Проектирование локомотива. Дипломная (ВКР). Транспорт, грузоперевозки.
⚡ 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Проектирование локомотива
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
. Разработка
эскизного проекта механической части локомотива
. Проектирование и
расчет системы буксового и рессорного подвешивания локомотивов
. Расчет нагрузок,
действующих на раму тележки в эксплуатации
. Расчет
амплитудно-частотной характеристики передачи
. Определение
динамических нагрузок в зубчатом зацеплении и на подвеске
В качестве исходных данных для выполнения
курсового проекта принимаем следующие параметры тягового подвижного состава:
) Тип ЭПС и род службы
- электровоз
ВЛ 80 с , грузовой;
) Напряжение контактной сети
- переменное
25 кВ;
) Регулирование напряжения на ТЭД
- ступенчатое;
) Статическая нагрузка на ось электровоза 217,
кН - 225;
) Конструкционная скорость V, км/ч
- 110;
245
235 225 215 245 235 225 215 245 235 225 215 245 235 225 215 245 235 225 215
1,5
2 3 1,5 2 3 1,5 2 3 1,5 2 3 1,5 2 3 1,5 2 3 1,5 2
1450
1500 1550 1500 1550 1450 1550 1450 1500 1450 1500 1550 1500 1550 1450 1550
1450 1500 1450 1500
60
70 80 90 70 80 90 60 80 90 60 70 90 60 70 80 90 60 80 90
70
60 50 40 60 50 40 70 80 40 70 80 50 70 60 50 70 60 50 60
01
02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
21
22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
41
42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
61
62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80
81
82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00
Основной целью данного курсового проекта
является определение основных технико-экономических характеристик электровоза с
целью уточнения полученных результатов требованиям надежности, в том числе с
точки сохранения несущей способности и усталостной прочности конструкции
ходовой части электровозов. Также рассматривается конструкция и режимы работы
наиболее важного и ответственного узла электровоза - тележки. Конструкция
тележки обеспечивает возможность монтажа и демонтажа тягового двигателя вместе
с колесной парой, снятия кожуха зубчатой передачи без подъема кузова и смены
тормозных колодок без смотровой канавы.
Также в курсовой проект входит определение
основных размеров тележки, расчет ходовой части электровоза, проектирование и
расчет системы буксового и рессорного подвешивания локомотивов, расчет
нагрузок, действующих на раму тележки в эксплуатации, расчет
амплитудно-частотной характеристики передачи, определение динамических нагрузок
в зубчатом зацеплении и на подвеске.
1. Расчет ходовой части электровоза
Нагрузка от колесной пары на рельсы и сцепная
масса локомотива связаны известным соотношением:
где 2П - нагрузка от колесной пары на рельсы,
кН;
М сц - сцепная масса локомотива, т; кп
- количество колесных пар локомотива.
Следовательно, величина М сц может
быть рассчитана по формуле:
Расчет диаметра колеса колесной пары
по кругу катания
Диаметр колеса по кругу катания
вычисляется по формуле:
где - допускаемая по условиям контактной
прочности нагрузка на 1мм диаметра колеса, в курсовом проекте принимаем 0,20
кН/мм.
электровоз локомотив
тележка механический
Расчетное значение D к
округляется в большую сторону до ближайшего стандартного значения, принимаем
1250 мм.
Расчет передаточного числа тяговой
зубчатой передачи
Таблица 1.1. Технические данные тяговых
двигателей электровозов
Передаточное число одноступенчатой зубчатой
передачи, которая применяется на магистральных и маневровых локомотивов,
связано с числом зубьев зубчатого колеса Z 1 и малой шестерни Z 2 ,
определяющегося соотношением:
В свою очередь числа зубьев Z 1 и Z 2
могут быть определены по формулам:
где D a1 и D a2 -
соответственно диаметры делительных окружностей зубчатого колеса и шестерни мм;
- модуль зубчатого зацепления, мм.
Диаметры делительных окружностей D a1
и D a2 определяются по формулам:
где Ц - централь, мм, определяемая по
техническим характеристикам тягового двигателя (из таблицы 1.1).
Диаметр делительной окружности
зубчатого колеса тяговой передачи D а1 из условий соблюдения габарита
подвижного состава должен удовлетворять следующему условию:
где b>120 мм- клиренс зубчатой
передачи, то есть расстояние от уровня головки рельса до низа кожуха зубчатой
передачи; = 20-25 мм -
расстояние от низа кожуха зубчатой передачи, до делительной окружности
зубчатого колеса.
Модуль зубчатого зацепления может
быть определен в зависимости от типа передачи в функции вращающего момента на
валу тягового двигателя.
Вращающий момент на валу тягового
двигателя в номинальном режиме (для электровозных тяговых двигателей за
номинальный режим принимается продолжительный режим работы) определяется по
формуле:
где P nom - мощность
тягового двигателя в продолжительном режиме, кВт; nom - частота
вращения якоря тягового двигателя в продолжительном режиме, об/мин; М ном
- вращающий момент, кН*м.
Модуль зубчатого зацепления m выбирается в
пределах M min мах ,
где M min и m мах - минимальное и максимальное значение
модуля зацепления соответственно.
Принимаем двустороннюю косозубую передачу.
Минимальное и максимальное граничные значения модуля зацепления определяется по
формулам:
Находим граничные значения модуля
зубчатого зацепления:
Определяем число зубьев зубчатого
колеса Z 1 и малой шестерни Z 2 :
Используя формулу (1,6) определяем
уточненное значение передаточного числа
Расчет мощности, скорости и силы
тяги электровоза в часовом и номинальном режимах
Эффективная мощность электровоза в
часовом и номинальном режимах определяется по формулам:
где n д - число тяговых
двигателей электровоза;
Р час - мощность тягового
двигателя в часовом режиме, кВт;
Р ном - мощность тягового
двигателя в продолжительном режиме, кВт.
Скорости движения электровоза в
часовом и номинальном режимах определяются с использованием уточненного
значения :
где n час и n ном
- частоты вращения якоря тягового двигателя в часовом и номинальном режимах
соответственно, об/мин.
Сила тяги электровоза в часовом и
номинальном режимах, создаваемая на ободах колес колесных пар (касательная сила
тяги), является следствием передачи вращающего момента двигателей через тяговую
передачу к осям движущих колесных пар.
где F кчас , F кном -
сила тяги электровоза, кН;
М час - вращающий момент
на валу двигателя в часовом режиме, кН*м;
- коэффициент полезного действия
зубчатой передачи. Вращающий момент на валу двигателя в часовом режиме
определяется выражением:
К.п.д. зубчатой тяговой передачи на
стадии проектирования электровоза может быть определен в функции подводимой
мощности.
Подводимая мощность представляет
собой отношение:
где Р д - мощность
тягового двигателя, кВт.
Для расчета в курсовом
проекте используем следующий полином:
Находим силу тяги электровоза в
часовом режиме:
Аналогично рассчитываем силу тяги
электровоза в продолжительном режиме.
Сцепная масса грузового локомотива
является суммарной нагрузкой на движущие колесные пары и характеризует его
способность развивать необходимую силу тяги без боксования. Значение М сц
по формуле (1.2) должно обеспечивать движение по расчетному подьему с
установившейся скоростью без боксования, для чего необходимо выполнение условия
где - коэффициент сцепления колеса с
рельсом;
- коэффициент использования сцепного
веса.
Коэффициент сцепления колеса с
рельсом рекомендуется определять по формуле:
Коэффициент использования сцепного
веса принимаем равным 0,89.
Т.к. 175‹191,8 т, то сцепная масса
обеспечивает движение электровоза по расчетному подъему с расчетной скоростью
без боксования.
Расчет длины локомотива по осям
автосцепок
Длина локомотива по осям автосцепок
L устанавливается в процессе компоновки оборудования. На начальной стадии
проектирования эта длина может быть принята равной длине серийного электровоза,
аналогичного проектируемому. Принятая длина локомотива по осям автосцепки
должна быть больше минимальной длины локомотива, которая ограничена прочностью
путевых сооружений и определяется из условия:
где = 88,5 кН/м - допускаемая нагрузка
на единицу длины пути для проектируемых локомотивов.
Длина электровоза ВЛ 80 С ,
аналогичного проектируемому, равна 32,84 м, т.е. условие (1.21) выполняется.
Жесткая база локомотива L б есть
расстояние между шкворнями или геометрическими центрами крайних тележек одной
секции. Ориентировочно размер жесткой базы может быть определен из соотношения:
где коэффициент е принимаем равным
0,58, n с - число секций.
Результаты расчетов в первом разделе
курсового проекта сведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2. Основные технические данные
электровозов
Нагрузка
от колесной пары на рельс кН
Мощность
продолжительного режима, кВт
Сила
тяги в продолжительном режиме, кН
Скорость
в продолжительном режиме, км/ч
Передаточное
число зубчатой передачи
2. Разработка эскизного проекта механической
части локомотива
Определение основных размеров тележки
При разработке эскизного проекта локомотивной
тележки ориентировочно определяются следующие основные размеры:
жесткая база тележки (расстояние между осями
крайних колесных пар тележки)
размеры балок, образующих раму тележки.
Для определения основных размеров тележки
используем расчетную схему, показанную на рис. 2.1.
Рис. 2.1. расчетная схема для определения
основных размеров тележки
В соответствии с расчетной схемой жесткая база
тележки при опорно-осевом подвешивании тяговых двигателей определяется по
формуле:
где расстояние между точками подвески
двигателя, =1,16 м
(согласно табл. 1.1.);
-ширина средней поперечной балки
рамы тележки в районе шкворневого соединения, согласно рекомендациям,
приведенным в методических указаниях, принимаем
- зазор между опорными кронштейнами
и поперечной балкой рамы принимаем
Расстояние между гребнем бандажа и
поперечной концевой балкой рамы тележки зависит от способа крепления
подвески тормозной колодки к раме тележки, в курсовом проекте принимаем равным
0,065 м.
Определим диаметр колеса колесной
пары по окружности гребня:
Ширину концевых поперечных балок
рамы тележки принимаем
равной 0,180 м. Тогда расстояние от геометрической оси колесной пары до торца
концевой поперечной балки составит:
Высоту тележки, измеренную от уровня
головки рельса до верхней горизонтальной плоскости рамы, принимаем равной h = 1,16 м.
Ширину рамы тележки по осевым линиям боковин принимаем b = 2,2 м.
На следующем этапе проектирования
для каждой балки рамы тележки определяем следующие размеры сечений:
Боковины рам двухосных тележек имеют
различную высоту сечений концевых частей и средней части, что обусловлено
требованиями прочности, кроме того, по тем же причинам, в средней части
боковины к верхнему горизонтальному листу приваривается усиливающая накладка
(рис. 2.2).
Рис. 2.2. Боковина рамы двухосной
тележки
Форма сечений концевых поперечных
балок и концевых частей боковины показана на рис. 2.3, а средней части боковины
- на рис. 2.4.
Ширина сечений крайних поперечных
балок и средней балки рамы тележки соответственно равна ранее выбранным
значениям и . Ширина
сечений боковины в средней ее части и по концам одинакова и равна 0,28 м.
Высота сечений крайних поперечных
балок рамы и концевых частей боковины одинакова и выбрана равной 0,21 м. Высоты
сечения боковины в средней ее части и сечения средней поперечной балки приняты
равными 0,41 м.
Толщина вертикальных и
горизонтальных листов, из которых изготавливаются балки рам двухосных тележек,
выбрана 0,012 и 0,014 м соответственно. Различная толщина вертикальных и
горизонтальных листов объясняется различным напряжением в сечениях рам в
вертикальных и горизонтальных плоскостях и способствует использованию металла
при изготовлении рам тележек.
Рассчитываем размеры h, b, h 0 ,
b 0 и представляем результаты в форме таблицы 2.1.
Рис. 2.4. Сечение средней части концевых частей
боковины рамы боковины рамы
Таблица 2.1 - Размеры и расчетные данные сечений
балок рамы тележки.
После определения основных размеров тележки
составляем компоновочную схему экипажной части локомотива (рис. 2.5). Длину
рамы кузова l определяем по
формуле:
Расстояние от торцов рамы кузова до
торцов рам крайних тележек локомотива принимаем 1,45 м. Расстояние между
смежными тележками локомотива для локомотивов (секций) с двумя
двухосными тележками определяется по формуле:
Расстояние ,
рассчитанное по (2.6), по условиям компоновки ходовых частей не должно быть
меньше 2 м. Как видим из результата, это условие выполняется.
Рис. 2.5. Компоновочные схемы
экипажной части локомотивов
После определения всех размеров,
указанных на рис. 2.5, необходимо уточнить жесткую базу локомотива. Для
локомотива (секции) с двумя двухосными тележками жесткая база определяется по
формуле:
Габаритные размеры узлов
механической части, рассчитанные в п. 2.1 курсового проекта, представлены в
таблице 2.2.
Таблица 2.2 - Габаритные размеры
основных узлов механической части локомотива, м.
Расчет геометрических характеристик сечений рамы
тележки
Статические нагрузки, возникающие в
эксплуатации, действуют на раму тележки в вертикальной и горизонтальной
плоскостях и вызывают деформации изгиба рамы в этих плоскостях. Кроме
деформаций изгиба, при некоторых видах нагрузок рама испытывает деформацию
кручения. Таким образом, при прочностных расчетах рама тележки может быть
представлена пространственной расчетной схемой, в связи с чем для нахождения
изгибающих и крутящих моментов и напряжений в расчетных сечениях рамы,
вызванных этими моментами, необходимо предварительно определить следующие
геометрические характеристики сечений:
моменты инерции при изгибе в вертикальной и
горизонтальной плоскостях и кручении;
моменты сопротивления при изгибе в вертикальной
и горизонтальной плоскостях и кручении;
Моменты инерции сечений рамы тележки при изгибе
относительно осей X и Z в общем случае могут быть определены по формулам:
где n - количество элементов, образующих
сечение; 1 и Х 1 - координаты центра тяжести элемента
сечения относительно нейтральных осей всего сечения, м; 1 - площадь
элемента, м ;
, и - моменты инерции элементов
относительно собственных нейтральных осей, м 4 .
Так как сечения, показанные на рис.
2.3 и рис. 2.4, симметричны относительно оси Z, то вертикальные нейтральные оси
горизонтальных листов и усиливающей накладки, проходящие через их центры
тяжести, и вертикальная нейтральная ось всего сечения, проходящая через его
центр тяжести, совпадают, то есть для горизонтальных листов и усиливающей
накладки абсциссы Х 1 =0. Для сечения рис. 2.3 нейтральная ось всего
сечениях, проходящая через его центр тяжести, и нейтральные оси вертикальных
листов, проходящие через их центры тяжести, так же совпадают вследствие
симметрии сечения относительно оси Х. Следовательно, для вертикальных листов
ординаты Z 1 =0.
Так как элементы, образующие
сечение, представляют собой сплошные прямоугольники, то определение их площадей
F 1 не представляет особой сложности, а ординаты Z 1 для
образующих сечение элементов можно рассчитать по формуле:
где Z ’ 1 -
ордината центра тяжести элемента, образующего сечение с - ордината
центра тяжести всего сечения.
Ордината центра тяжести всего
сечения определяется выражением
Моменты инерции при изгибе для
составляющих сечение элементов I , и I , определяются по следующим
формулам:
Моменты сопротивления сечения при
изгибе определяются выражениями:
для сечения поперечных балок и
концевых частей боковины
Момент инерции и момент
сопротивления сечения при кручении для некруглых профилей рекомендуется
рассчитывать по формулам:
Порядок расчетов приведем на примере
вычислений вспомогательных параметров концевых поперечных балок рамы тележки:
Найдем площадь сечения
горизонтальных листов
Площадь сечения вертикальных листов:
Определим ординаты и абсциссы
собственных центров тяжести горизонтальных листов:
Найдем моменты инерции при изгибе
для составляющих сечение элементом:
Аналогично производим расчет
вспомогательных параметров для средней поперечной балки и концевых частей
боковины. Результаты расчетов сводим в таблицы 2.3-2.5.
При расчете вспомогательных
параметров средней части боковины принимаем ширину усиливающей накладки меньше
горизонтального листа на 0,04 м, что учитывает наличие сварных швов при
креплении накладки к верхнему листу. Найдем площадь сечения усиливающей
накладки:
Определим ординаты собственных
центров тяжести горизонтальных листов средней части боковины и усиливающей
накладки:
Ординату центра тяжести всего
сечения определим по формуле (2.10):
Используя формулу (2.9), определяем ,
и заполняем остальные колонки таблицы 2.6.
Таблица 2.3 - Вспомогательные параметры для
концевых поперечных балок рамы тележки
Таблица 2.4 - Вспомогательные параметры для
средней поперечной балки рамы тележки
Элемент
сечения
м 2
м
м
м 4
м 4
м 4
м 4
Таблица 2.5 - Вспомогательные параметры для
концевых частей боковин рамы тележки
Элемент
сечения
м 2
м
м
м 4
м 4
м 4
м 4
Таблица 2.6 - Вспомогательные параметры для
средней части боковин рамы тележки
Момент инерции сечения концевой поперечной балки
при изгибе относительно осей X и Z найдем по формуле (2.8), используя данные
таблицы 2.3:
Определим момент инерции сечения концевой
поперечной балки при кручении:
Находим момент сопротивления сечения концевой
поперечной балки при изгибе:
Момент сопротивления сечения концевой поперечной
балки при кручении найдем по формуле (2.16):
Аналогично рассчитываем моменты сопротивления
при изгибе и кручении для остальных балок рамы тележки. Результаты расчетов
сводим в таблицу 2.7.
Таблица 2.7 - Вспомогательные параметры для
концевых частей боковин рамы тележки
Масса механической части локомотива есть сумма
масс кузова и тележек, количество которых определяется осевой формулой. В свою
очередь, масса тележки включает в себя массу рамы, тяговых двигателей, тяговой
передачи, буксового рессорного подвешивания, тормозного оборудования, буксовых
узлов, колесных пар и вспомогательных элементов, к которым относятся, например,
кронштейны крепления букс к раме, детали подвески тяговых двигателей и приводов
и т.п.
Масса рамы тележки представляет собой сумму масс
отдельных балок, образующих раму, то есть
где - масса концевой поперечной балки.
Т;
- масса средней поперечной балки; -масса
боковины, т.
Массы отдельных балок определяются
через их объем и объемную массу стали, которая равна = 7,8 т/м . Масса концевых
поперечных балок может быть рассчитана по формуле:
где V - объем металла поперечной балки, м ; - длина
поперечной балки, м; - площадь
сечения поперечной балки, м ; - ширина боковины, м.
Так как боковина рамы тележки имеет
различную высоту сечения по концам и в средней части (см. рис. 2.2), и к
верхнему горизонтальному листу приварена усиливающая накладка, то ее масса
определяется выражением:
где М - масса концевой части боковины, т;
М -масса переходной части боковины, т;
М - масса средней части боковины, т;
Длину переходной части боковины
определяем по формуле:
Где - длина концевой части боковины, м в
курсовом проекте принимаем ;
- длина средней части боковины, м,
принимаем .
Длину усиливающей накладки принимаем
равной .
Массы отдельных участков боковины
определяются по следующим формулам:
где V кчб - объем металла
концевой части боковины, м ; кчб
- площадь сечения концевой части боковины, м ; счб - объем металла
средней части боковины, м ; счб -
площадь сечения средней части боковины, м ; н - объем металла
усиливающей накладки, м ; н -
длина усиливающей накладки, м; н - площадь сечения усиливающей
накладки, м ; пчб -
объем металла переходной части боковины, м ; вгл , V вл , V нгл
- объемы металла верхнего горизонтального листа, вертикального листа и
нижнего горизонтального листа переходной части боковины соответственно, м ; нчб -
длина переходной части боковины, м;
В- ширина боковины, м; h счб ,
h кчб - расчетная высота вертикальных листов средней и концевой
частей боковины соответственно, м;
Н счб , Н кчб -
высота средней частей боковины соответственно, м.
Массу тягового двигателя принимаем
по данным табл. 1.1 равной его весу.
При опорно-осевом подвешивании
тяговых двигателей, которое используется в основном на грузовых и маневровых
локомотивах, тяговая передача состоит из зубчатого колеса, зубчатой шестерни и
кожуха. Масса кожуха тяговой передачи принимаем равной 0,1 т. Для зубчатой
шестерни массу принимаем равной 0,012 т. На отечественных грузовых электровозах
используется двухсторонняя тяговая передача и унифицированные колесные пары,
составным элементом которых являются два зубчатых колеса. Масса унифицированной
колесной пары с учетом массы двух зубчатых колес, которая равна 2,623 т.
На магистральных грузовых и
маневровых локомотивах в системах буксового рессорного подвешивания широкое
распространение нашли листовые рессоры, выполняющие функцию гасителя колебаний
«сухого» трения, а также цилиндрические однорядные или двухрядные пружины,
улучшающие динамические показатели качества локомотива и его комфортабельность.
На стадии проектирования массу одной листовой рессоры М лр принимаем
равной 0,15 т, а массу пружины М пр - равной 0,03 т.
Масса тормозного оборудования для
грузовых и маневровых локомотивов, при выполнении тормозной рычажной системы по
схеме, принятой на электровозе ВЛ80с, можно принять равной 0,97 т. в расчете на
одну тележку.
Масса одной поводковой буксы,
используемой на современных грузовых электровозах, равна 0,311 т. Масса системы
подвешивания одного тягового двигателя, принятая на электровозах ВЛ80, принята
равной 0,04 т.
Масса кронштейнов крепления
поводковых букс к раме тележки в расчете на одну тележку составляет
приблизительно 35% от массы боковин рамы. Для противоотносного устройства,
применяемого в конструкции экипажной части электровозов ВЛ80 с ,
рекомендуется масса, равная 0,148 т в расчете на одну тележку.
Масса пневматического монтажа и
прочих мелких деталей принимаем равной 0,08 т в расчете на одну тележку.
По результатам расчетов, выполненных
в настоящем разделе, составляем упрощенную весовую ведомость локомотива
(таблица 2.8).
Таблица 2.8 - Упрощенная весовая
ведомость локомотива
Кронштейн
крепления поводковых букс
Унифицированная
колёсная пара с двумя зубчатыми колёсами
Кронштейн
подвески тягового двигателя
Первая
ступень рессорного подвешивания
Пневматический
монтаж и прочие детали
. Проектирование и расчет системы буксового
рессорного подвешивания локомотивов
Известно, что тяговые свойства, прочность узлов
и плавность хода локомотива во многом зависят от конструкции его рессорного
подвешивания. Правильно спроектированное рессорное подвешивание должно
обеспечивать наименьшее динамическое воздействие на путь, наилучшую амортизацию
ударов, передаваемых локомотиву при движении колес по неровностям пути,
выравнивание нагрузок колесных пар и отдельных колес и возможно более высокий
коэффициент использования сцепного веса при движении в обоих направлениях,
удобство осмотра и ремонта изношенных деталей в эксплуатационных условиях,
нормальные условиях работы локомотивной бригады.
От конструкции и параметров системы рессорного подвешивания
в большей мере зависит напряженное состояние узлов механической части,
определяемое соотношением силовых факторов, действующих на подрессоренные части
локомотивов. К этим факторам относятся прежде всегда вертикальные статические и
динамические усилия, направляющие горизонтальные усилия в кривых, а так же
поперечные усилия, возникающие придвижение в прямых участках пути. Кроме того,
соотношением указанных факторов определяются условия устойчивости локомотива
против схода с рельсов, то есть степень безопасности и плавность хода.
В соответствии с техническими требованиями к
проектируемым локомотивам по условиям прочности, динамики и воздействию на
путь, современные магистральные локомотивы, и электровозы в частности, должны
иметь двухступенчатое или двухъярусное подвешивание; первая ступень
обеспечивает опирание рамы тележки на буксы колесных пар (буксовое
подвешивание), а вторая ступень, образованная боковыми или центральными
супругами опорами, обеспечивает связь рамы кузова с рамами тележек (центральное
подвешивание). Преимущество такого подвешивания заключается в упругой опоре
кузова на тележки, что позволяет разделить их массы. Кроме того, появляется
возможность конструктивно просто получить мягкое рессорное подвешивание с
большим суммарным статическим прогибом. Оба эти фактора значительно уменьшают
воздействие локомотива на путь.
Система буксового рессорного подвешивания
проектируемого локомотива состоит из листовых рессор, цилиндрических однорядных
пружин, резиновых деталей, гасителей колебаний фрикционного или гидравлического
типа.
Листовые рессоры представляют собой упругие
элементы и одновременно обладают способностью гасить вертикальные колебания за
счет сил трения, возникающих между листами при прогибах рессор. Листовые
рессоры в соответствии с ГОСТом 1425-91 изготовляются, из листов
рессорно-пружинной кремнистой стали марок 55С 2 и 60С 2 .
Листы рессоры, имеющие одинаковую длину (для
электровозов, как правило, верхние), называются коренными, причем последний
коренной лист в некоторой литературе называют подкоренным. Остальные листы
рессоры имеют различную длину и носят название наборных. Количество коренных
листов m по , включая и
подкоренной, может быть от 2 до 4, количество наборных листов n - от 4 до 13. Для
предотвращения поперечного сдвига листы обычно выполняются из желобчатой стали.
В горячем состоянии листы изгибают так, что более короткие листы имеют большую
кривизну и тем самым обеспечивается их плотное прилегание. В результате
последующей термообработки методом закалки при температуре 870 0 С в
масле и отпуске при вторичном нагреве до 470 0 С.
Для повышения выносливости металла листы рессора
после термообработки подвергают дробеструйному наклепу, а для повышения
чувствительности рессоры к изменению нагрузки и уменьшения износа листов их
поверхности перед сборкой покрывают смесью машинного масла (25%), солидола
(25%) и графита (50%). В средней части на пакет листов в горячем состоянии
надевают хомут, изготовленный из углеродистой стали 10 или Ст. 3, и обжимают
его одновременно со всех сторон на прессе.
Ширина b и h листов выбирается из размерного
ряда по ГОСТу 7419-90, за длину рессоры L принимают расстояние между центрами
отверстий коренного листа. Так как оно изменяется в зависимости от нагрузки, то
различают длину рессоры в свободном состоянии (без нагрузки) и расчетную длину
(при расчетной нагрузке). Внешний вид листовой рессоры, применяемой на
электровозах серии ВЛ80Т, С, а также некоторые ее геометрические размеры
приведены на рис. 3.1
Рис. 3.1 Листовая рессора электровоза ВЛ 80 Т,С
При упрощенном расчете листовых рессор обычно
пользуются формулами идеализированной рессоры, не учитывая при этом ряд
факторов, имеющих место в реальных условиях: трение между листами, заделку
листов под нагрузкой и др. Рессора при таком расчете рассматривается как балка
расчетной длины, нагруженная по концам и опирающаяся посередине (рис. 3.2).
Исходными данными для расчета принимаем: количество наборных листов m = 3, количество
наборных листов n = 7, ширина листа b = 0,12 м, толщина листа h = 0,016 м,
ширина хомута а = 0,14 м, расчетная длина рессоры L = 1,4 м.
Рис. 3.2. Расчетная схема листовой рессоры
Величина статической нагрузки рессоры в
килоньютонах определяется по формуле:
где 2П - нагрузка от колесной пары на рельсы,
кН;
М н -неподрессоренная масса,
приходящаяся на одну ось при опорно-осевом подвешивании тяговых двигателей,
состоит из массы колесной пары, букс, половины массы тягового двигателя,
шестерен, кожухов зубчатых передач и других деталей, укрепленных на двигателе,
а также, согласно (9), 2/3 массы листовых рессор, т.е.
М н =М кп +2·М букс +0.5·
(М тед +М кпд )+М ш +М кзп +4/3·М лр ,
(3.2)
где М кп - масса колесной пары и двух
зубчатых колес;
М тед - масса кронштейна подвески
тягового двигателя;
М кзп - масса кожуха зубчатой передачи;
Рессора, представленная расчетной
схемой рис. 3.2, под действием внешней нагрузки испытывает деформацию изгиба и
возникающие при этом напряжения мегапаскалях (МПа) и рассчитывают
по формуле:
Для обеспечения достаточной
прочности листовой рессоры в условиях эксплуатации, напряжения, рассчитанные по
(3.3), не должны превышать некоторое допускаемое значение ( ) с учетом
коэффициента запаса статической прочности, то есть должно выполняться условие:
где - м
Похожие работы на - Проектирование локомотива Дипломная (ВКР). Транспорт, грузоперевозки.
Лирический Герой Блока Сочинение
Реферат Александр 3 И Его Реформы
Центр Бухгалтерского Обслуживания Отчет Предприятия По Практике
Как Организовать Время Сочинение
Эссе Чист
Курсовая работа по теме Свобода совести и вероисповедания в России
Реферат: Конституционное право и проблемы его реализации
Алгебра 7 9 Класс Контрольные Работы Кузнецова
Курсовая Работа На Тему Особливості Функціонування Підприємства На Фондовому Ринку
Шпаргалки На Тему Промышленное Выращивание Грибов
Реферат: Засади судочинства та судова система
Курсовая работа по теме Проектування транспортно-технологічних процесів в агропромисловому комплексі
Курсовая работа по теме Проблемы социальной работы с молодежью
Правовая Информатика И Информационное Право Реферат
Фф Дипломная Работа Юнмины Фикбук
Личностно-деятельный подход в образовательном процессе
Дипломная работа по теме Методология учета, анализа и аудита финансовых результатов коммерческой организации
Курсовая работа: Расчет стального газопровода
Эссе По Правоведению Примеры
Реферат по теме История советской космонавтики
Контрольная работа: Определение и основные черты западной социологии XX в.
Похожие работы на - Темпы развития парциальных кустов брусники обыкновенной Vaccinium vitis-idaea L
Курсовая работа: Государственный бюджет сущность, структура, функции