Диплом Акрамов (1229601), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

При нажатии на кнопку Нагрузочное устройство срабатывают электропневматические клапаны передних по ходу цилиндров (рис.2.2). Сжатый воздух поступает в цилиндр; перемещение поршня и штока вызывает поворот коленчатого рычага против часовой стрелки (на рисунке) и нажатие ролика на концевую поперечную балку 4 рамы тележки. Давление в цилиндре противоразгрузочного устройства устанавливается регулятором давления в зависимости от тока тяговых двигателей; поэтому сила нажатия ролика пропорциональна развиваемой силе тяги.

Рисунок 2.2 - Схема расположения противоразгрузочных устройств

Противоразгрузочные устройства позволяют значительно увеличить коэффициент использования сцепного веса: с 0,84 (при отсутствии устройств) до 0,93 в режиме пуска электровоза ВЛ10.

1. Система догружения 2ТЭ70

Для максимального использования сцепного веса тепловоза при реализации силы тяги между тележкой и кузовом установлены пневматические догружатели (рис.2.3)

Рисунок 2.3 – Место установки догружателя на тележку

Конструкция пневмодогружателя показана на (рис. 2.4). Шарнирные головки догружателей закреплены на тележке и кузове. В зависимости от направления движения воздух может подаваться в верхнюю или нижнюю полость цилиндра, чем достигается выравнивание нагрузок на колесные пары. Подача воздуха происходит автоматически при силе тяги, превышающей 25т.с., при меньшем значении силы тяги подача воздуха прекращается.

Принципиальная схема системы догружения колесных пар показана на (рис.2.5).

Рисунок 2.4 – Конструкция пневмодогружателя

Рисунок 2.5 - Принципиальная схема

1. Электрические системы догружения

При реализации тяговых и тормозных сил нагрузка от колесных пар на рельсы перераспределяется. Это вызывается реакцией тягового привода, т.е. моментом от сил тяги или торможения и сопротивления движению, которые прикладываются к электровозу в разных плоскостях. Разгрузка отдельных осей может сопровождаться боксованием их в режиме тяги и юзом при торможении.

Грузовые электровозы ВЛ80К и ВЛ10 имеют несбалансированное (независимое) рессорное подвешивание и упругие опоры для передачи вертикальной нагрузки от кузова на тележки. Такая конструкция механической части ухудшает распределение нагрузок по осям во время движения. Поэтому для уменьшения разгрузки колесных пар и увеличения коэффициента использования сцепного веса на этих электровозах применены противоразгрузочные устройства (ПРУ). При движении электровоза в тяговом режиме в работу включаются ПРУ на 1-й и 3-й тележках по направлению движения, а в режиме торможения на 2-й и 4-й.

ПРУ состоят из пневматического цилиндра и рычага с опорным роликом. Давление воздуха в цилиндре автоматически устанавливается регулятором давления в зависимости от величины тока в цепи тяговых двигателей. Создаваемое усилие через опорный ролик передается на концевой брус рамы тележка электровоза, догружая тем самым колесные пары.

Как показывает эксплуатация электровозов ВЛ10, при вписывании в кривую ролик не вращается, а скользит. В результате как ролик, так и опорная планка на брусьях рам тележек значительно изнашиваются и возникает дополнительное сопротивление повороту тележек. Поперечное воздействие электровоза ВЛ10 на путь при этом, как показал эксперимент, увеличивается на 10-20%.

Расчеты, выполненные автором, показали, что распределение нагрузок на рельсы по осям этого электровоза как в моторном, так и в рекуперативном режимах неудовлетворительно. Для примера на рисунке 2.6 показана зависимость изменения давления колес с ΔП одной секции по сравнению с номинальным (23 тс) от величины тока двигателя тягового режима при параллельном соединении тяговых двигателей и скорости 50 км/ч. Значение ΔП со знаком «плюс» показывает повышение давления сверх номинального, а со знаком «минус» - уменьшение. Если ПРУ не работают (штриховые линии), то наиболее разгружена 1-я колесная пара, перегружена – 4-я. При часовом токе давление на рельсы 1-й оси снижается на 2,3 тс, что значительно превышает допустимую величину 0,5 тс.

Рисунок 2.6 – Зависимость изменения давления колесных пар ΔП от величины тока в тяговом режиме на параллельном соединении двигателей и при скорости 50 км/ч (штриховые линии – ПРУ не работают, сплошные – включены)

В тяговом режиме ПРУ работают только на первых тележках каждой секции. В большей мере они увеличивают давление 1-й колесной пары, которая, как известно, наиболее разгружена, а также, хотя и незначительно,3-й и 4-й (сплошные линии). Но одновременно 2-я колесная пара из перегруженной становится недогруженной, а при токах больше часовых (466 А) является уже наиболее разгруженной и, следовательно, склонной к боксованию. Наиболее рационально нагрузка распределяется при токах якоря 400 А. Тогда 1-я, 2-я и 3-я оси имеют примерно одинаковую разгрузку, в то время как 4-я перегружена. В часовом режиме и работе ПРУ 2-я колесная пара разгружается на 1,2 тс, что также выше допустимой нормы.

Таким образом, ПРУ перераспределяют давление колес на рельсы и увеличивают его у наиболее разгруженных осей примерно в два раза. Но и такое распределение нагрузки неудовлетворительно и снижает коэффициент использования сцепного веса.

Противоразгрузочные устройства недостаточно ровно распределяют нагрузку по осям и не только в тяговом, но и в рекуперативном режимах. На рисунке 2.7 показана зависимость от тока давления наиболее разгруженной колесной пары в обоих режимах параллельном соединении двигателей и скорости 50 км/ч. При малых токах нагрузка лучше распределяются в тяговом режиме, а при токах более 490 А – в рекуперативном. Следует отметить, что в тяговом режиме наиболее разгруженная ось при больших токах явно выражена – это 2-я. В тормозном же режиме 2-я,3-я и 4-я оси разгружены примерно одинаково.

Рисунок 2.7 – Зависимость уменьшения давления наиболее разгруженной колесной пары (второй) от тока двигателя на параллельном соединении и при скорости 50 км/ч: 1 – рекуперативный; 2 – тяговый режим

Величины моментов, действующих на тележку и кузов и приводящих к изменению нагрузок колес, пропорциональны тяговой и тормозной силам. Эти силы равны произведению тока и магнитного потока. Сила же давления опорного ролика ПРУ пропорциональна только току, протекающему через якоря двигателей, а значение магнитного потока не усчитывается. Именно это сказывается на распределении нагрузок в зависимости от соединения тяговых двигателей, скорости движения, наличия ослабления поля и, в особенности, при рекуперативном режиме, когда обмотки двигателей имеют независимое возбуждение.

В настоящее время в локомотивных депо, эксплуатирующих электровозы ВЛ10, одна из основных причин постановки их на обточку колесных пар – образование выбоин (ползунов) в режиме рекуперативного торможения. Образование выбоин может происходить и при подторможивании прямодействующим тормозом, который часто используется как перед постановкой рекуперации, так и после разбора схемы. В этом случае ПРУ не работают и перераспределении нагрузок колесных пар на рельсы ничем не выравнивается.

Сотрудниками кафедр «Подвижной состав» и «путь и путевое хозяйство» НИИЖТа на Восточно-Сибирской дороге было проведено исследование склонности электровоза ВЛ10 к юзу в связи с интенсивным боковым износом рельсов на спуске и подрезом гребней колесных пар. На четырех колесах второй по ходу секции электровоза ВЛ10-1605 и одном колесе динамометрического вагона были установлены индукционные датчики числа оборотов колес. Одновременно записывались токи в цепях: якорей, возбуждения тяговых двигателей и независимого возбуждения тяговых двигателей и независимого возбуждения генератора преобразователя.

За время опытных поездок на участке, имеющем спуск 14-17‰ т много кривых малого радиуса, было зафиксировано 42 случая юза колесных пар контролируемой секции (второй по направлению движения). Они распределились следующим образом: у 5-й по ходу колесной пары юзов не было, у 6-й – 8, 7-й – 20, 8-й – 14. Из них одновременно заклинивались 7-я и 8-я колесные пары 1 раз, 6-я и 7-я – 3 раза. Почти половина всех юзов пришлась на 7-ю ось, что подтвердило результаты расчетов.

Сравнительно большое количество юзов последней оси объясняется тем, что они возникают, в основном, в момент роста тока рекуперации при наборе тормозных позиций. В этом случае из-за резкого увеличения тормозной силы пневматические цилиндры ПРУ не успевают заполняется сжатым воздухом и тем самым компенсировать разгрузку последних осей.

Было проведено испытание работы противоразгрузочных устройств во время стоянки электровоза. На бумагу осциллографа Н-010М записывались ток якоря двигателя и давление опорных роликов на 1 и 3-й тележках. Для этого на валики, крепящие ролики, наклеивались тензодатчики. Из осциллограммы (рисунок 2.8) видно, что при наборе позиций ток двигателей и, следовательно, тяговые и тормозные силы возрастают практически мгновенно, а давление роликов увеличивается постепенно. Такое отставание роста давления роликов достигает 3-4 с и объясняется тем, что воздух в пневматические цилиндры поступает через небольшие отверстия регулятора давления. Поэтому давление в цилиндрах и, соответственно роликов ПРУ взрастает постепенно.

Рисунок 2.8 – Осциллограмма зависимости давления опорных роликов ПРУ от тока двигателя: I_я - ток якоря двигателя; Р₁ и Р₃ – давления опорных роликов на первой и третьей тележках

При сбросе позиций снижение давлений роликов также резко отстает от тока двигателей. После выключения двигателей давление роликов остается некоторое время достаточно большим. Это может вызвать неудовлетворительное распределение давлений колес на рельсы в период сброса позиций. Аналогичные явления происходят и при быстром наборе позиций в момент трогания поезда с места.

Все это является существенным недостатком ПРУ. Боксование или юз значительно труднее ликвидировать, чем предупредить. Поэтому желательно, чтобы в конструкции ПРУ не было пневматического привода.

Для улучшения работы потиворазгрузочных устройств необходимо выбрать оптимальную зависимость давления ролика от тока для всех режимов давления и соединений тяговых двигателей. Желательно также соединить пневматические схемы тормоза и цилиндров ПРУ с тем, чтобы при торможении прямодействующим тормозом происходило выравнивание нагрузок колесных пар на рельсы.

Целесообразно эти устройства выполнять электромагнитными. Такие ПРУ должны состоять из корпуса, жестко соединенного с кузовом, и якоря, шарнирно связанного с рамой тележки. В корпусе можно закрепить обмотку, включив ее последовательно в якорную цепь. Тогда при протекании тока якорь будет втягиваться в корпус создавая силу, необходимую для выравнивания нагрузок по осям. У электромагнитных ПРУ давление роликов будет изменяться синхронно с током двигателя. Следовательно, ликвидируется перегружение или недогрузка отдельных колесных пар в момент изменения тяговых или тормозных сил, что значительно сократит боксование и юзы.

1. Достоинства и недоcтатки

ПРУ улучшают распределение нагрузок по осям, но имеют четыре существенных недостатка:

-повреждения роликов;

-неудовлетворительное выравнивание нагрузок колесных пар на рельсы;

-отсутсвие всякого выравнивания при торможении прямодействующим тормозом;

-отставание роста давления ролика от изменений тока двигателей.

Эти конструктивные недоработки исследуемого устройства приводят к большой склонности электровоза к боксованию и юзу. А в конечном счете, к интенсивному износу бандажей и рельсов.

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ДОГРУЖЕНИЯ

1. Описание механических частей тепловоза ТЭ10

1. Тележка

На тепловозе применена бесчелюстная трехосная тележка с одноступенчатым индивидуальным рессорным подвешиванием (рис. 3.1). Чтобы улучшить динамические характеристики экипажа, тяговые электродвигатели тележки развернуты в одну сторону. Рама тележки выполнена из двух сварных боковин 1 и 4 прямоугольного коробчатого сечения, трех междурамных креплений 20, концевой балки и шкворневой балки 10. К внешним плоскостям боковин приварены кронштейны гасителей колебаний 6. К нижним листам боковин приварены литые кронштейны 14 с трапециевидными вырезами для крепления поводков букс. К нижней полке боковины крепятся опоры пружин рессорного подвешивания.

На верхней полке приварены усиливающие накладки для крепления опор – но-возвращающего устройства. К междурамным креплениям приварены литые кронштейны 18 подвески тяговых электродвигателей.

Характеристики

Список файлов ВКР