3. Выбор оборудования и его компоновка на тепловозе

3.1 Общие принципы выбора оборудования

В общем случае проектируемый тепловоз можно представить состоящим из четырех основных частей: дизеля, тяговой передачи, экипажа и вспомогательного оборудования.

Дизель - самый тяжелый по весу и наиболее крупный по габа­ритным размерам узел - обычно устанавливается на главную раму примерно посередине машинного отделения магистральных тепло­возов и в средней части главной рамы тепловозов капотного типа. Тем самым обеспечивается примерно равномерноенагружение те­лежек или колесных пар нетележечных тепловозов.

Вспомогательные механизмы тепловоза могут включать в себя следующее оборудование или машины (наиболее крупные узлы):

- тормозной компрессор с приводом,

- шахта холодильника с главным вентилятором охлаждения воды и масла дизеля;

- двухмашинный генератор (или стартер-генератор и вспомогатель­ный генератор);

- передний и задний распределительные редукторы;

- вентиляторы охлаждения ТЭД передней и задней тележек (или вентилятор централизованного воздухоснабжения ЦВС);

- высоковольтная камера;

- аккумуляторная батарея;

- топливный бак с 2/3 запасами топлива.

Вспомогательные механизмы в основном размещаются в ма­шинном отделении тепловоза. Топливный бак с запасом топлива и аккумуляторную батарею, установленную в боковые ниши топливно­го бака, размещают между тележками симметрично центра тяжести кузова тепловоза

2. Компоновка оборудования на тепловозе

Для определения весогабаритных характеристик основных узлов и оборудования следует ориентироваться на аналогичные параметры тепловоза прототипа. Для выполнения развески проектируемого тепловоза в курсовой работе достаточно выбрать 8-10 основных узлов, образующих верхнее строение тепловоза, и тележки с элементами тягового привода. Развеска позволяет определить положение центра тяжести верхнего строения тепловоза и распределение нагрузок по его тележкам и колёсным парам.

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.Таблица 3.1.

№	Наименование узла или оборудование	Вес Gi кН	Плечо li м	Момент Mi кН*м
1.	Дизель-генератор	289	9,175	2651,57
2.	Кабина машиниста(2)	47,6	3,164	150,6
3.	Тормозной компрессор	10,2	3,165	32,28
4.	Охлаждающее устройство	76,6	4,640	355,42
5	Топливный бак	57	9,500	541,5
6	Высоковольтная камера	35,4	14,770	522,85
7	АКБ	11,2	9,500	106,4
	Итого:	∑ Gi = 527		∑Mi = 4360,6

Таб. 3.1

Последовательность выполнения развески проектируемого тепловоза:

- вес каждого i-го узла представим в виде вектора силы тяжести приложенного в его центре тяжести и обозначим G_i;

- ось моментов z (см. рис. в Приложении) совмещаем с осью передней автосцепки тепловоза; ось х – с головками рельсов колеи;

- на схеме компоновки отмечаем расстояния от векторов сил тяжести узлов G_iдо оси моментов z и обозначаем l_i;

- составляем весовую ведомость тепловоза, которую представляем в табличной форме, с помощью которой определяем вес верхнего строения тепловоза Σ G_i и суммарный момент сил тяжести Σ М_i;

-определяем координату х_цт центра тяжести верхнего строения тепловоза пл следующей формуле

х_цт= Σ М_i/ Σ G_i, м ; х_цт=4360,6кНм/527кН=8,2м

где Σ М_i– суммарный момент сил тяжести узлов и оборудования, входящих в верхнее строение тепловоза, кН м

Σ М_i= Σ G_il_i, Н*м

где Σ G_i– вес верхнего строения тепловоза, кН;

l_i- плечо приложения силы тяжести i-го узла относительно оси моментов z;

n – количество узлов и оборудования, составляющих верхнее строение локомотива.

Для определения нагрузок на тележки используем уравнения статики. Раму тепловоза представляем в виде балки, расположенной на двух мнимых опорах. Нагрузки на тележки заменяют реакциями Р_А и Р_Б мнимых опор. Для нахождения двух неизвестных величин Р_А и Р_Б составляем уравнение статики: уравнение проекций всех сил а вертикаль z (ось ординат) и уравнение моментов этих сил относительно оси

Р_А + Р_Б - Σ G_i= 0,

Р_Аl_A+ Р_Б l_Б - Σ G_iх_цт= 0,

где Р_А, Р_Б – реакции в мнимых опорах тележек, вызванные действием силы тяжести (веса) Σ G_iверхнего строения тепловоза, кН;

l_A,l_Б – расстояние от оси моментов z до мнимых опор А первой (по ходу) тележки и Б второй тележки, м.

L_б = l_A+l_Б , м

где L_б – база проектного тепловоза, м.

Находим значения реакций в мнимых опорах тележек:

Р_А = 213,63 кН,

Р_Б = 313,36 кН.

Т.к ∆X=0.00093, значит, колесные пары одной тележки имеют одинаковое нагружение.