Пояснительная записка (1229017), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Окончание таблицы 2.2

3. ПОСТРОЕНИЕ 3D МОДЕЛИ БУКСОВОГО УЗЛА

3.1 Описание программы SolidWorks

SolidWorks – программный комплекс САПР для автоматизации работ промышленного предприятия на этапах конструкторской и технологической подготовки производства. Обеспечивает разработку изделий любой степени сложности и назначения. Работает в среде Microsoft Windows. Система SolidWorks стала первой САПР, поддерживающей твердотельное моделирование для платформы Windows.

Решаемые задачи:

Конструкторская подготовка производства (КПП):

• 3D проектирование изделий (деталей и сборок) любой степени сложности с учётом специфики изготовления.

• Создание конструкторской документации в строгом соответствии с ГОСТ.

• Промышленный дизайн.

• Реверсивный инжиниринг.

• Проектирование коммуникаций (электрожгуты, трубопроводы и пр.).

• Инженерный анализ: прочность, устойчивость, теплопередача, частотный анализ и другое.

• Экспресс-анализ технологичности на этапе проектирования.

• Подготовка данных для ИЭТР.

• Управление данными и процессами на этапе КПП.

Технологическая подготовка производства (ТПП):

• Проектирование оснастки и прочих средств технологического оснащения.

• Анализ технологичности конструкции изделия.

• Анализ технологичности процессов изготовления (литье пластмасс, анализ процессов штамповки, вытяжки, гибки и пр.).

• Разработка технологических процессов по ЕСТД.

• Материальное и трудовое нормирование.

• Механообработка: разработка управляющих программ для станков с ЧПУ, верификация УП, имитация работы станка. Фрезерная, токарная, токарно-фрезерная и электроэрозионная обработка, лазерная, плазменная и гидроабразивная резка, вырубные штампы, координатно-измерительные машины.

• Управление данными и процессами на этапе ТПП.

Управление данными и процессами:

• Работа с единой цифровой моделью изделия.

• Электронный технический и распорядительный документооборот.

• Технологии коллективной разработки.

• Работа территориально-распределенных команд.

• Ведение архива технической документации по ГОСТ.

• Проектное управление.

• Защита данных. ЭЦП.

• Подготовка данных для ERP, расчет себестоимости.

Для прочностного расчета мы будем использовать пакет из семейство дополнительных модулей инженерного анализа, а именно SolidWorks Simulation. SolidWorks Simulation – Расчет на прочность конструкций (деталей и сборок) в упругой зоне.

3.2 Построение деталей модели буксового узла

Для построения 3D моделей мы используем чертежи взятые с производства. Что бы построить объемные модели частей нашего узла, использовался пакет инструментов для чертежей, а так же для построения 3D моделей. В итоге были построены следующие модели деталей:

1. Корпус буксового узла (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 – 3D модель корпуса буксового узла: а – вид сбоку; б – вид спереди; в – вид сверху

1. Лабиринтное кольцо (рисунок 3.2).

а

б

в

Рисунок 3.2 – 3D модель лабиринтного кольца: а – вид сбоку; б – вид спереди; в – изометрический вид

1. Задняя крышка (рисунок3.3).

а

б

в

Рисунок 3.3 – 3D модель задней крышки: а – вид сбоку; б – вид спереди; в – изометрический вид

1. Передняя крышка (рисунок 3.4). Для улучшения дальнейшего расчета передняя крышка упрощена.

а

б

в

Рисунок 3.4 – 3D модель передней крышки: а – вид сбоку; б – вид спереди; в – изометрический вид

1. Роликоподшипник (рисунок3.5 а), который состоит из пятнадцати роликов (рисунок 3.5 г), сепаратора ( рисунок 3.5 б), внутреннего и наружного колец (рисунок3.5 в и рисунок 3.5 д).

а

б

в

г

д

Рисунок 3.5 – 3D модель: а – роликоподшипник в сборке; б – сепаратор; в – наружное кольцо; г – ролик; д – внутреннее кольцо

1. Наружное и внутреннее кольца(рисунок 3.6 а и рисунок 3.6 б).

а

б

Рисунок 3.6 – 3D модель: а – Наружное кольцо; б – Внутреннее кольцо

1. Буксовый поводок(рисунок 3.7).

а

б

в

Рисунок 3.7 – 3D модель буксового поводка: а – вид сверху; б – вид сюоку; в – изометрический вид

3.3 Сборка модели буксового узла

После построения всех деталей модели буксового узла в программе SolidWorks производится сборка модели буксового узла тепловоза 2ТЭ116. Сборка производится в соответствии с нормативами сборки буксового узла при ремонте. На лабиринтное кольцо одевается задняя крышка, далее к задней крышке прилегает роликоподшипник, после которого надеваются дистанционные кольца, потом еще один роликоподшипник. После чего на два роликоподшипника и наружное дистанционное кольцо одевается корпус буксы до задней крышки. Далее с торца корпуса буксы одевается передняя крышка. На рисунках 3.7-3.9 предоставлена модель буксового узла в разных проекциях.

Рисунок 3.7 – 3D модель сборки буксового узла вид спереди

Рисунок 3.8 – 3D модель сборки буксового узла вид сбоку

Рисунок 3.9 – 3D модель сборки буксового узла

3.4 Разрезы сборки буксового узла тепловоза 2ТЭ116

Разрезы сборки буксового узла мы создаем для наилучшего визуального понятия как выглядит данная модель.

На рисунке 3.10 показаны сечения А-А, Б-Б и В-В.

а

б

с

Рисунок 3.10 – Сечения буксового узла: а – простой фронтальный разрез; б – простой горизонтальный разрез; в – простой профильный разрез

Изучив сечения буксового узла тепловоза 2ТЭ116, на рисунке 3.10, можно сделать вывод что данная модель полностью соответствует реальному буксовому узлу и можно производить анализ прочности под статическими и динамическими нагрузками.

4 ПРОЧНОСТНОЙ АНАЛИЗ 3D МОДЕЛИ БУКСОВОГО УЗЛА ТЕПЛОВОЗА 2ТЭ116

4.1 Постановка условий задач для исследования

В данном исследовании будет поставлено три основных задачи:

1) Движение по прямому и без стыковому пути (рисунок 4.1);

Рисунок 4.1 - Схема нагрузок на буксовый узел при движение по прямому и без стыковому пути

2) Движение в прямой, на стыке рельсов (рисунок 4.2);

Рисунок 4.2 - Схема нагрузок на буксовый узел при движение в прямой, на стыке рельсов

3) Движение в кривой, на стыке рельс (рисунок 3).

Рисунок 4.3 - Схема нагрузок на буксовый узел при движение в кривой, на стыке рельс

Статическая нагрузка - это действующий вес P тепловоза на буксу, которая действует вертикально на данный узел. Нагрузку P мы принимаем 95 кН. Данная сила прикладывается на плечи корпусов.

При прохождении локомотивом по прямому, стыковому пути из стыков между рельсами статическая сила возрастает на 20 - 30 %. На рисунке 4.4 предоставлен график зависимости веса локомотива от времени при прохождению стыков рельсов в различных состояниях.

Рисунок 4.4 - График зависимости P(t)

Динамические силы - это силы действующие в продольно горизонтальном направление данного узла, а именно сила тяги Fтяг и обратная сила, сила торможения B_торм. В исследование будет использована сила тяги, которая равна 30кН. Силы устанавливаем в месте крепления поводков с тележкой.

Так же проводится закрепление деталей буксового узла, которые напрессовываются на ось колесной пары, а именно: два внутренних кольца роликоподшипника, внутреннее дистанционное кольцо и лабиринтное кольцо. Буксовые поводки тоже подвергаются закреплению жесткой заделкой, для того что бы ограничить их свободное перемещение. Так же создаём набор контактов, взаимодействующих между друг другом деталей. Далее создаётся сетка высокой точности на основе кривизны.

4.2. Анализ полученных результатов

После того как были занесены все параметры в наше исследование в программе был произведен расчет трёх задач, для буксового узла тепловоза 2ТЭ116.

На рисунке 4.5 и рисунке 4.6 предоставлены результат исследования движения буксового узла по прямому без стыковому пути. На данных рисунках видно что максимальное напряжение равно 316 МПа, возникающие на своде между корпусом буксового узла и одного из плеч.

Рисунок 4.5 - Исследование движения модели буксового узла по прямому и без стыковому пути

Рисунок 4.6 - Исследование движения модели буксового узла по прямому и без стыковому пути

Второй задачей было исследование движения буксового узла в прямой в момент проезда по стыку рельс. Результаты предоставлены на рисунке 4.7 и 4.8. В данном случае большие напряжения возникают в том же месте, что и в первом случае, но только разница в величине. При условие движения буксового узла по прямому пути во время наезда на стык между рельсов напряжение составляет 417 МПа, что в 1.3 раз больше чем в первом случае.

Рисунок 4.7 - Исследование движения модели буксового узла в прямой в момент проезда по стыку рельс

Рисунок 4.8 - Исследование движения модели буксового узла в прямой в момент проезда по стыку рельс

Третье условие исследования было прохождение буксового узла по кривому пути на стыке рельс. Результат исследований предоставлен на рисунке 4.9 и 4.10.

Рисунок 4.9 - Исследование движения модели буксового узла в момент прохождения кривой на стыке рельс

Рисунок 4.10 - Исследование движения модели буксового узла в момент прохождения кривой на стыке рельс

Так же на рисунке 4.11 и 4.12 предоставлена деформация и перемещение частей деталей, соответственно, данной модели.

Характеристики

Список файлов ВКР