7. Ширина и высота проектируемого электровоза

Максимальная ширина строительного очертания локомотива В_л ограничена габаритом подвижного состава 1-Т (ГОСТ 9238-83) и может быть принята равной:

В_л = 3400 мм

Высота строительного очертания электровоза Н_л определяется от уровня верха головки рельса. В соответствии с габаритом подвижного состава 1-Т максимальное значение величины Н_л составляет:

Н_л = 5300 мм

Лабораторная работа №4 Выбор оборудования и его компоновка на электровозе.

Цель работы: Ознакомиться с основными элементами оборудования электровоза ВЛ80с

Построение тяговой характеристики локомотива

1.Теоретическая часть.

При определении весогабаритных характеристик основных узлов и оборудования следует ориентироваться на аналогичные параметры электровоза

Для выполнения развески используется схема (эскиз) расположения узлов и оборудования (наглядный плакат).

Развеска позволяет определить положение центра тяжести верхнего строения электровоза и распределение нагрузок по его тележкам и колесным парам.

Таблица 3

Весогабаритные характеристики основных узлов и оборудования секции электровоза

№	Наименование узла или оборудование	Вес Gi кН	Плечо li м	Момент Mi кН*м
1.	Кабина машиниста	4	1,5	6
2.	Высоковольтная камера	29	3,2	92,8
3.	Выпрямительная установка	10	5,5	55
4.	Тяговый генератор	58,8	6,5	382,2
5.	Рама электровоза	77,1	9,4	724,74
6	Тяговый электродвигатель	62	6	386,3
7.	Электродвигатель компрессора	3	14,4	43,2
8.	Шахта холодильника	50	17,4	870
	Итого:	∑Gi=453,7		∑Mi=4262,68

Xцт = ∑Mi ÷ ∑Gi (8)

где ∑Mi - суммарный момент сил тяжести узлов и оборудования, входящих в верхнее строение тепловоза, кН_*м;

∑Gi - вес верхнего строения тепловоза, кН;

Xцт = 4262,68 ÷ 453,7 = 9,4 (м)

Для определения нагрузок на тележки используют уравнения статики. Раму электровоза представляем в виде балки, расположенной на двух мнимых опорах. Нагрузки на тележки заменяют реакциями Р_А и Р_Б мнимых опоров (рис. 1,1) на схеме также указываются геометрическая середина электровоза (Lт/2) и координата Xцт центра тяжести ∑Gi верхнего строения электровоза, а также вектор силы тяжести ∑Gi.

Рисунок - 6 Схема для определения неравномерности распределения нагрузок по тележкам локомотив

Несовпадение центра тяжести Xцт и геометрического центра тяжести верхнего строения электровоза ∆Х можно определить из выражения, мм

∆Х = | Xцт' – Xцт |, (9)

Xцт - центр тяжести электровоза, м

Xцт' = Lт ÷ 2

Xцт' = 19,27 ÷ 2 = 9,64 (м)

∆Х = | 9,64 - 9,4 | = 0,24 (м)

Определим, равномерно ли распределена нагрузка на колёсные пары (и тележки) локомотива. Для определения нагрузок на тележки используют уравнения статики. В соответствии со схемой сил, показанной на схеме для определения неравномерности распределения нагрузок по тележкам локомотива, уравнение проекций всех сил на вертикальную ось ординат Z будет иметь вид:

Р_А + Р_Б - ∑Gi = 0 , (10)

Уравнение моментов этих сил относительно точки «О»

P_{A *} l_А + P_{Б *} l_Б - ∑Gi _* Xцт = O, (11)

где P_A и P_Б - реакции в мнимых опорах тележек, вызванные действием силы тяжести (веса) ∑Gi, верхнего строения тепловоза, кН;

l_А и l_Б - расстояния от оси моментов Z до мнимых опор А первой (по ходу) и Б второй тележек, м

Из уравнения (10):

P_A = ∑Gi - P_Б , (12)

Подставим (12) в (11) и найдём из получившегося уравнения P_Б:

P_Б = ∑Gi (Xцт - l_А) ÷ (l_Б - l_А)

P_Б = 453,7 _* (9,4 - 4,2) ÷ (14,1 - 4,2) = 233,7 кН.

Подставив значение P_Б в уравнение (12), найдём P_A:

P_A = 453,7 – 233,7 = 220 кН.

По нормам, применяемых при проектировании тепловоза, неравномерность распределения нагрузок ∆2П по колесным парам разных тележек не должна превышать величины ±0,03. В этом случае величина ∆2П может быть определена из следующего выражения, кН:

∆2П = |2П₁ - 2П₂| ÷ 2П, (13)

где 2П - нагрузка от каждой из колесных пар первой тележки, кН.

2П₁ = (Р_А + Gт) ÷ Nт, (14)

где Gт - вес тележки тепловоза, кН;

Nт - количество осей в тележке, кН;

2П₁ - нагрузка от каждой из колесных пар второй тележки, кН

2П₁ = (220 + 147) ÷ 3 = 122,3 кН

2П₂ = (Р_Б + Gт) ÷ Nт, (15)

2П₂ = (233,7 + 147) ÷ 3 = 126,9 кН

2П₂ - нагрузка от колесной пары на рельсы при равномерном распределении нагрузок по колесным парам электровоза кН.

Тогда:

∆2П = |122,3 – 126,9| ÷ 194 = 0,024