задание выдал: Гордеева А.А

Задание получил: студент группы ПСЖ1-11-1 Лубсанов Б.П

Зав. кафедрой Ю. В. Фёдоров

Содержание

1. Введение…………………………………………………………………….3

2. Определение и выбор основных параметров локомотива …………….6-10

3. Выбор оборудования экипажа……………………………………………11-19

4. Выбор компоновка и развеска оборудования локомотива……………20-23

5. Определение тяговой характеристики тепловоза……………………….24-26

6. Индивидуальное задание………………………………………………...27-35

7. Список литературы……………………………………………………….36

Введение

Коломенский тепловозостроительный завод с 1959 г. разрабатывает конструкции магистральных пассажирских тепловозов и газотурбовозов. В 1960г. заводом был построен пассажирский тепловоз ТЭП60 мощностью по дизелю 3000 л. с. с конструкционной скоростью 160 км/ч. Проведенные в 1961 г. испытания со скоростью движения до 193 км/ч показали хорошие динамические характеристики первого отечественного пассажирского тепловоза. Однако, увеличение веса и скорости пассажирских поездов в 1970-е годы XX века требовало применения на некоторых линиях более мощных, чем ТЭП60 тепловозов. На Приволжской и Октябрьской дорогах стали применять тепловозы 2ТЭП60. Но применение двухсекционных тепловозов вызывало и двукратное увеличение расходов. Требовалось создание тепловоза, имеющего мощность большую, чем ТЭП60, но без значительного увеличения веса тепловоза.

Задачу проектирования тепловоза, отвечающего таким требованиям, выполнила группа конструкторов Коломенского тепловозостроительного завода под руководством Ю. В. Хлебникова.

Первый тепловоз по новому проекту был построен в июне 1973 года. Тепловоз получил обозначение ТЭП70-0001. В 1974—1975 годах были построены тепловозы 0002, 0003, 0004, в 1977—1978 годах 0005, 0006, 0007. Опытные тепловозы ТЭП70 стали поступать в депо Орша Белорусской железной дороги для эксплуатационных испытаний. Тепловоз ТЭП70-0005 прошёл теплотехнические и динамические (по воздействию на путь) испытания.

Кузов тепловоза был изготовлен из низколегированной стали и алюминиевых сплавов. Кузов — несущий, ферменно-раскосного типа. Опирание кузова на тележки через две центральные маятниковые опоры с резиновыми амортизаторами и четырьмя боковыми цилиндрическими винтовыми пружинами. Тележки были выполнены аналогично тележкам тепловоза ТЭП60, но имели отличия ввиду того, что колёсные пары выполнены диаметром по кругу катания 1220 мм.

Опыт, полученный в результате испытаний, дал конструкторам Коломенского завода материал для внесения изменений в конструкцию тепловоза.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ВЫБОР ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛОКОМОТИВА

Исходные данные

Мощность 1100

Число секций: 2

Нагрузка 2П, кН: 200кН

Тип передачи: электрическая постоянного тока

Минимальный радиус кривой м: 110 м

1. Сцепной вес секции (Рсц)

Зависит от величины допустимой статической нагрузки от оси на рельсы и числа осей локомотива. Сцепной вес определяет тяговые возможности локомотива в режиме трогания с места и разгона. Для грузовых и маневровых тепловозов сцепной вес рекомендуется принимать максимально возможным исходя из значений (2П) путем подбора соответствующего или балластировки. У пассажирского тепловоза работающего со сравнительно легкими составами, обеспечение максимальной силы тяги при трогании с места не столь важно как для грузового или маневрового тепловоза. Более существенным для пассажирского тепловоза является минимальные динамические нагрузки в системе «экипаж путь» при высоких скоростях движения. Поэтому осевая нагрузка (2П) при определении Р_сц пассажирского тепловоза должна быть меньше по сравнению с осевой нагрузкой грузового тепловоза. В общем виде формула для расчета Р_сц локомотива выглядит следующим образом:

Р_сц=n_oc*а*(2П), кН

где n_oc- число сцепных осей локомотива;

а- коэффициент, учитывающий род службы локомотива (для грузового локомотива а=1).

Служебный вес секции локомотива Р_сл - это его полный вес с учетом веса локомотивной бригады, и двух третьих веса запаса топлива и песка. У локомотива, все оси которого являются ведущими:

Р_сц=Р_сл;

Р_сц=6*1*20=1200 кН;

2. Диаметр движущихся колес (Dк)

Является важнейшим размером, влияющим на конструкцию тележки, тяговые и динамические качества локомотива. При установлении диаметра колеса необходимо саблюдать условия прочности, поэтому по условиям прочности диаметр колеса определяется по формуле

D_к= 2П/(2р),мм

где 2П – статическая нагрузка от оси на рельс,кН;

(2р) – допустимая нагрузка, приходящаяся на 1мм диаметра колеса, кН/мм

Примечание:

для грузового и маневрового локомотива [2р] = 0,24÷0,27кН/мм, для пассажирского (2р)=0,2-0,23 кН/мм

в данном случае (2р)=0,23

Рассчитаем диаметр колеса

Д_к= 200/0,23=869,56 мм

Полученная расчетная величина Д_к унифицируется, то есть приводится к стандартным диаметрам бандажей новых колес. В соответствии с ГОСТ 254663-82 диаметры бандажей новых колес для тепловозов составляют 1050 и 1220 мм

3. Длина магистрального локомотива по осям автосцепок (L_л)

пропорциональна его мощности. Но длина секции ограничена по максимуму и минимуму. Длина секции не должна превышать ремонтных стойл депо. Минимальная длина секции ограничена прочностью путевых сооружений и определяется по формуле:

L_min=Р_сц/(q_n),м

где (q_n) – допустимая нагрузка на единицу длины пути (принимается (q_n)=88,5кН/м).

L_min= Р_сц/q_n=1200/88,5= 13,559м;

Предварительная оценка длины магистрального локомотива осуществляется с помощью следующих зависимостей: при при N_e равной до 1400 кВт

L_л=(14-0,0023*N_e), м

L_л=14-0,0023*1100=11,47 м.

4. Компоновка оборудования локомотива

характеризуется весьма насыщенным использованием рабочего пространства как внутри кузова, так и в районе ходовой части экипажа.

Указанное соображение характеризует уравнение габаритного баланса локомотива:

l_маш+l_охл+n_каб*l_каб= 2*l_тел+l_мт+2*l_св;

где l_маш, l_охл, l_каб, l_тел, l_мт, l_св – длины соответственно машинного отделения, охлаждающего устройства, кабины машиниста, тележки, межтележечного пространства и свесов рамы локомотива относительно наружных габаритов тележек, мм;

n_каб – число кабин машиниста.

Длина машинного отделения зависит от мощности и габаритов силовой установки

l_маш=(Ne*10^-3+8,5)/(0,76-0,74*Ne*10^-5)м

l_маш= (1100*10^-3+8,5)/ 0,76-0,74*1100*10^-5)= 17,77 м

Длина охлаждающего устройства l_охл=2,0 м.

Длина кабины машиниста с учетом норм техники безопасности и производственной санитарии l_каб= 2,0 м.

Длина тележки l_тел связана с общей длиной, мощностью и осевой формулой локомотива:

l_тел=(1,7÷1,9)*n_ост , м

где n_ост – количество осей в тележке.

l_тел=1,9*3= 5,7м.

Длина межтележечного пространства l_мт зависти от габарита топливного бака и массы помещенного в нем топлива:

l_мт=(0,5÷0,6)*Р_топ , м

где Р_топ – масса топлива в топливном баке,т.

l_мт=0,6*7=3,0м.

Длину свесов рамы локомотива l_св рекомендуется принимать равной 1,25 м.

При компоновке охлаждающего устройства по традиционной схеме его длина ориентировочно может быть оценена с помощью следующей зависимости:

l_охл= 5,6*10^-4*Ne+1,14, м

l_охл= 5,6*10^-4*1100+1,14=0,61м.

l_маш+l_охл+n_каб*l_каб= 2*l_тел+l_мт+2*l_св

17,77+2,0+2,0*2= 2*5,7+0,9+ 2*0,61

13,7 > 13,52

Ширина локомотива (В_л) назначается с учетом величины возможных поперечных перемещений кузова относительно тележки и тележки относительно оси пути ε, определяемой в соответствии с ГОСТ 9238 -83

В_л= 2(В₀ - ε), мм

где В₀ – половина размера ширины подвижного состава в соответствии с габаритом ,мм.

Ориентировочное значение ε принимаются в долях размера В₀ .

В_л= 2(1700-180)= 3040 мм.( ε= 180 мм, В₀ =3400/2=1700мм ).

Максимальная высота локомотива (Н_л) также принимается несколько меньше по сравнению с размером габарита Н₀.

Н_л = Н₀ – δ,

Значение δ рассчитываются, исходя из устройства и параметров рессорного подвешивания. В данной работе принимается в долях Н₀.

Н₀=5300

δ = (0,05÷0,06)* Н₀

δ =0,05*5300=265

Н_л =5300-265= 5035мм.