Диплом новый 09.06.16 . вечер. (Улучшение эксплуатационных характеристик тепловоза ТЭ10МК)

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.…………………………………...………………..………………… 7

1 АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ЭКИПАЖНОЙ

ЧАСТИ ТЕПЛОВОЗА ТЭ10..................................................................................9

1.1 Тележка тепловоза.........................................................................................9

1.2 Рама тележки................................................................................................12

1.3 Колесно-моторный блок..............................................................................15

1.4 Рессорное подвешивание............................................................................16

1.5 Опорно-возвращающее устройство...........................................................21

1.6 Развеска тепловоза.......................................................................................24

2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕЙСТВУЮЩИХ СИЛ НА КОЛЕСНУЮ ПАРУ…..34

2.1 Определение силы действующей в зубчатом зацеплении.......................34

2.2 Определение силы тяги локомотива приложенного

к центру колесной пары...................................................................................40

2.3 Определение сил действующих на левую и правую стороны колес согласно момента ТЭД........................................................................................40

2.4 Определение разгружающих и догружающих сил в раме тележки в

зависимости от колесной формулы и расположения ТЭД...........................42

3 ВЕРТИКАЛЬНЫЕ КОЛЕБАНИЯ ТЕЛЕЖЕЧНОГО ЭКИПАЖА ЛОКОМОТИВА………………………………………………………………….44

3.1 Линейная колебательная система...............................................................44

3.2 Оценка роли рессорного подвешивания локомотива...............................48

3.3 Динамическая нагрузка от колесной пары локомотива на рельсы…….52

3.4 Демпфирование вертикальных колебаний в рессорном

подвешивании локомотива …………………………………………………..54

3.5 Энергетический метод расчета параметров гасителей колебаний…….59

3.6 Расчет упругого элемента и дополнительного резервуара……………..67

4 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РЕССОРНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ ТЕПЛОВОЗОВ ТЭ10……………......73

4.1 Общая характеристика показателей оценки экономической

эффективности технических решений……………………………………...73

4.2 Определение затрат на внедрение и реализацию технического решения…………………………………………………………………….……....80

4.3 Определение экономического эффекта………………………………….81

4.4 Определение сроков окупаемости затрат на модернизацию………….84

5 ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ МОДЕРНИЗАЦИИ РЕССОРНОГО ПОДВЕШИВАНИЯ ТЕПЛОВОЗОВ ТЭ10…….………….86

5.1 Опасные и вредные производственные факторы……………………….86

5.2 Требования безопасности перед началом работы……..………..………89

5.3 Требования безопасности при ремонте узла……………………...…….89

5.4 Требования безопасности при использовании инструмента и приспособлений…………………………………………...…………………………91

5.5 Требования безопасности при ремонте экипажной части……………..93

5.6 Требования безопасности по окончании работы……………………….97

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………..………………………..….98

Список используемых источников…………………………..………………..99

Уменьшенные копии демонстрационных листов..........................................101

ВВЕДЕНИЕ

Железнодорожный транспорт – многоотраслевое хозяйство, занимающее одно из важных частей материально-технической базы экономики страны. Железнодорожный транспорт, продолжая процесс производства в сфере обращения товаров, оказывает существенное влияние на эффективность общественного производства. Он должен иметь необходимые резервы пропускных и провозных способностей и развиваться в соответствии с развитием всех отраслей народного хозяйства. Ведущее место в нем по праву занимает локомотивное хозяйство, где сосредоточено более 12 % основных производственных фондов железных дорог и около 22 % работников железнодорожного транспорта. На его долю приходится свыше 30 % эксплуатационных расходов. Интенсивность работы железнодорожного транспорта очень высокая, главной задачей отрасли является полное и своевременное удовлетворении потребностей потребителей в перевозках, при безусловном обеспечении безопасности движения и сохранности перевозимых грузов. С этой целью необходимо, в частности, повысить уровень использования и надежности работы подвижного состава. Для этого необходимо обладать достоверной информацией о работе подвижного состава в эксплуатации, выяснить причины его отказов и принять все возможные меры к их ликвидации. Успешное решение железнодорожным транспортом России задач, поставленных современной экономикой, в большей мере зависит от обеспечения высокой надежности подвижного состава. Современный тепловоз представляет собой сложную систему большой мощности, который имеет различное оборудование.

Задача данного дипломного проекта состоит в улучшении гасителя колебаний, работа которого будет надежней и долговечней. Применение пневматического демпфера с оптимальными параметрами на тепловозе ТЭ10 позволяет снизить виброускорения обрессоренных масс в низкочастотной области колебаний на 30 % по сравнению с фрикционным демпфированием. На путях удовлетворительного состояния снижение демпфирующей способности фрикционных гасителей колебаний может достигать 50 %, что существенно ухудшает плавность хода тепловоза. Актуальность данного вопроса обусловлена новыми экономическими условиями, в которых работает железнодорожный транспорт, они ставят в числе первоочередных задач эффективное использование ресурсов локомотивного парка с высокой эксплуатационной надежностью для обеспечения безопасности движения поездов.

1 АНАЛИЗ КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ЭКИПАЖНОЙ ЧАСТИ ТЕПЛОВОЗА ТЭ10

1.1 Тележка тепловоза

На тепловозе ТЭ10М применена тележка трехосная с индивидуальным приводом каждой колесной пары через односторонний и одноступенчатый тяговый редуктор от тягового электродвигателя постоянного тока ЭД-118А с польстерной системой смазывания или электродвигателя ЭД-118Б с циркуля-ционной принудительной системой смазывания моторно-осевых подшипников (МОП), представленная на рисунке 1.1. Установка ТЭД на тележке выполнена опорно-осевой с рядным их расположением. Такое расположение ТЭД позволяет улучшить использование сцепной массы (на 10 – 12 %) за счет однозначного распределения нагрузок по осям от тяги при движении тепловоза.

Рама тележки связана с колесными парами через поводковые бесчелюст-
ные буксы с жесткими осевыми упорами качения одностороннего действия.
Такая связь позволяет передавать от колесных пар на раму тележки упруго
без трения скольжения и зазоров силы тяги и торможения, поперечные силы
при набегании на рельс, а также обеспечивать симметричность и параллель-
ность осей колесных пар в раме тележки и относительные вертикальные ее
колебания. Жесткость поводков буксы в поперечном направлении составляет 35•10⁵ Н/м, в продольном – 240•10⁵ – 280•10⁵ Н/м. Кроме того, для
уменьшения воздействия тепловоза на путь увеличена поперечная подвиж-
ность средней колесной пары за счет установки ее в буксах со свободным
осевым разбегом ±14 мм.

Рессорное подвешивание тележки индивидуальное с пружинными комп-
лектами на каждый буксовый узел. Оно без учета поводков обеспечивает

Рисунок 1.1 – Тележка тепловоза ТЭ10М: 1 – рама тележки; 2 – колесно-моторный блок; 3 – пружинный комплект рессорного подвешивания; 4 – опорно-возвращающее устройство; 5 – рычажная передача тормоза; 6 – тормозной воздухопровод; 7 – песочный трубопровод тележки.

статический прогиб 126 мм и под статической нагрузкой зазор 40–50 мм между корпусом буксы и боковиной рамы тележки, необходимый во избежание ударов при колебаниях надрессорного строения, возникающих при движении тепловоза и зависящих от состояния пути. Каждый пружинный комплект установлен с прокладками, которые служат для регулирования распределения нагрузок по осям тепловоза.

Параллельно индивидуальному буксовому рессорному подвешиванию
включены фрикционные гасители колебаний сухого трения, которые способны
одновременно гасить все три вида колебаний: подпрыгивание, галопирование
и поперечную качку. Демпфирование колебаний регулируется изменением
силы трения и на основании испытаний тепловоза обеспечивается в диапазоне
5–6 % к подрессоренной массе, что соответствует коэффициенту демпфиро-
вания 4–5, представляющему собой отношение работы сил трения фрикцион-
ных гасителей к работе упругих сил системы рессорного подвешивания при
изменении прогиба от нуля до статического.

В конструкции тележки применен пневматический индивидуальный (для
каждого колеса) колодочный тормоз с двусторонним нажатием чугунных
гребневых тормозных колодок на колеса тепловоза. Каждое колесо обслужи-
вается одним тормозным цилиндром через рычажную передачу с общим пере-
даточным числом, равным 7,8. Рычажная передача имеет между тормозными
колодками поперечные триангели, что обеспечивает более надежное удержание колодок от сползания с бандажей и возможность применения безгребневых секционных тормозных колодок. Установочный выход штока тормозного цилиндра 55 мм при зазоре 7 мм между колодкой и бандажом. Эксплуатационный размер выхода штока в пределах 55–120 мм. Для его регулировки на продольных тягах рычажной передачи установлены регуляторы выхода штока тормозного цилиндра типа «винт-гайка».

Нагрузка от надтележечного строения тепловоза передается на четыре
комбинированные с резинометаллическими элементами роликовые опоры,
которые размешены на боковинах рам тележек. Каждая опора по отношению
к центру поворота тележки установлена так, что роликовой частью обеспе-
чивается поворот тележки и возвращающий момент, а поперечное перемеще-
ние кузова достигается за счет поперечной свободно-упругой подвижности шкворня и сдвига каждого комплекта из семи резинометаллических
элементов, установленных на верхней плите роликовой опоры. Как возвра-
щающий момент, так и момент упругих сил опор обеспечивают гашение отно-
сительных колебаний кузова и тележек в горизонтальной плоскости (без уста-
новки дополнительных демпферов) при движении тепловоза со скоростью до
120 км/ч. При таком опорно-возвращающем устройстве возможен устойчи-
вый максимальный поворот тележки (с учетом относа) относительно кузова
до 5^º, а упругое опирание кузова позволяет получить дополнительный прогиб
до 20 мм в рессорном подвешивании тепловоза.

Сила тяги от рамы тележки на кузов передается шкворневым узлом, обес-
печивающим поперечную свободно-упругую подвижность шкворня кузо-
ва ±40 мм. Шкворень также является осью поворота тележки в горизонталь-
ной плоскости. Вследствие минимального одинакового значения колесной
базы тележки (1850×2 мм) и рядного расположения ТЭД шкворневой узел
размещен на продольной балке со смещением на 185 мм от оси средней колес-
ной пары.

Конструкция тележки, тяговый привод, система связи ее с кузовом обеспе-
чивают максимально возможный коэффициент сцепления, а также расчетный
коэффициент использования сцепной массы, равный 0.90. что значительно вы-
ше по сравнению с тепловозами на челюстных тележках.

1.2 Рама тележки

Рама тележки предназначена для размещения колесно-моторных блоков
(КМБ) с рессорным подвешиванием, тормозного исполнительного оборудова-
ния, опорных устройств надтележечного строения и механизма передачи силы
тяги на кузов тепловоза. При эксплуатации рама тележки, кроме статических
нагрузок от массы кузова с оборудованием, силы тяги (торможения) и реак-
ций от ТЭД, подвергается большим динамическим вертикальным и горизон-

тальным нагрузкам. Рама тележки представлена на рисунке 1.2. Рама тележки сварной конструкции. Основу рамы образуют две боковины 12 и 15, жестко связанные поперечными балками 7,8 и 10, переднее концевое крепление 14 и шкворневая балка 9. Боковина представляет собой замкнутый профиль коробчатого сечения, сварена из стальных листов толщиной: боковых 10 мм, верхнего 14 мм, нижнего 22 мм. Сверху на боковины установлены платики 13 опор, снизу приварены подкладки 16 под пружины литые кронштейны 3 и 1,