ВКР (1227781), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

Быстродействующий выключатель ВБ-021установлен в цепях тяговых двигателей и предназначен для оперативных отключений, защиты от перегрузки и сверхтоков в режимах тяги и рекуперации [18]. Он имеет следующие основные технические данные которые представлены в виде таблицы 2.1

Таблица 2.1 – Технические данные ВБ-021

Номинальное напряжение	1250 В
Длительный ток	1000 А
Ток уставки	2000 А

Далее произведем расчет тока уставки.

2.1.3 Расчет тока уставки ВБ-021

Произведём расчет изменения тока уставки при изменении индуктивности шунта и разной скорости нарастания тока к.з.

Расчёт тока уставки произведём по формуле (2.4)

_.

Определим полное сопротивление по формулам (2.5)

;

.

Для этого определим активное и индуктивное сопротивление индуктивного шунта и размагничивающего витка, а также частоту тока при разных скоростях нарастания.

, (2.7)

где – удельное сопротивление меди при температуре 20^◦С, Ом /м², l – длина проводника, м, S – площадь поперечного сечения проводника, м².

Тогда сопротивление индуктивного шунта и размагничивающего витка при значениях:

;

м²;

м;

м².

Получаем

Ом;

Ом.

Ток уставки размагничивающего витка определим, по формуле (2.3)

А.

Расчётные данные хорошо согласуются с данными полученными в результате проведённых испытаний ВБ-021 в депо Иркутск – сортировочный. При производившихся испытаниях ток уставки размагничивающего витка составил 770 А.

Для определения индуктивность шунта и размагничивающего витка производили замеры по результатам которых получили

Гн;

Гн.

Частоту тока определим по формуле , где f = период Т определим из следующего выражения

, (2.8)

где I_{к з} – ток короткого замыкания примем при наихудших условиях минимальной индуктивности цепи равный 18 кА, di / dt - скорость нарастания тока примем 100–800 А /мс ,что соответствует тяговому и тормозному режимам.

При di / dt = 100 А/ мс

мс;

Гц.

Дальнейшие расчёты производим аналогично значение заносим в таблицу 2.2

Таблица 2.2 – Расчёт частоты тока от скорости нарастания тока

По данным таблицы 2.2 строим на рисунке 2.6 график зависимости чистоты от скорости нарастания тока.

Рисунок 2.6 – График зависимости частоты от скорости нарастания тока

Определим угловую частоту при di / d t = 100 А/мсек

рад/сек;

Ом;

Ом; А.

Дальнейшие расчёты производим аналогично.

2.1.4 Модель тягового электродвигателя НБ-514Б электровоза серии 2(3)ЭС5К

Исследуется модель подвешивания тягового электродвигателя НБ-514Б электровоза серии 2(3)ЭС5К. Для выполнения поставленной задачи, необходимо выполнить следующие условия:

- нагрузить лимитирующие узлы статическими силами;

- выявить наиболее нагруженные места в лимитирующих узлах;

- предложить методы разгрузки наиболее нагруженных мест.

Рисунок 2.7 – Модель КМБ тягового электродвигателя НБ-514Б

С целью математического описания работы колесно-моторного блока была подготовлена в программном комплексе его модель (рисунок 2.7) и сформирована сетка для использования метода конечных элементов, позволяющая проводить различные исследования с достаточной точностью [21].

Колесно-моторный блок по приходу с завода имеет вид, показанный на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 – КМБ с завода

Для проведения исследования, КМБ был разбит на составные части: МОП, кожух зубчатой передачи и маятниковая подвеска.

Для исследования МОП, был жестко закреплен остов тягового электродвигателя, и статические силы, воздействующие на него, были направлены на вкладыши МОП (рисунок 2.9).

Рисунок 2.9 – Приложение сил и закрепление МОП

При нагрузке МОП различными статическими силами, вплоть до предельно допустимых, были получены напряжения в узлах сетки и статические деформации. Наиболее характерные результаты приведены на рисунке 2.10.

Из рисунка и по результатам исследований видно, что наибольшие напряжения сконцентрированы во вкладышах МОП, что приводит к их деформации, а в условиях эксплуатации к их усиленному износу. Также часть напряжений передается на привалочные поверхности крепления кожуха.

Рисунок 2.10 – Напряжения в МОП

Полученные результаты, позволяют сделать вывод о том, что при реализации силы тяги, имеющей значение приближенному к максимальному по сцеплению, наблюдаются нагревы МОП. Данное явление возникает вследствие полужидкостного трения, когда происходит сухой контакт шейки оси и вкладыша и выдавливание смазки. После подвода обновленной смазки в зону трения температуры снижаются. Следовательно, при данных условиях эксплуатации, необходимо использовать другую марку баббита, с более лучшими антифрикционными свойствами, меньшим коэффициентом трения и повышенной износостойкостью.

Анализ состояния вкладышей, осмотренных после выкатки КМБ ремонтируемых локомотивов:

- изъятые на ревизию вкладыши выполнены с нарушением ТУ (рисунок 2.10);

- на поверхности трения имеются обширные следы закоксовавшейся смешанной осевой и редукторной смазки;

- дефекты вкладыша и его износ влияют на состояние шейки оси КП;

- выщербины и вырывы баббитовой заливки, сколы по краям вкладыша.

Рисунок 2.11 – Изношенные вкладыши

Из выше написанного, можно сделать вывод, что необходимо улучшать условия смазывания, это можно добиться за счет изменения конструкции МОП, либо за счет применения новых приемов смазки шейки оси колесной пары в существующей конструкции МОП скольжения.

Для исследования маятниковой подвески, было жестко закреплено место крепления резиновых шайб, и статические силы, воздействующие на нее, были направлены на остов тягового электродвигателя (рисунок 2.12).

Рисунок 2.12 – Приложение сил и закрепление маятниковой подвески

При нагрузке маятниковой подвески различными статическими силами, вплоть до предельно допустимых, были получены напряжения в узлах сетки и статические деформации. Наиболее характерные результаты приведены на рисунках 2.13 и 2.14.

Из рисунка и по результатам исследований видно, что наибольшие напряжения сконцентрированы в изгибе нижней части подвески, на границе перехода от меньшего сечения к большему, что приводит к деформации детали. Также часть напряжений передается на кронштейны маятниковой подвески.

Рисунок 2.13 – Напряжения в маятниковой подвеске

Рисунок 2.14 – Напряжения в маятниковой подвеске

Полученные результаты, позволяют сделать вывод о том, что при тяжелых условиях эксплуатации, большие напряжения, передающиеся от неровности железнодорожного полотна, могут привести к излому конструкции и повреждению резиновых шайб, что приведет к ухудшению фрикционных качеств подвески.

Из выше написанного, можно сделать вывод, что необходимо усилить переходное сечение, этого можно добиться за счет изменения конструкции, путем увеличения толщины изделия, либо за счет применения иных материалов при изготовлении подвески, с большей прочностью и износостойкостью. Но как показала практика, данная конструкция подвески справляется с нынешними условиями эксплуатации и практически не выходит из строя.

Рисунок 2.15 – Приложение сил и закрепление кожуха зубчатой передачи

Для исследования кожуха зубчатой передачи, были жестко закреплены места крепления к привалочным поверхностям (бобышки) и вал якоря, и статические силы, воздействующие на него, были направлены в места опирания на ось колесной пары (рисунок 2.15).

При нагрузке кожуха зубчатой передачи различными статическими силами, вплоть до предельно допустимых, были получены напряжения в узлах сетки и статические деформации. Наиболее характерные результаты приведены на рисунке 2.16.

Из рисунка и по результатам исследований видно, что наибольшие напряжения сконцентрированы в месте опирания кожуха на ось КП, что приводит к нежелательной деформации детали, так как от целостности этого места зависит герметичность данной конструкции. Также часть напряжений передается на бобышки, что приводит к их излому [18].

Рисунок 2.16 – Напряжения в кожухе зубчатой передачи

Полученные результаты, позволяют сделать вывод о том, что в условиях эксплуатации, большие напряжения передаются через колесную пару на кожух, в местах опирания кожуха на ось. В следствии чего происходит сильный износ материала и разгерметизация, появляются усталостные трещины, происходит срыв резьбы бобышки и болта крепления, излом бобышки и болта.

Характеристики

Список файлов ВКР