Пояснительная записка (1225872), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Для увеличения сцепленияколес с рельсами самым эффективным средством оказался кварцевыйпесок;3) равномерность нагрузок от колесных пар на рельсы. Наибольшую силутяги локомотива можно получить при равномерном распределении весалокомотива между движущими колесными парами, чтобы каждая из нихразвивала наибольшую силу тяги. В действительности достичьравномерных нагрузок от колесных пар на рельсы трудно. Если встатическом состоянии это можно сделать за счет регулированиярессорного подвешивания, то при реализации силы тяги (движениилокомотива) возникает неизбежное перераспределение нагрузок за счетвозникающего опрокидывающего момента;4) колебаниянадрессореннойчастилокомотива.Колебаниянадрессоренной части вызываются в основном прогибом рельсовогопути и периодическими ударами колес на стыках рельс.
При колебанияхкузова и тележек локомотива каждая колесная пара то разгружается, топерегружается вследствие прогиба рессор и пружин рессорногоподвешивания. В момент разгрузки колесная пара может потерятьсцепление с рельсом, а при перегрузке - восстановить его. Наступает такназываемое прерывистое (перемежающееся) боксование. В том случае,когдасцеплениеневосстанавливается,начинаетсяразносноебоксование со значительным увеличением частоты вращения колеснойпары. Колебания локомотива, а, следовательно, и степень разгрузкиколесных пар зависят от конструкции его экипажной части, жесткостирессорного подвешивания и характеристик гасителей колебаний,жесткости пути и наличия на нем неровностей (стыков), а также отскорости движения.
С увеличением скорости движения локомотивавозрастает амплитуда колебаний, вызывающих снижение сцепления;5) расхождение характеристик тяговых электродвигателей и диаметровколесныхИзм.Лист№ докум.пар.ПодписьЗаДатасчетрасхожденияхарактеристикДП 190301.65.11.151.ПЗтяговыхЛист14электродвигателей различные движущие колесные пары развиваютразные силы тяги. При прочих равных условиях колесная пара, котораяразвивает большую силу тяги, раньше потеряет сцепление с рельсами иначнет боксовать. Увеличение диаметра колес увеличивает поверхностьопорной площадки колеса на рельс и, как следствие, сцепление.Увеличение диаметра колес тепловозов с 1050 до 1250 мм можетповысить силу сцепления на 10 %.
Напротив, прокат бандажейуменьшает площадь контакта, повышает давление в его зоне и снижаетсцепление. Если быстроходный тяговый двигатель будет установлен наколесную пару с наибольшим диаметром колес, то на ее ободах будетразвиваться наибольшая сила тяги по сравнению с остальными, и онапервой будет терять сцепление.
Неравномерность в реализуемых силахтяги разными колесными парами уменьшится, если на колесную пару сменьшим диаметром бандажей устанавливать быстроходные тяговыеэлектродвигатели, а на колесные пары с большим диаметром электродвигатели, имеющие меньшие частоты вращения;6) тип тягового привода. При индивидуальном приводе каждое колесо иликолесная пара может боксовать независимо друг от друга, при групповом- возможно боксование или юз всех связанных друг с другом колесныхпар. Следовательно, вероятность боксования при одной и той же силетяги при индивидуальном приводе несколько выше, чем при групповом;7) жесткость характеристик тяговых электродвигателей и схемы включениядвигателей.
При жестких характеристиках и параллельном включениитяговых электродвигателей возникшее боксование гасится быстрее;8) проскальзывание колес. Проскальзывания колесных пар возникаютвследствие конусности бандажей и при разности диаметров колес однойколесной пары. Наибольшие проскальзывания возникают при каченииколесной пары в кривых участках пути, когда по внешнему рельсу онадолжна пройти больший путь, чем по внутреннему. Здесь конусностьбандажа в какой-то мере компенсирует разницу в длине проходимогоИзм.Лист№ докум.ПодписьДатаДП 190301.65.11.151.ПЗЛист15пути вследствие прижатия колесной пары к внешнему рельсу и каченияпо нему колеса большим диаметром;9) скорость движения локомотива. С возрастанием скорости движениялокомотива уменьшаются площадь контакта колеса с рельсом, егопродолжительностьи,какследствие,силымежмолекулярноговзаимодействия между ними, увеличиваются колебания всех частейлокомотива, что вызывает периодические перегрузки и разгрузкиколесных пар.
Все это приводит к уменьшению сцепления колес срельсами.10) техническое состояние тяговых средств. В частности:а) при расхождении параметров обмоток возбуждения ТЭД происходитотклонение от средних значений токов якорей и соответственновращающих моментов движущих колес;б) по данным ВНИИЖТа, расхождение мощностей дизель-генераторныхустановок тепловозов, измеренных до и после профилактическихремонтов, составляет 4-5 %, а партия эксплуатируемых тепловозовимела либо заниженную на 30-50 %, либо завышенную на 10-15 %мощность;11) атмосферные условия:а) с понижением давления уменьшаются плотность воздуха передтурбокомпрессором и перед впускными устройствами дизеля,уменьшается давление наддува и заряд воздуха в его цилиндрах.
Присохранении постоянной цикловой подачи топлива и уменьшениизарядавоздухаснижаетсякоэффициентизбыткавоздуха,ухудшаются смесеобразование и сгорание топлива, снижаютсядавлениерабочегопроцесса,индикаторнаямощность,индикаторный и механический КПД, топливная экономичность. Помере снижения атмосферного давления повышается температуравыпускныхгазовитепловаянапряженность,чтоможетограничивать нагрузку дизеля и силу тяги тепловоза;Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаДП 190301.65.11.151.ПЗЛист16б) с ростом температуры воздуха уменьшается его плотность, степеньповышения давления в турбокомпрессоре и снижается давлениенаддува. При постоянных частоте вращения коленчатого вала дизеляи цикловой подаче топлива уменьшаются масса и коэффициентизбытка воздуха, давление рабочего процесса и индикаторный КПД,возрастают температура рабочего цикла и выпускных газов, потеритеплоты.Тяговые характеристики тепловозов наиболее точно получают порезультатам испытаний на опытном кольце ВНИИЖТа и приводят в ПТР.При отсутствии опытных данных тяговые характеристики можнопостроить, если известны внешняя характеристика тягового генератора,электромеханические характеристики и номинальная мощность тэд тяговогоэлектродвигателя, передаточное число зубчатой передачи и диаметр движущихколес к [1].
Пример электромеханической характеристики представлен нарисунке 1.4.Дальнейшие расчеты производятся в следующем порядке:1) на электромеханической характеристике ТЭД задаемся током нагрузкид и находим соответствующие значения вращающего момента на валуд , к.п.д. двигателя д , частоты вращения якоря д ;2) определяем скорость движения д локомотива, соответствующуюданному току нагрузки по формуле:д = 0,188к д /;(1.1)3) определяем мощность, подведенную к двигателю д по формуле:д = 10−3 д.ном д ;4) определяемсоответствующую(1.2)рассчитанноймощностипотерюмощности в тяговом приводе Δ:Изм.Листд /д.ном , % . . . .
.200 150 125 100 75Δ, % . . . . . . .3,5№ докум.ПодписьДата3,02,760504030252,5 2,5 2,7 3,2 4,4 6,7 8,5ДП 190301.65.11.151.ПЗЛист17Рисунок 1.4 Рабочая электромеханическая характеристика тягового электродвигателя ЭД 1185) рассчитываем к.п.д. двигателя, подведенного к ободам движущейколесной пары з по формуле:з = д − Δ/100;6) находим касательную силу тяги(1.3)колесно-моторного блокакд ,соответствующую току нагрузки по формуле:Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаДП 190301.65.11.151.ПЗЛист18кд =2;к д э з(1.4)7) определяем касательную силу тяги тепловоза к по формуле:к = тд кд ;(1.5)8) задаемся позицией контроллера машиниста к ;9) в соответствии с током нагрузки д и позицией контроллера к ,определяем ток генератора г по формуле:г = д ;(1.6)10) с помощью внешней характеристики генератора и найденного токагенератора г находим напряжение генератора г , и соответствующее емунапряжение ТЭД д по формуле:д = г /;(1.7)11) производим корректировку в соответствие напряжению генератора гпо формуле: = дд − д д;д.ном − д д(1.8)12) наносим точку на характеристику к ().Задаваясь последовательным рядом значений тока нагрузки ТЭД даналогичным способом определяются координатные точки к (), соединивкоторые получаем тяговую характеристику.
При этом должны быть учтенырежимы регулирования по возбуждению тяговых двигателей. Для этого значениятоков следует принимать соответственно прямым и обратным переходам ППОП1, ОП1-ОП2, ОП2-ОП1, ОП1-ПП.Изм.Лист№ докум.ПодписьДатаДП 190301.65.11.151.ПЗЛист19Далее на характеристике должны быть показаны ограничения силы тяги.Задаваясь значениями скорости от 0 до с интервалом 10 км/ч,рассчитываются соответствующие коэффициенты сцепления и сила тягилокомотива по сцеплению по следующим формулам:4,22 + 5к = 0,118 +,27,5 + к = 0,118 +(1.9)(1.10)ксц = 1000э к ,(1.11)где расчетная формула (1.9) используется для тепловозов серий 2ТЭ10Л и ТЭ10,а расчетная формула (1.10) – для остальных серий тепловозов.Проанализируем тяговую характеристику исследуемого тепловоза 2ТЭ70(рисунок 1.5).Значения скоростей и соответствующих им касательных сил тягипредоставленыОАО«Коломенскийзавод»(ПриложениеА).Криваяограничения силы тяги по сцеплению рассчитана по формулам (1.10) и (1.).Ограничениепокоммутационномутокуотсутствует.характеристика ограничена конструкционной скоростьюТакжетяговаяк = 110 км/ч.Поэтому тяговую характеристику тепловоза 2ТЭ70 можно условно разделить надве области:1) I область имеет ограничение силы тяги по сцеплению;2) II область имеет ограничение силы тяги по конструкционной скорости.Анализируя тяговую характеристику тепловоза 2ТЭ70 можно заметить однуиз особенностей данного локомотива – конструкционная скорость тепловозанаходится в области ограничения силы тяги по сцеплению, что может бытьследствием недостаточной сцепной массы локомотива.Также, проанализировав порядок построения тяговых характеристик иограничения силы тяги по сцеплению, можно сделать следующие выводы:1) тяговая характеристика тепловоза 2ТЭ70 в I области зависит отфизическойИзм.Лист№ докум.природыПодписьДатасцепления,динамическихвоздействийДП 190301.65.11.151.ПЗиЛист20FК,НI областьII область900000800000700000VРFКСЦп9600000п11п13п15500000п1п3п5п7400000300000VК20000010000000102030405060708090100110V,км/чРисунок 1.5 Тяговая характеристика тепловоза 2ТЭ70случайных факторов, потери сцепления от перераспределения нагрузокмежду колесными парами и допускаемых расхождений тяговыххарактеристик и размеров экипажа.
При этом коэффициент сцепленияк представляет собой не физическое, а расчетно-нормативноезначение, используемое для тяговых расчетов массы и скоростидвижения поездов, так как обычно осредненные опытные данныексц (), по которым определены к , имеют примерно 20 % запаса поустойчивости движения в сравнении с предельными значениями ксц ();2) тяговая характеристика тепловоза 2ТЭ70 в II области зависит от:- эффективноймощноститепловоза,коэффициентазатратнавспомогательные нужды и к.п.д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
