Диплом ПЗ (1226353), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

На рисунке 4.1 представлены схемы сил, действующих на корпуса тяговых электродвигателей электровозов ВЛ80 и 2ЭС5К. В данных схемах приняты следующие допущения:

- скорость движения постоянна;

- потери на трение в узлах экипажа не учитываются;

- момент тягового двигателя на валу якоря равен электромагнитному;

- вес тел не учитывается;

- момент, действующий на вал якоря момент равен для двух электровозов.

При определении нагрузок, действующих в элементах тяговой передачи учитывается радиальная сила в зубчатом зацеплении.

Рисунок 4.1 – Схема сил, действующих на корпуса тяговых электродвигателей: а – для 2ЭС5К; б – для ВЛ80.

На рисунке приняты следующие обозначения:

- – момент, действующий на статор тягового двигателя, равный по величине электромагнитному, но противоположенный по направлению;

- – сила в зацеплении (сила со стороны зубчатого колеса);

- и – проекции реакций в наклонной подвеске тягового электродвигателя (угол наклона 9 градусов) 2ЭС5К;

- – реакция в подвеске тягового электродвигателя ВЛ80;

- – радиальная (распорная) сила в зацеплении;

- – расстояние между точками подвески двигателя;

- – высота точки подвеса тягового электродвигателя над уровнем осей колесных пар;

- – угол наклона централи к горизонту;

- – делительные диаметры шестерни и зубчатого колеса соответственно (0,117 м и 0,487 м).

Точка А является первой опорой двигателя совпадающей с продольной осью колесной пары. Точка В – вторая опора (подвижная) тягового двигателя. В точке А от действия нагрузок будут возникать реакции , , которые являются нагрузками вкладышей моторно-осевых подшипников и реакции в наклонной подвеске . Эти реакции были определены для электровоза ВЛ80 в пункте 3 для сил, приходящихся на статор тягового двигателя. Определения указанных реакций для «Ермака» производиться по уравнениям проекций на оси x и y и уравнениям моментов относительно точки А.

Уравнение проекций на ось x имеет вид

, (4.1)

из уравнения (4.1) реакция определяется

, (4.2)

уравнение проекций на ось y имеет вид

, (4.3)

из уравнения (4.3) реакция определяется

, (4.4)

уравнение моментов относительно точки А имеет вид

, (4.5)

из уравнения (4.5) реакция определяется

. (4.6)

Силу в зубчатом зацеплении определим из условия реализации электровозом силы тяги, т.е.

, (4.7)

где – нагрузка от колесной пары на рельсы;

– коэффициент сцепления колеса с рельсом.

Для определения всех указанных реакций, необходимо рассчитать радиальную силу в зубчатом зацеплении, которая для косозубого зацепления определяется

, (4.8)

где – окружная сила в зацеплении (определяемая развиваемым моментом тягового электродвигателя и диаметром делительной окружности шестерни) равная силе ;

– угол зацепления (по ГОСТ 13755-81, угол равен 20 градусам);

– угол наклона зуба косозубой передачи (24 градуса, 34 минуты).

Исходные данные для расчета нагрузок в моторно-осевых подшипниках и реакций в подвесках тягового привода электровоза ВЛ80 и 2ЭС5К (Ермак) представлены в таблице 4.1

Таблица 4.1 – Исходные данные для расчета

№	Параметр	Обозначение и размерность	ВЛ80		2ЭС5К (Ермак)
1.	Нагрузка от колесной пары на рельсы	, кН	235±5
2.	Коэффициент сцепления колеса с рельсом		0,12; 0,22; 0,28
3.	Радиус бандажа по кругу катания	, м	0,625
4.	Радиус зубчатого колеса	, м	0,487
5.	Радиус шестерни	, м	0,117
6.	Расстояние между точками подвески двигателя	, м	1,025	1,185

Окончание таблицы 4.1

№	Параметр	Обозначение и размерность	ВЛ80	2ЭС5К (Ермак)
7.	Угол наклона централи двигателя	, град.	15	30
8.	Угол наклона подвески двигателя	, град	0	9
9.	Высота точки подвески к раме тележки над уровнем осей колесных пар	, м	0	0,246

Реакции возникающие на электровозе ВЛ80 определяются по формулам (3.2)–(3.7) с учетом радиальной силы в зубчатом зацеплении.

Нагрузки в моторно-осевых подшипниках в горизонтальной плоскости определяются по следующим формулам

,

,

где определяется по формуле (4.7)

,

Н,

радиальная сила в зубчатом зацеплении определяется выражением (4.8)

,

Н,

Н.

Силы возникающие в вертикальной плоскости определяются по приведенным ранее формулам (3.4) и (3.5) также с учетом радиальной силы в зубчатом зацеплении

,

,

с учетом выражений (3.1) и (3.7), реакция определяется

,

Н,

Н.

Суммарная нагрузка в моторно-осевых подшипниках электровоза ВЛ80 равна Н.

Реакции в моторно-осевых подшипниках и в наклонной подвеске электровоза 2ЭС5К определяются по ранее записанным выражениям (4.1)–(4.8).

Реакция в горизонтальной плоскости определяется уравнением (4.2)

,

Н,

где реакция определяется выражением (4.6)

,

Н.

Реакция в вертикальной плоскости находится выражением (4.4)

,

Н.

Суммарная нагрузка в моторно-осевых подшипниках электровоза 2ЭС5К равна 62700 Н.

Все рассчитанные выше реакции записаны в таблице 4.2. Расчет произведен при коэффициенте сцепления .

Таблица 4.2 – Нагрузки на вкладышах моторно-осевых подшипников

Тип электровоза	Реакция в подвеске , кН	Продольная составляющая , кН	Вертикальная составляющая , кН	Радиальная сила в зубчатом зацеплении , кН	Суммарная нагрузка , кН
ВЛ80	31,524	42,809	25,696	26,541	49,9
Ермак	28,547	60,625	15,994	26,541	62,7

По данным таблицы 4.2 можно сделать следующие выводы:

- продольная составляющая на ВЛ80 меньше, чем на 2ЭС5К почти на 30 %, а вертикальная составляющая больше на 38 %;

- вкладыши моторно-осевых подшипниках электровоза 2ЭС5К (Ермак) имеют суммарную нагрузку 62,7 кН, а вкладыши моторно-осевых подшипников электровоза ВЛ80 49,9 кН, что на 20 % больше. Таким образом, вкладыши моторно-осевых подшипников электровоза ВЛ80 работают в менее нагруженном режиме, чем на электровоза Ермак;

- реакции в подвеске тяговых электродвигателей к раме тележки двух электровозов не сильно отличаются друг от друга, отличие составляет около 9 %.

Для более глубокого анализа влияния конструктивных параметров колесно-моторных блоков электровозов ВЛ80 и 2ЭС5К на нагрузки в моторно-осевых подшипниках требуется проверка особенностей данного узла от различных факторов таких, как угол наклона подвески электродвигателя к раме тележки, угол наклона централи тягового электродвигателя, длина опорной базы тягового электродвигателя.

4.2 Анализ влияния угла наклона централи тягового электродвигателя на нагрузки в моторно-осевых подшипниках

, Н

На рисунке 4.2 приведены графики зависимости угла наклона централи двигателя от реакции в моторно-осевых подшипниках.

, град

Рисунок 4.2 – График зависимости от для электровоза

На рисунке 4.3 представлены графики зависимости их от .

, Н

, град

Характеристики

Список файлов ВКР