2. Определение размеров тележки электровоза

1. Определение размеров тележки электровоза

На первой стадии разработки эскизного проекта механической части электровоза необходимо определить основные размеры тележки:

• жесткую базу тележки (расстояние между осями крайних колесных пар тележки);

• длину, ширину и высоту тележки;

• размеры балок, образующих раму тележки.

Рисунок 2.1 – Вариант опорно-осевого расположения тяговых двигателей на трехосной тележке

Для определения основных размеров тележки можно использовать расчётную схему, приведённую на рисунке 2.1.

Жёсткая база тележки определяется по формуле:

где расстояние между точками подвешивания тягового двигателя на раме тележки,

ширина средней поперечной балки рамы тележки,

зазор между опорными кронштейнами и поперечной балкой рамы,

Расстояние от геометрической оси колесной пары до торца концевой поперечной балки рассчитывается по формуле:

ширина концевых поперечных балок рамы тележки, рекомендуется принять в интервале от 0,1 до 0,25 м;

расстояние между гребнем бандажа и поперечной концевой балкой рамы тележки, рекомендуется принять в интервале от 0,05 до 0,3 м.

По рекомендации [1, стр. 18], принимаем ширину концевых поперечных балок м и расстояние между гребнем бандажа и поперечной концевой балкой рамы тележки  

Длина рамы тележки рассчитывается по формуле:

Высоту тележки от уровня головки рельса до верхней горизонтальной плоскости рамы рекомендуется принять в интервале от 1,16 до 1,215 м, а ширину рамы тележки по осевым линиям боковин в интервале от 2,1 до 2,2 м.

Длина концевой части боковины рассчитывается по формуле:

а длина средней части боковины – по формуле:

Тогда длина переходной части боковины может быть определена по формуле:

После выполненных округлений необходимо уточнить длину рамы тележки по формуле:

0,43

Длина рамы кузова электровоза определяется по формуле:

Расстояние от торцов рамы кузова до торцов рам крайних тележек электровоза  по [1, с.21]

Расстояние между смежными тележками электровоза (секции) – по формулам:

расстояние от торцов рамы кузова до торцов рам крайних тележек электровоза (секции) рекомендуется принять в интервале от 1,42 до 1,55 м.

Полученное расстояние поэтому корректировку не производим.

Уточнённая жёсткая база электровоза:

Рисунок 2.2 – Эскиз экипажной части электровоза

3. Конструкция рамы тележки и назначение основных ее элементов

Рисунок 3.1 – Рама тележки электровоза, изображенная в аксонометрии XYZ:

1 – балка концевая; 2 – боковина; 3 – балка средняя; 4,7 – кронштейны тормозной системы; 6 – кронштейн тягового устройства; 8 – опора люлечной подвески; 11 – кронштейн буксовый большой; 12 – кронштейн буксовый малый.

Рисунок 3.2 – Рама тележки:

1 – балка концевая; 2 – боковина; 3 – балка средняя; 4, 7, 13 – кронштейны тормозной системы; 5 – кронштейн подвески тягового редуктора; 6 – кронштейн тягового устройства; 8 – опора люлечной подвески; 9, 14 – кронштейн тягового двигателя; 10 – фланец вертикального гидродемпфера; 11 – кронштейн буксовый большой; 12 – кронштейн буксовый малый.

Кузов каждой секции электровоза ВЛ60к опирается на три двухосные тележки, тяговые и тормозные усилия от которых передаются к кузову с помощью наклонных тяг. Средняя тележка может перемещаться в поперечном направлении по отношению к кузову при прохождении электровозом кривых участков пути. Происходит это за счет изменения длины и положения стержней, через которые часть веса кузова передается на среднюю тележку. Каждая опора средних тележек состоит из двух стержней и цилиндрической пружины.

Механическая часть электровоза ВЛ60к спроектирована таким образом, что под кузов электровоза можно подкатить тележку как с опорно-осевым, так и с опорно-рамным подвешиванием электродвигателей.

На каждой секции электровоза установлены тяговый трансформатор ОНДЦЭ-10 000/25-82УХЛ2 и три преобразовательные выпрямительно-инверторные установки ВИП-4000, предназначенные в режиме тяги для преобразования однофазного тока в постоянный с плавным регулированием напряжения, а в режиме рекуперативного торможения – для преобразования постоянного тока в переменный частотой 50 Гц. Трансформатор имеет сетевую обмотку (номинальная мощность 7100 кВА, напряжение 25 кВ), три группы тяговых обмоток, состоящих из двух секций каждая (номинальный ток 1700 А, напряжение 1260 В), обмотку собственных нужд (напряжение 630, 405, 225 В и номинальный ток 650 А) и обмотку для возбуждения тяговых электродвигателей (номинальный ток 650 А, напряжение 270 В). Охлаждение трансформатора принудительное масляно-воздушное; масса трансформатора 9900 кг.

Каждая выпрямительно-инверторная установка рассчитана на питание двух параллельно соединенных тяговых электродвигателей, расположенных на одной тележке.