Городской электрический транспорт. Курсовое и дипломное проектирование

Рис. 1.96. Примерная структура науки о подвижном составе ГЭТ

Теория ПС ГЭТ изучает методы определения его свойств и показателей.

Теория конструирования ПС ГЭТ определяет методы создания такой конструкции изделия, которая в целом и по отдельным системам и агрегатам соответствовала бы техническим требованиям по функциональному назначению, надежности, экологии, дизайну, художественной эстетике и безопасности труда.

Теория эксплуатации ПС ГЭТ состоит из технической и технологической теорий по эксплуатации ГЭТ.

Наиболее общими признаками классификации подвижного состава ГЭТ являются: функциональное назначение; характер выполняемых процессов; тип базовой конструкции; тип движителей; компоновка оборудования, агрегатируемого с базовой конструкцией; способ привода энергии к ходовой системе; по грузоподъемности; по

158

дорожной регламентации; по специальному классификационному признаку.

На рис. 1.97 представлена общая укрупненная классификация ПС ГЭТ. Отмеченные на ней характерные классификационные признаки присущи различным типам машин. Например, машины, разделенные по назначению на транспортные и специальные, также классифицируются по колесной формуле, компоновке, типу несущей системы, типу силовой установки, движителя, типу системы подрессоривания, типу рулевого управления и наличию электрических систем.

Троллейбусы подразделяют по общему числу колес и числу ведущих колес или колесной формуле (первая цифра в обозначении

– число колес, вторая – число ведущих колеи): 4×2, 4×4, 6×2, 6×4 и т. д., а также по числу осей: 2, 3, …, 8 и более. Наибольшее распространение получили двух- и трехосные машины. Троллейбусы с числом осей более трех, как правило, сочлененные.

Компоновочно троллейбусы делят в зависимости от расположения силового агрегата, по числу и расположению осей и ведущих мостов, по типу кузова, расположению кабины и грузоподъемности и т. п.

Троллейбусы и трамваи имеют электромеханическую тягу и могут иметь разные системы подрессоривания. По типу направляющих устройств различают изделия с независимыми, зависимыми и балансирными подвесками.

По способу поворота троллейбусы бывают с управляемыми колесами, а также с поворачивающими путем складывания несущих систем при сочлененных конструкциях.

159

Классификация подвижного состава городского электрического транспорта

160

Компоновка изделий ГЭТ – это взаимное расположение их основных элементов: кабины с управлением, салона для полезной нагрузки, тягового электродвигателя, ведущих и управляемых осей, трансмиссии и т. д. На компоновку влияют: назначение изделия, тип двигателя и силовой передачи, число осей и их размещение по базе, тип несущей системы, подвеска колес и другие факторы. Она должна обеспечивать рациональное размещение пассажиров в салоне, удобство входа и выхода, легкость погрузки и разгрузки, безопасность, хорошую обзорность, удобство обслуживания, высокие эксплуатационные качества (маневренность, устойчивость, плавность хода и т. д.), а также удовлетворять различным ограничениям (правилам дорожного движения, железнодорожным габаритам и т. п.).

В свою очередь, компоновка оказывает влияние на массу изделия, его вместимость, степень воздействия на дорогу, технологию сборки, способность преодолевать уклон и т. д. Она в значительной степени определяет внешний вид и является основой для архитектурной разработки формы изделия ГЭТ.

1.3.2.Методика проектирования безрельсового

ирельсового электротранспорта

Создание и производство ПС ГЭТ отнесено к сложной продукции машиностроения. Подготовка конструктора, включающая творческий и системный подходы к созданию изделий ГЭТ, определяет специфику его исследовательского, конструкторского и практического характера в достижении требуемых результатов при создании троллейбусов, дуобусов, электробусов, вагонов трамваев и метрополитена.

Принципы методики системного подхода

Системный подход – это направление методологии научного познания, в основе которого лежит рассмотрение объектов как систем. Он ориентирует исследования на раскрытие целостности объекта, на выявление многообразных типов связей в нем и сведения их в единую теоретическую картину.

Система – множество элементов, находящихся между собой в отношениях и связях, образующих определенную целостность, единство.

161

Основной задачей системного подхода применительно к созданию изделий ГЭТ является установление связей и закономерностей, присущих транспортным системам. Системы могут быть относительно сложными и относительно простыми. Все зависит от постановки задачи и целей исследования данной системы. Любая сложная система (кроме абсолютной) является частью некоторой большой системы, т. е. все системы относительны.

С принципом относительности взаимосвязано понятие иерархичности, которая предполагает определенное расположение систем, отдель-ных элементов и частей в порядке от высшего уровня к низшему.

Целостность системы

Целостность системы определяют внутренние связи ее элементов. Элементы, входящие в систему, взаимовлияют через эти связи. Изменение одного элемента влечет за собой изменение связанного с ним элемента и системы в целом, в данном случае целое является органическим. Когда такой взаимосвязи и взаимовлияния нет, целое является механическим. Например, если разобрать на детали ведущий мост, редуктор или другой узел изделия, то весь набор деталей будет представлять собой механическое целое отдельных, не связанных между собой элементов. Когда между деталями появляются функциональные связи в результате их сборки в единый узел (ведущий мост, редуктор и др.), то механическое целое превращается в органическое с единством формы и содержания.

Системный подход предусматривает классификацию систем. Системы могут быть централизованными и децентрализованными. Система с явно выраженной одной подсистемой – централизованная. Если же такая подсистема отсутствует, то система называется децентрализованной.

Тяговый электродвигатель – централизованная система с главной (центральной) подсистемой – статором. Рама – система децентрализованная, поскольку и левый и правый лонжероны одинаково важны для формирования системы.

162

Исходя из изложенных выше положений сформированы основные принципы решения сложных технических задач:

1)всякая система целостна, если она может быть разделена на элементы конструкции, способна преодолевать воздействие окружающей среды и оказывать на нее влияние;

2)целостность системы характеризуется наличием связей между

ееэлементами;

3)совокупность элементов и связей, их взаимообусловленности определяются структурой системы;

4)специфический признак системы – иерархия ее строения. Рассмотрим укрупненную структурную схему изделия

подвижного состава городского электрического транспорта (рис. 1.98).

ПС ГЭТ является системой потому, что соответствует каждому из четырех принципов решения сложных технических задач при системном подходе.

Максимальная эффективность решения задачи достигается лишь в случае поэтапного анализа состояния системы: описания, объяснения, прогнозирования, управления.

Единая система конструкторской документации (ГОСТ 2.101–68) устанавливает следующие виды изделий: детали, сборочные единицы, комплексы, комплекты.

Системный подход позволяет рассматривать каждый из видов изделий как систему, подсистему, элемент, определяющие соответствующий уровень. Выбор уровня, на котором следует рассматривать изучаемый объект, зависит от поставленной задачи, решение которой во многом сводится к выявлению связей и отношений между структурными составляющими системы.

Связь предопределяет изменение одного элемента системы при изменении другого, с ним связанного.

Отношения предопределяют взаимное расположение элементов системы и их взаимозависимости: с изменением одного элемента не обязательно изменение другого элемента.

Системный подход обусловливает классификацию связей. Связи бывают внутренние и внешние. Внутренние – это связи между элементами системы (например, ступица–колесо), внешние – между элементами системы и окружающей средой (например, колесо – дорога).

163

Внутренние и внешние связи, в свою очередь, подразделяются на связи: взаимодействия, характеризующиеся назначением каждого взаимодействующего элемента; структурные, характеризующие неделимость элементов системы, и функционирования, обеспечивающие действие всего объекта.

164

Управляющие связи служат для выполнения задач управления функционированием системы и поддержанием ее целостности, сохранения заданных или задаваемых параметров, состояния равновесия или устойчивости системы.

Управляющие связи бывают информационные, командные и субординарные.

Информационные связи необходимы для сбора и обработки информации о состоянии функционирования системы. Командные пред-назначены для передачи команд управления на элементы системы для выполнения задач управляющих связей. Субординационные свя-зи представляют собой связи подчиненности элементов в иерархической структуре системы.

Управляющие связи необходимы для выполнения системой ее целевого назначения.

Связи подразделяют также на материальные (например, механические, гидравлические, электромагнитные, электрические, тепловые связи) и логические (абстрактные).

Обращение машины – это часть жизненного цикла изделия ГЭТ от отгрузки его предприятием-изготовителем до получения потребителем. Типичными этапами этой стадии являются: хранение на складе готовой продукции, реклама, упаковка, транспортирование, монтаж. При обращении должно быть обеспечено максимальное со-хранение объемов и качества готовой продукции, установленных плановыми заданиями, стандартами и техническими условиями.

Эксплуатация машины. На этой стадии реализуется, поддерживается и восстанавливается качество изделия ГЭТ (ГОСТ 25866–83). В общем случае эксплуатация изделия включает в себя ввод в эксплуатацию, использование по назначению, техническое обслуживание, ремонт, модернизацию и хранение. Каждый из названных этапов может содержать множество операций, направленных на дости-жение высоких технико-экономических показателей изделия, обеспечение его эффективной работы, повышение срока службы.

Наконец, вследствие морального или физического износа в процессе использования изделие ГЭТ перестает отвечать предъявленным требованиям. Дальнейшее его использование по назначению и ремонт становятся нецелесообразными, и поэтому

166

изделие подлежит снятию с эксплуатации и последующей утилизации. Снятие с эксплуатации машины оформляют документально в установленном порядке в соответствии с ГОСТ

25866–83.

Рассмотренные стадии можно представить в виде замкнутого цикла, в котором условия высокого качества и экономичности изготовления, сохраняемости, живучести и эффективного использования создаваемого изделия ГЭТ в народном хозяйстве страны являются исходными факторами для формирования технических требований к разработке конструкции. Таким образом, все четыре стадии жизненного цикла тесно взаимосвязаны и взаимообусловлены. Степень полноты учета этих взаимосвязей на этапах предпроектных исследований и проектирования определяет качество и технический уровень создаваемых изделий ГЭТ и оказывает решающее влияние на показатели эффективности достижения конечных народнохозяйственных результатов.

Методические рекомендации

Проектирование подвижного состава городского электрического транспорта выполняется в соответствии с ГОСТ 22487–77, проектирование – это процесс составления описания, необходимого для создания еще несуществующего объекта (алгоритма его функционирования или алгоритма процесса), который осуществляется преобразованием первичного описания (технического задания), оптимизацией характеристик объекта и алгоритма его функционирования, устранением некорректности первичного описания и последо-вательным описанием детализируемого объекта для различных этапов проектирования.

В процессе проектирования выполняют технические и экономические расчеты, схемы, графики, макеты; составляют пояснительные записки, спецификации, сметы, калькуляции и описания.

Процесс проектирования реализуется в соответствии с определенным планом, который можно представить в виде логической схемы (логического графа) построения проекта. Такая схема отображает очередность выполнения основных проектных процедур и операций.

167