1. Определение сцепного веса секции

1.1 Сцепной вес секции тепловозаявляется одной из важнейших эксплуатационных характеристик локомотива, которая в основном определяет его тяговые возможности в режимах трогания с места и разгона с составом поезда.

Сцепным весом называется вес локомотива Р_сц, приходящийся на движущиеся колесные пары (сцепные оси), с помощью которых при взаимодействии с рельсами создается сила тяги. Для современных тепловозов, у которых все оси колесных пар являются сцепными, сцепной вес Р_сц равен служебному весу - весу конструкции локомотива с локомотивной бригадой, полным запасом воды и масла и двумя третями расходуемых материалов: топлива и песка.

где: а – коэффициент, учитывающий род службы локомотива, для пассажирских тепловозов он составляет а=0,85-0,9.

2П – допустимая статическая нагрузка от оси колесной пары на рельсы, КН;

n_ос= число сцепных осей секции, принимаем в соответствии с колесной формулой локомотива.

1.2. Определение диаметра движущих колес колес Дк определяется величиной допустимых контактных напряжений на единицу длины диаметра колеса, мм:

где: 2П – допустимая статическая нагрузка от оси колесной пары на рельсы, КН;

2р – допустимая удельная нагрузка на 1 мм длинны диаметра колеса, мм принимается для пассажирских локомотивов 2р=0,2-0,23 кН/мм.

Полученная расчетная величина Д_к унифицируется, т.е. приводится к стандартным диаметрам бандажей новых колес. В соответствии с ГОСТ 25463-82 диаметры новых колес для тепловозов составляют 1050 и 1220 мм.

Принимаем: Д_к=1050 мм.

Необходимо отметить, что диаметр движущих колес - важнейший тяговый и конструктивный параметр проектируемого локомотива. С одной стороны увеличение Д_к, как правило, может повысить тяговые качества локомотива, позволит снизить расходы топлива на движение самого тепловоза, т.к. уменьшаются силы сопротивления движению от трения качения и скольжения колес по рельсам, упрощается размещение элементов тягового привода и ряд других. С другой стороны увеличение величины Д_кнеизбежно приведет к росту динамических нагрузок в системе «колесо-рельс» из-за увеличения неподрессоренного веса ходовой части и увеличению высоты тележек и самого проектируемого локомотива и ряд других.

1.3 Определение длинны секции проектируемого тепловоза по осям автосцепок L_Т (пропорциональна эффективной мощности силовой установки N_е. Ее окончательная величина устанавливается в процессе компоновки оборудования проектируемого тепловоза.

рис.1.1

Длинна секции проектируемого тепловоза по осям автосцепок L_T (рис.1.1) пропорциональна эффективной мощности силовой установки N_e.

Предварительно величина L_T может быть определена с помощью следующих эмпирических зависимостей, мм

L_T=N_e•(10-0,0012•N_e)

При проектировании локомотива должно выполняться следующее условие: L_Tmin≤ L_T≤ L_Tmax,

где: L_Tmin – минимальная длинна секции тепловоза;

L_Tmax – максимальная длинна секции тепловоза.

Минимальная длинна секции тепловоза может быть определенна из следующего выражения:

,

где: q_n – предельно допустимая нагрузка на 1 метр пути, кН/м; для магистральных железных дорог можно принять q_n=73,5 кН/м.

Максимальная длинна секции тепловоза L_Tmax по осям автосцепок в соответствии с ГОСТ 25463-82 и техническими требованиями на магистральные тепловозы с мощностью энергетической установки 2500-3500 кВт в одной секции с электрической передачей устанавливается не более 22800 мм.

L_T = 2940•(10-0,0012•2940)=19027(мм)

15428(мм) ≤19027(мм) ≤22800(мм)

Возьмем длину тепловоза равной 19027 (мм).

1.4 Определение длинны базы секции тепловоза L_б это расстояние между шкворнями (центрами поворота тележек в кривых относительно оси рамы тепловоза) или геометрическими центрами тележек одной секции локомотива

Предварительно, база секции тепловоза может быть установлена из следующего выражения, мм

L_б = e • L_T,

Где: е – эмпирический коэффициент; принимается равным для тепловозов с трёхосными тележками и длинной до 20 м е = 0,5 - 0,52.

L_б = 0,5 • 19027 = 9513,5(мм)