ВКР (1229279), страница 7

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

Текст из файла (страница 7)

. (2.1)

Рисунок 2.7 – Схема унифицированной гидропередачи тепловоза ТГ16

Для гидротрансформатора К1, для гидромуфты К=1.

КПД гидроаппаратов:

• гидротрансформатора

(2.2)

• гидромуфты (К=1)

(2.3)

Максимально возможная величина КПД гидромуфты, при которой она устойчиво передаст крутящий момент, составляет около 0,97. При этом значении КПД частота вращения турбины n_т=0,97n_н, т.е. отличается от частоты вращения насоса на 3 %.

Отставание частоты вращения насоса от частоты вращения турбины характеризуется скольжением, которое является непременным условием при передаче крутящего момента через гидромуфту. Скольжение находится по формуле

. (2.4)

Скольжение оказывает влияние на КПД гидромуфты: с уменьшением коэффициента скольжения возрастает КПД гидромуфты. Крутящий момент насоса, переданный ему от дизеля через редуктор, называется крутящим моментом дизеля, приведенным к валу насоса

, (2.5)

где М_д - крутящий момент дизеля;

ɳ_зп - КПД зубчатой передачи.

В теории гидропередач широко используется теория подобия. Рассматривается условный гидроаппарат с определенным углом облопачивания насосного и турбинного колес, с принятым числом лопаток и заданным расположением колес в круге циркуляции жидкости. При этом активный диаметр рабочих колес D_a принимается равным 1 м, и удельный вес жидкости у равный 1. Предполагается, что частота вращения колес равна I об/мин. Крутящий момент условного насоса или турбины носит название коэффициента момента - А_н или А_т.

Зависимости коэффициентов момента А_н или А_т от отношения n_т/n_н определяются универсальными характеристиками гидротрансформатора (рисунок 2.8) и гидромуфты (рисунок 2.9), которые позволяют определить коэффициент трансформации момента

. (2.6)

Рисунок 2.8 – Универсальные характеристики гидротрансформатора

Рисунок 2.9 – Универсальные характеристики гидромуфты

При построении зависимостей А_Н=f(n_т/n_н) и А_Т=f(n_т/n_н) учтен удельный вес жидкости у.

В действительности мы имеет не условный, а реальный гидроаппарат, отличающийся диаметром смоченной части D_a и частотой вращения насосного n_н или турбинного n_т колеса. Зная коэффициент момента А_Н или А_Т, можно определить крутящий момент реального гидроаппарата:

• для насоса ;

• для турбины .

Следовательно, имея универсальные характеристики гидроаппаратов и зная значение Мн, можно определить крутящий момент турбины

. (2.7)

Гидравлическая передача должна обеспечивать выполнение следующих требований:

1. Отсоединение вала дизеля от осей движущих колес локомотива при запуске двигателя.

2. Увеличение крутящего момента движущих колесных пар в 4-5 раз против крутящего момента на валу дизеля, что необходимо для преодоления дополнительных сопротивлений от подъемов и при трогании с места.

3. Сохранение постоянной мощности дизеля во всем диапазоне изменения скоростей движения тепловоза

4. Реверсирование тепловоза при нереверсируемом дизеле.

Гидравлической муфтой называется уст­ройство, обеспечивающее гибкое соединение ведущего и ведомого ва­лов и передачу вращающего момента без изменения его по величине. По конструкции она представляет собой двухлопастную гидравличе­скую машину, состоящую из двух основных частей: насос­ного колеса, жестко связанного посредством ведущего вала с валом двигателя, и турбинного колеса, соединяемого с помощью ведомого вала и механических звеньев с движущими осями.

Зависимость передаваемого момента от числа оборотов турбинного колеса при постоянной частоте вращения насосного колеса, представ­ленная в виде графика, называется внешней характеристикой гидро­муфты (рисунок 2.10).

Уменьшение частоты вращения насосного колеса приводит к снижению передаваемого момента и кривые момента при этом располагаются ниже, чем при нормальной частоте вращения.

Увеличение нагрузки на турбинное колесо, вызывающее от­ставание его от насосного колеса, приводит к росту потерь энергии потока на преодоление сопротивлений. Коэффициент полезного дей­ствия при этом уменьшается в линейной зависимости от частоты вращения турбинного колеса.

Рисунок 2.10 – Внешняя характеристика гидромуфты

На графике эта зависимость представ­лена прямой линией, практически во всем диапазоне изменения пере­даточного отношения - от 0 до 1 . При наступает идеальный холостой ход гидромуфты и ее к.п.д. равен нулю.

Если момент на рабочих колесах поддерживается неизменным, то гидромуфта работает по так называемой тяговой характеристике (рисунок 2.11).

Рисунок 2.11 – Тяговая характеристика гидромуфты

Из характеристик гидромуфты видно, что по своим энергетиче­ским свойствам гидромуфта, отдельно взятая, не отвечает целям тяги. Это объясняется перегружающим воздействием на дизель и низким к. п. д. ее в диапазоне невысоких частот вращения турбинного колеса. Гидромуфта рассчитывается на передачу нормального момента и работу при высоких передаточных отношениях с к. п. д. 0,95—0,98. В этот режим она включается в качестве ступени скорости гидравлической передачи.

Гидро­трансформатором называется устройство, обеспечивающее гибкое сое­динение валов и передачу мощности с ведущего вала на ведомый с пре­образованием вращающего момента и изменением частоты вращения ведомого-вала по сравнению с частотой вращения ведущего вала.

Все три рабочих колеса имеют профилированные лопатки, т. е. лопатки, сечение которых имеет сложную аэродинамическую форму. Лопатки рабочих колес размещаются так, что выходные кромки одних лопастей располагаются в непосредственной близости от входных других лопаток.

На рисунке 2.12 представлена форма кривой к.п.д. , известная в математике под назва­нием квадратичной параболы.

Рисунок 2.12 – Внешняя характеристика гидротрансформатора

Наличие в круге циркуляции неподвижных лопаток направляюще­го аппарата придает гидротрансформатору свойство автоматически изменять вращающий момент на турбинном колесе в зависимости от частоты вращения последнего, т. е. от скорости движения тепло­воза.

2.3 Анализ отказов оборудования тепловозов ТГ16

За 2016 год по ответственности эксплуатационного локомотивного депо Южно – Сахалинск допущено 9 отказов (за 2015 – 37 отказов) всех категорий, по причинам, которые распределились следующим образом (числитель – 2016 год (% от общего числа отказов) / знаменатель – 2015 год (% от общего числа отказов)):

1) Неквалифицированные действия при управлении тормозами: 1 (11 %)/ 3 (8 %).

2) Неквалифицированные действия в части ведения поезда: 2 (22 %)/ 4 (11 %).

3) Не убеждение в исправности и правильности соединения тормозных рукавов (нарушение п. 101 приказа 151): 1 (11 %)/ 2 (6 %).

4) Отправление на перегон при отказе на локомотиве тягового оборудования: 1 (11 %)/ 3 (8 %).

5) Некачественная приемка локомотива: 3 (33 %)/ 3(8 %).

6) Перепробег локомотива: 1 (11 %)/ 22 (59 %).

Анализ Парето (рисунок 2.13) показывает, что основными причинами отказов технических средств является некачественная приемка локомотива.

Рисунок 2.13 – Диаграмма Парето по основным узлам отказа оборудования

Количество и процентное отношение отказов по основному оборудованию за 12 месяцев 2016 года за ремонтным локомотивным депо Сахалинское представлено на рисунке 2.14.

Рисунок 2.14 – Диаграмма отказа оборудования по вине локомотивного депо Сахалинское

Для снижения выходов из строя оборудования тепловозов сформированы мероприятия, которые обязательны для исполнения работниками депо. Мероприятия, направленные на снижение случаев отказов и событий по эксплуатационному и ремонтному направлениям:

1. Контролировать исправное содержание локомотивов, приемки их из плановых видов ремонта, проверки технического состояния;

2. Ежемесячно организовывать и проводить индивидуальные технические занятия с работниками локомотивных бригад, допустившие отказы технических средств;

3. По каждому случаю неправильных действий локомотивных бригад при отказе оборудования тепловоза выпускать технический бюллетень для инструктажа локомотивных бригад;

4. На планерных совещаниях давать оценку работникам допустившим отказы технических средств и технологических нарушений;

5. Командному составу депо вносить на рассмотрение узловых рабочих групп случаи нарушения графика пассажирских и пригородных поездов;

6. Не допускать перепробеги между плановыми видами ремонта;

7. Расследование случаев отказов проводить совместно ТЧЭ и ТЧР по требованиям «Положения по учету, расследованию и проведению анализа случаев отказов с использованием автоматизированной системы КАС АНТ», утвержденного распоряжением ОАО РЖД от 13 июля 2015 года №1375р;

8. Производить замену маслоохладителей, не выполняющих полноценную функцию охлаждения масла при ТР-1. Промывку маслоохладителей осуществлять с использованием средства «Антиржавин»;

9. Организация приобретения весов для подбора поршней по весу при ремонте дизелей М756;

10. Продолжить работы по замене резинотехнических изделий для уплотнений крышек главного, вторичного и раздаточного валов.

3 Методика расчета тепловозных гидропередач и построения тяговых характеристик

3.1 Определение передаточного числа повышающего редуктора

Между дизелем и гидропередачей устанавливается повышающая зубчатая передача, согласующая мощность дизеля с максимально допустимым нагружением гидропередачи. Мощность, воспринимаемая насосным колесом гидротрансформатора или гидромуфты, пропорциональна кубу числа оборотов насосного колеса [4]:

, (3.1)

где D_a – активный диаметр круга циркуляции;

А – коэффициент мощности.

Для передачи заданной мощности N_Н выгодно увеличивать обороты насосного колеса. Это приводит к уменьшению D_a, а значит, и габаритов гидропередачи и к уменьшению объема жидкости, необходимой для заполнения гидромашин. Увеличение числа оборотов ограничивается двумя обстоятельствами: опасностью превышения окружных скоростей колес гидропередачи, допустимых по условиям прочности, и трудностями отвода тепла от рабочей жидкости при малых размерах гидравлических машин больших мощностей.

При необходимости повышения числа оборотов насосных колес гидромашин идут по пути правильного выбора материала колес, совершенствования конструкции и уменьшения веса колес.

В технических характеристиках усовершенствованных и испытанных конструкций и типов гидротрансформаторов обычно указывается значения максимально допустимых оборотов насосного колеса.

Для новых конструкций гидротрансформаторов максимально допустимое число оборотов насосного колеса устанавливается в процессе расчета, конструирования, испытания и доводки новых образцов.

Характеристики

Список файлов ВКР