Диплом ПЗ (1226353), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Рисунок 4.3 - График зависимости 
от 
На рисунке 4.4 приведены графики зависимости суммарных нагрузок на МОП 
от угла наклона централи для двух рассматриваемых электровозов.
, Н
, град
Рисунок 4.4 – График зависимости от
Из графиков видно, что увеличение угла наклона централи электродвигателя с 15 градусов (у ВЛ80) до 30 градусов (у 2ЭС5К) привело к повышению нагрузок в моторно-осевых подшипниках как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости. Суммарная нагрузка увеличилась на 20 %. Однако, необходимо учитывать и другие конструкционные факторы, их анализ приведен ниже.
4.3 Анализ влияния угла наклона подвески тягового электродвигателя на нагрузки в моторно-осевых подшипниках
В конструкции колесно-моторного блока электровоза ВЛ80 отсутствует угол наклона подвески и поэтому приведенные ниже графики представлены только для 2ЭС5К.
На рисунке 4.5 приведен график зависимости реакции на подвеске двигателя от угла ее наклона.
, Н
β, град
Рисунок 4.5 – График зависимости от 
На рисунках 4.6–4.7 приведены графики характеризующие влияние угла наклона подвески на вертикальные и горизонтальные силы в моторно-осевых подшипниках, при постоянном угле наклона централи тягового электродвигателя (30 градусов).
, Н
β, град
Рисунок 4.6 – Зависимость горизонтальной составляющей от угла наклона подвески тягового электродвигателя
, Н
β, град
Рисунок 4.7 – Зависимость вертикальной составляющей от угла наклона подвески тягового электродвигателя
На рисунке 4.8 приведен график зависимости суммарной нагрузки в моторно-осевых подшипниках от угла наклона подвески тягового двигателя.
, Н
β, град
Рисунок 4.8 – График зависимости суммарной нагрузки на МОП от угла наклона подвески тягового электродвигателя к раме тележки
Как видно из графиков угол наклона подвески влияет на вертикальные, горизонтальные и суммарные нагрузки в моторно-осевых подшипниках. В результате увеличения угла наклона подвески с 0 до 9 градусов, вертикальные нагрузки уменьшились на 7 %, а суммарные нагрузки увеличились на 8 %.
Для полного анализа влияния конструкции колесно-моторного блока на нагрузки в моторно-осевых подшипниках следует учитывать длину опорной базы тягового электродвигателя.
4.4 Анализ влияния длины опорной базы тягового электродвигателя на нагрузки в моторно-осевых подшипников
Графики характеризующие влияние длины опорной базы, при постоянном угле наклона централи тягового электродвигателя (15 градусов) и угле наклона подвески 0 градусов приведены ниже.
На рисунке 4.9 представлен график зависимости реакции на подвеске от длины опорной базы.
, Н
, м
Рисунок 4.9 – График зависимости реакции на подвеске от длины опорной базы
На рисунках 4.10–4.11 приведены графики зависимости горизонтальной и вертикальной составляющей от длины опорной базы.
, м
, Н
Рисунок 4.10 – График зависимости горизонтальной составляющей от длины опорной базы
, Н
, м
Рисунок 4.11 – График зависимости вертикальной составляющей от длины опорной базы
График зависимости суммарных нагрузок от длины опорной базы приведен на рисунке 4.12.
, м
, Н
Рисунок 4.12 – График зависимости суммарных нагрузок от длины опорной базы
Как видно из графиков длина опорной базы никак не влияет на продольные нагрузки в моторно-осевых подшипниках, однако, вертикальные и суммарные нагрузки с увеличением данного параметра растут. Суммарные нагрузки в моторно-осевых подшипниках при увеличении опорной базы тягового электродвигателя с 1,025 м до 1,185 м увеличиваются примерно на 5 %.
Проанализировав все построенные графики можно сделать вывод о том, что конструктивные решения использованные на электровозе 2ЭС5К, а именно, появление угла 9 градусов к вертикали в подвеске тягового электродвигателя снизило реакцию в данной детали. Однако, в свою очередь это решение привело к повышению статических нагрузок в моторно-осевых подшипниках в горизонтальной и вертикальной плоскости, так при одном и том же угле наклона централи, данные нагрузки на ВЛ80 меньше, чем на Ермаке. Увеличение угла наклона централи двигателя с 15 градусов до 30 градусов способствовало повышению продольных сил и уменьшению вертикальных, причем разница этих сил существенна. Данная разница может привести к смещению центра вкладышей в продольной плоскости и появлению зазора между ними и шейкой оси колесной пары.
5 РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ РЕСУРСА ЭЛЕМЕНТОВ ТЯГОВОГО ПРИВОДА
5.1 Создание 3-D модели кожуха зубчатой передачи в среде SolidWorks
Перед созданием 3-D модели в программном комплексе SolidWorks нужно дать пояснение о том, что из себя представляет данная программа и ее предназначение.
SolidWorks – программный комплекс системы автоматизированного проектирования (САПР) предназначенная для автоматизированного проектирования (CAD), инженерного анализа (CAE) и подготовки производства (CAM) изделий любой сложности и назначения.
В данной работе будут использованы лишь две функции программы SolidWorks, а именно, автоматизированное проектирование и инженерный анализ.
Автоматизированное проектирование (CAD) – это технология, состоящая в использовании компьютерных систем для облегчения создания (изменения), анализа и оптимизации графического представления проектов.
Самая основная функция CAD – определение геометрии конструкции (детали механизма, архитектурные элементы, электронные схемы, планы зданий и т. п.), поскольку геометрия определяет все последующие этапы жизненного цикла продукта. Для этой цели обычно используются системы разработки рабочих чертежей и геометрического моделирования. Поэтому эти системы обычно и считаются системами автоматизированного проектирования. Более того, геометрия, определенная в этих системах, может использоваться в качестве основы для дальнейших операций в САЕ- и САМ-системах. Это одно из наиболее значительных преимуществ CAD, позволяющее экономить время и сокращать количество ошибок, связанных с необходимостью определять геометрию конструкции с нуля каждый раз, когда она требуется в расчетах. Можно утверждать, что системы автоматизированной разработки рабочих чертежей и системы геометрического моделирования являются наиболее важными компонентами САПР.
Автоматизированный инженерный анализ (САЕ) – это технология, состоящая в использовании компьютерных систем для анализа геометрии, моделирования, изучения свойств продукта и оптимизации его конструкции.
САЕ-системы могут осуществлять множество различных вариантов анализа. Программы для кинематических расчетов, например, способны определять траектории движения и скорости звеньев в механизмах. Программы динамического анализа с большими смещениями могут использоваться для определения нагрузок и смещений в сложных составных устройствах типа автомобилей. Программы верификации и анализа логики и синхронизации имитируют работу сложных электронных цепей.
Из всех методов компьютерного анализа наиболее широко в конструировании используется метод конечных элементов – МКЭ (finite element method – FEM). С его помощью рассчитываются напряжения, деформации, теплообмен, распределение магнитного поля, потоки жидкостей и другие задачи с непрерывными средами, решать которые каким-либо иным методом оказывается просто непрактично. В методе конечных элементов аналитическая модель структуры представляет собой соединение элементов, благодаря чему она разбивается на отдельные части, которые уже могут обрабатываться компьютером.
Для использования метода конечных элементов нужна упрощенная модель подходящего уровня, а не сама конструкция. Например, трехмерный объект небольшой толщины может быть представлен в виде двумерной оболочки. Модель создается либо в интерактивном режиме, либо автоматически. Готовая абстрактная модель разбивается на конечные элементы, образующие аналитическую модель. Программные средства, позволяющие конструировать модель и разбивать ее на конечные элементы, называются препроцессорами. Проанализировав каждый элемент, компьютер собирает результаты воедино и представляет их в визуальном формате. Например, области с высоким напряжением могут быть выделены красным цветом. Программные средства, обеспечивающие визуализацию, называются постпроцессорами. Модули, выполняющие расчет, например, методом конечных элементов, называют процессорами.
Проектирование модели начинается с создание эскиза детали. Эскиз кожуха зубчатой передачи создан на основе конструкторских чертежей 5ТС.300.294СБ (верхняя половина) и 5ТС.300.295СБ (нижняя половина).
Эскизы двух половин кожуха приведены на рисунках 5.1 и 5.2.
Рисунок 5.1 – Эскиз верхней половины кожуха зубчатой передачи
Рисунок 5.2 – Эскиз нижней половины кожуха зубчатой передачи
Дальнейшие шаги по созданию модели не будут описаны, так как они несут ценности при раскрытии основной проблемы в данной работе. Все эти шаги приведены в методических пособиях.
Конечные модели верхней и нижней половины кожухов представлены на рисунках 5.3–5.4.
Рисунок 5.3 – Нижняя половина кожуха
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
