Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

методички / 4018 ЭИ

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
14.05.2019
Размер:
1.2 Mб
Скачать

4018

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Локомотивы»

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПЕРЕДАЧИ ЛОКОМОТИВОВ

Методические указания к выполнению практических работ для обучающихся по специальности 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог»,

специализация «Локомотивы» очной и заочной форм обучения

Составители: В.В. Иванов С.Г. Фролов Т.В. Щербицкая

Самара

2016

1

УДК 629.424.1.064.5.004.67

Электрические передачи локомотивов : методические указания к выполнению практических работ для обучающихся по специальности 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог», специализация «Локомотивы» очной и заочной форм обучения / составители: В.В. Иванов, С.Г. Фролов, Т.В. Щербицкая. – Самара : СамГУПС, 2015. –

30 с.

В настоящих методических указаниях изложены методы расчета основных параметров электрической передачи тепловоза, определение передаточного числа тягового редуктора и основных параметров ТЭД.

Методические указания составлены в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования.

Утверждены на заседании кафедры от 30.03.2016, протокол №1. Печатаются по решению редакционно-издательскогосовета университета.

Составители: Иванов Виталий Викторович Фролов Сергей Геннадьевич Щербицкая Татьяна Васильевна

Рецензенты: д.т.н., профессор СамГУПС Д.Я. Носырев; к.т.н., доцент СамГУПС П.В. Шепелин

Подписано в печать 23.05.2016. Формат 60х90 1/16. Усл. печ. л. 1,88. Заказ 85.

© Самарский государственный университет путей сообщения, 2016

2

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Основне цели выполнения практических работ по дисциплине «Электрические передачи локомотивов» – обобщение и систематизация теоретических знаний обучающихся, выработка навыков их практического применения.

При выполнении практических работ необходимо придерживаться следующих основных положений.

Пояснительная записка и графическая часть должны выполняться в соответствии с требованиями ЕСКД и ЕСТД. Пояснительная записка пишется на листах формата А4 (297х210 мм), с обязательным оставлением полей в соответствии с ГОСТ; на титульном листе необходимо указывать: министерство, вуз, кафедру, дисциплину, фамилию и инициалы студента и преподавателя, номер группы или шифр (для заочников), а также год выполнения работы.

Выполнение практических работ направлено на формирование следующих компетенций:

ПК-11– способность применять полученные знания для разработки и внедрения технологических процессов, технологического оборудования и технологической оснастки, средств автоматизации и механизации;

ПСК-1.5– знание электрического оборудования автономных локомотивов и особенности его эксплуатации; умение рассчитывать элементы и узлы электрического оборудования автономных локомотивов, применять методы моделирования и расчета электрических схем силовых цепей и цепей регулирования электрической передачи, цепей управления и защиты электрического оборудования; владение навыками чтения и разработки электрических схем автономных локомотивов, навыками определения неисправностей в электрических схемах и настройки элементов электрического оборудования автономных локомотивов;

ПК-15– владение основами устройства железных дорог, организации движения и перевозок; умение различать типы подвижного состава и его узлы, определять требования к конструкции подвижного состава; владение правилами технической эксплуатации железных дорог, основными методами организации работы железнодорожного транспорта, его структурных подразделений, основами правового регулирования деятельности железных дорог; владение методами расчетаорганизационно-технологическойнадежности производства, расчета продолжительности производственного цикла, методами оптимизации структуры управления производством, методами повышения эффективности организации производства, обеспечения безопасности и экологичности производственных процессов, применяемых на железнодорожном транспорте; умение ориентироваться в технических характеристиках, конструктивных особенностях и правилах ремонта подвижного состава, способность оценивать его технический уровень.

3

ПК-32– готовность к организации проектирования подвижного состава; умение разрабатывать кинематические схемы машин и механизмов, определять параметры их силовых приводов, подбирать электрические машины для типовых механизмов и машин, обосновывать выбор типовых передаточных механизмов к конкретным машинам; владение основами механики и методами выбора мощности, элементной базы и режима работы электропривода технологических установок; владение технологии разработки конструкторской документации, эскизных, технических и рабочих проектов элементов подвижного состава и машин,нормативно-техническойдокументов с использованием компьютерных технологий.

Для успешного выполнения практикума по дисциплине «Электрические передачи локомотивов» обучающийся должен иметь базовую подготовку по следующим дисциплинам: «Математика» и «Физика» в объеме курса средней и высшей школы, «Сопротивление материалов», «Теоретическая механика», «Теория механизмов и машин и основы конструирования», «Гидравлика и гидропривод».

Теоретические дисциплины, для которых освоение данной дисциплины необходимо как предшествующее: «Теория и конструкция локомотивов».

В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать: виды передачи автономных локомотивов, их характеристики, технико-

экономические показатели, особенности эксплуатации и технического обслуживания; принципы построения и действия электрических передач автономных локомотивов; характеристики и режимы работы, способы регулирования и конструкцию тяговых электрических машин и статических преобразователей автономных локомотивов; перспективы технического развития и задачи совершенствования электрических передач автономных локомотивов;

уметь: применять методы расчета характеристик и параметров электрических передач автономных локомотивов, использовать основные методы расчета конструкции тяговых электрических машин и статических преобразователей автономных локомотивов;

владеть: методами выбора элементов электрических передач автономных локомотивов и анализатехнико-экономическихпоказателей работы электрических передач; навыками эксплуатации, испытаний и настройки электрических передач автономных локомотивов.

ЗАДАНИЕ НА ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

Исходные данные: эффективная мощность дизеля, тип тепловоза, сцепной вес тепловоза, диаметр движущихся колес и конструкционная скорость.

4

Таблица 1

Исходные данные для выполнения практических работ

Наименование

 

Номер варианта (последняя цифра зачетной книжки)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эффективная мощность дизеля

2250

2090

1470

2390

950

2800

2800

2290

880

2050

Ne, кВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тип тепловоза *

Г

П

М

Г

М

Г

П

П

М

Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сцепной вес тепловоза Рсц, кН

1300

1200

1250

1300

1100

1320

1360

1300

1300

1240

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диаметр движущихся колес Дк, мм

1050

1050

1250

1020

1050

1250

1220

1250

1050

1050

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*Г – грузовой; П – пассажирский; М – маневровый

Таблица 2

Конструкционная скорость тепловоза

 

 

Номер варианта (предпоследняя цифра зачетной книжки)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скорость, км/ч

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

100

120

90

110

120

90

110

80

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ (ЭП) ТЕПЛОВОЗА. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К РАСПОЛОЖЕНИЮ ОТДЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЭП

Цель работы: приобретение практических навыков определения основных параметров электрической передачи, при определении основных параметров пользоваться требованиями к расположению отдельных элементов электрической передачи.

Краткие теоретические сведения

Мощность дизеля, отдаваемая на тягу (эффективная мощность дизеля за вычетом вспомогательных нужд), кВт:

Nд Nе N,

(1)

где N (0,08 0,15) Ne – расход мощности на привод вспомогательных агрегатов тепловоза.

Мощность на зажимах тягового генератора (ТГ), кВт:

 

PГNд Г,

(2)

где Г г с ву (0,945 0,96) 0,993 – КПД синхронного генератора и выпрямительной

установки;Г гп 0,93 0,95 – КПД генератора постоянного тока.

5

Расчетная сила Fкр в кН определяется из условий реализации коэффициента тяги на расчетном подъеме:

FкрРсц кр,

(3)

где Рсц – сцепной вес тепловоза, кН;

кр коэффициент тяги на расчетном подъеме.

Впрактической работе следует принять:

кр 0,18 0,20 – для грузовых тепловозов;

кр 0,13 0,15 – для пассажирских тепловозов;

кр 0,14 0,16 – для маневровых тепловозов.

Скорость на расчетном подъеме (скорость продолжительного ограничение по нагреву ТЭД), км/ч:

v р 3,6 Nд эп , Fкр

где эп 0,84 – КПД электрической передачи тепловоза (ЭПТ). Мощность на зажимах ТЭД, кВт:

РпдPcГ ,

где c – количество ТЭД тепловоза. Мощность на валу ТЭД, кВт:

РдPnд ТЭД,

где ТЭД 0,89 0,92 – КПД тягового электродвигателя.

Порядок выполнения работы

1.Определить мощность дизеля.

2.Определить мощность дизеля на зажимах тягового генератора.

3.Рассчитать силу тяги на расчетном подъеме.

4.Определить скорость на расчетном подъеме.

5.Определить мощность на зажимах ТЭД и на валу ТЭД.

6.Составить отчет.

режима –

(4)

(5)

(6)

Содержание отчета: название работы; цель работы; содержание варианта задания; анализ результатов; выводы.

6

Контрольные вопросы

1.Что называется мощностью дизеля ?

2.Что такое КПД?

3.Что называется расчетной силой тяги?

4.Чем отличается расчетный подъем от максимального?

5.Какие существуют ограничения по тяговой характеристике?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ МОТОРНО-ОСЕВЫХПОДШИПНИКОВ И ТРАВЕРСНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ ТЭД. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ

Цель работы: определить основные параметры зубчатой передачи, частоту вращения якоря ТЭД, передаточное число тягового редуктора, диаметр делительной окружности, определение централиопорно-осевойподвески.

Краткие теоретические сведения

Габаритные размеры ТЭД весьма ограничены, поэтому их необходимо связывать с основными параметрами зубчатой передачи.

При опорно-осевомподвешивании (рис. 1) ТЭД опирается жестко одной стороной на движущую ось колесной пары2 при помощимоторно-осевыхподшипников; другой стороной опорным приливом3 упруго через пружинную подвеску4 на раму тележки5. Крутящий момент ТЭД передается парой зубчатых колес. Ведущая шестерня6, напрессованная на конический хвостовик якоря ТЭД, находится в зацеплении с ведомым зубчатым колесом7, напрессованным на ось2 или ступицу колесного центра. Кожух8 состоит из двух разъемных половин и крепится к ТЭД.

При опорно-осевомподвешивании двигателя размеры его ограничиваются расстоянием между внутренними гранями бандажей колесных пар и наименьшим расстоянием от корпуса двигателя до головки рельса «а». Чтобы увеличить его (и возможные габариты двигателя), размещают ось ТЭД несколько выше оси колеса. Для тепловозных ТЭД размер «х» выбирают в пределах 20÷40 мм.

Частоты вращения якоря ТЭД в продолжительном режиме работы nн (об/мин) и соответствующая скорость тепловозаvр (км/ч) связаны выражением:

n

 

5,3 103

i vP

,

(1)

H

DВK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где i – передаточное число тягового редуктора;DВК – диаметр движущего колеса, мм.

7

 

Ц

1

 

 

5

7

 

 

 

6

4

 

dз

 

Dk

 

В

2

 

х

 

Dз

3

 

h//

а

h/

 

8

 

Рис. 1. Эскиз опорно-осевойподвески ТЭД

Передаточное число тягового редуктора (ТР):

i

Dз

 

Z з

,

(2)

 

 

 

dз

zз

 

где Dз иdз – диаметры делительных окружностей большого и малого зубчатых колес, мм;Zз иzз – их число зубьев соответственно.

Передаточное число целесообразно иметь большим, так как при этом будет наибольшей частота вращения и наименьший номинальный вращающий момент МН, а следовательно, наименьшие размеры и масса двигателя.

Диаметр делительной окружности, мм:

 

Dз DВК 2 h h.

(3)

Необходимо, чтобы h 120

мм, h 20 25 мм. Предварительную величинуdз

определяют, задавшись i тягового редуктора, мм:

 

 

d

 

 

Dз

.

(4)

 

з

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

Принимают следующие значения i для тепловозов:i= 4,2÷4,9 для тепловозов приDВК=1050 мм;

i= 4,7÷5,3 для тепловозов приDВК=1250 мм;i=2,3÷3,5 для пассажирских тепловозов.

8

Затем выбирают модуль зацепления зубчатых колес тягового редуктора в зависимости от номинального момента на валу ТЭД из табл. 1.

 

 

 

Таблица 1

Определение модуля зацепления зубчатых колес ТР

 

 

 

 

МН, Н м

1000

2000

4000 и более

 

 

 

 

m, мм

8÷10

9÷11

10÷12

 

 

 

 

Номинальный момент определяют по формуле, кН:

 

 

 

 

F D

BK

10 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M H

P

 

 

 

,

 

 

 

 

 

(5)

 

 

2 i

зп m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где зп 0,985 – КПД тягового редуктора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Затем уточняют величину i

Z з

, при этом

 

z

 

15 зубьев, аZ

 

 

Dз

и z

 

 

dз

 

 

zз

 

 

 

 

з

 

 

 

з

 

m

 

з

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

должны быть целыми и по возможности взаимно простыми.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяют централь (расстояние между вертикальными осями ведомого колеса и

ведущей шестерни тягового редуктора), которая при обычно применяемой коррекции зацепления (для большого зубчатого колеса ξ = 0, а для малого ξ = +0,5) равна:

Ц

m

Z

 

z

0,5m .

(6)

 

з

2

 

з

 

 

 

 

 

 

 

Централь опорно-осевойподвески должна быть увязана с диаметром якоря (в мм), который предварительно определяют по формуле:

Dяk я3

 

Pпд

 

,

(7)

 

 

 

nн

 

где kя = 650÷750 для ТЭД с изоляцией класса В;kя = 600÷675 для ТЭД с изоляцией класса F .

Вписывание ТЭД в отпущенные для него габариты под тепловозом обеспечивается, если при опорно-осевойподвеске:

Dя 1,15Ц .

(8)

9

 

Нормализованный ряд диаметров якорей:

245, 280, 327, 368, 423, 493, 560, 660, 740, 850, 990 мм.

Правильность принятого Dя проверяют по допустимой максимальной окружной скорости якоряvя max , имеющей место при максимальной (конструкционной) скорости

локомотива, м/с:

vя max

Dя nmax 65 70

,

(9)

 

60

 

 

где nmax nн vmax .

vp

Далее определяют высоту (ширину) корпуса ТЭД, мм:

B

Dя

 

0,58 0,64 .

(10)

Расстояние от корпуса ТЭД до головки рельса, мм (см. рис. 1):

 

D

ВК

 

 

B

 

 

a

 

x

 

 

.

(11)

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

Это расстояние должно быть не менее 120 мм, при x = 20÷40мм.

Окончательно определяют частоту вращения якоря ТЭД в продолжительном режиме, об/мин:

п

 

5,3 103

i

v

 

(12)

н

 

p

DВК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Порядок выполнения работы

1.Выполнить расчеты в соответствии с методикой.

2.Начертить эскиз опорно-осевойподвески ТЭД в соответствии со своими размерами.

3.Составить отчет.

Содержание отчета: название работы; цель работы; содержание варианта задания; анализ результатов; выводы.

Контрольные вопросы

1.Что такое централь?

2.Какое бывает подвешивание ТЭД ?

3.Что такое КПД тягового редуктора ?

4.Как проверяют правильность принятого диаметра ?

10

Соседние файлы в папке методички

Калькулятор

Сервис бесплатной оценки стоимости работы

  1. Заполните заявку. Специалисты рассчитают стоимость вашей работы
  2. Расчет стоимости придет на почту и по СМС

Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности и на обработку персональных данных.

Номер вашей заявки

Прямо сейчас на почту придет автоматическое письмо-подтверждение с информацией о заявке.

Оформить еще одну заявку