ПЗ (1233332), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Окончание таблицы 5.1.
| Isha | Момент инерции шестерни |
| U | Передаточное число редуктора |
| Lr | Расстояние от оси КП до подвески редуктора |
Добавляя указанные переменные в программу и подставляя значения переменных для экипажной части электровоза ЭП1 получаем первую часть кода, представленную на рисунке 5.4.
Рисунок 5.4 – Подставленные значения переменных в программу Maple
Для упрощения кода программы, введем обобщенные переменные, которые используются в уравнениях системы (5.29), связанных с угловыми колебаниями редуктора. В качестве упрощения примем три переменные представленные в таблице 5.2.
Таблица 5.2 – Переменные упрощения связанные с уравнениями угловых колебаний редуктора
| Переменная | Значение |
| MomI | MomI = miner + mr+Isha(1+u2) |
| Bs | Bs = BaLr2 + Bm(1+u2) |
| ZhS | ZhS = ZhaLr2 + Zhm(1+u2) |
Упрощенная переменная MomI – расчет общего момента для угловых колебаний редуктора; Bs – Расчет общего коэффициента диссипации для угловых колебаний редуктора; ZhS – Расчет общего коэффициента жесткости для угловых колебаний редуктора.
Добавим новые данные в рабочую область программы. Результат представлен на рисунке 5.5.
Рисунок 5.5 – Подставленные значения переменных в программу Maple
Проделаем аналогичную операцию для уравнений cвязанных с подпрыгиванием редуктора. В качестве упрощения примем три новые переменные представленные в таблице 5.3.
Таблица 5.3 – Переменные упрощения связанные с уравнениями подпрыгивания редуктора
| Переменная | Значение |
| M | M = mr + mN+mpN |
| B | B=Bacos(gamms)2+Bp+Bb |
| ZH | ZH=Zhacos(gamms)2+Zhp+Zhb |
Упрощенная переменная M – расчет общей массы; B – Расчет общего коэффициента диссипации для подпрыгивания редуктора; ZН – Расчет общего коэффициента жесткости для подпрыгивания редуктора.
Добавим новые данные в рабочую область программы. Результат представлен на рисунке 5.6.
Рисунок 5.6 – Подставленные значения переменных в программу Maple
После добавления всех переменных и их значений участвующих в процессе реализации АЧХ динамической модели, создаем массив данных для матрицы динамических жесткостей представленной ранее в таблице 5.1. Результат реализации в программном комплексе Maple изображен на рисунке 5.7.
Рисунок 5.7 – Результат реализации массива данных матрицы динамических жесткостей в Maple
Аналогичную операцию проводим для матрицы неровностей, представленной ранее в таблице 5.2. Результат реализации в программном комплексе Maple изображен на рисунке 5.8.
Рисунок 5.8 – Результат реализации массива данных матрицы неровностей в Maple
Результатом полученных преобразований, проведенных выше, должны стать сформированные две матрицы: динамических жесткостей и матрица неровностей. Проведем данную операцию в программе Maple с помощью функции «matrix», предварительно подключив пакет линейной алгебры «linalg». Полученный результат показан на рисунке 5.9.
Рисунок 5.9 – Результат формирования двух матриц с подключением пакета линейной алгебры в Maple
Так как сформированы две матрицы: матрица неровности и матрица динамических жесткостей, рассчитываем частотную характеристику модели, с извлечением из матрицы частной характеристики отдельных строк. Также, выполняем расчет АЧХ угловых колебаний редуктора, АЧХ колебаний подпрыгивания редуктора, АЧХ угловых колебаний якоря.
Результат проделанной работы показан на рисунке 5.10.
Рисунок 5.10 – Результат формирования частотной характеристики модели, АЧХ в Maple
Рассчитав значения АЧХ для всех координат, начинаем построение амплитудо-частотной характеристики для координат колебания редуктора (красный цвет графика), подпрыгивания редуктора (синий цвет графика), угловых колебаний якоря ТЭД (зеленый цвет графика) и АЧХ динамического момента для привода второго класса (оранжевый цвет графика).
Построение производится в диапазоне частот от нуля до 100. Преобразования, полученные в результате проведенных операций, представлены на рисунке 5.11.
Рисунок 5.11 – Преобразования, полученные в результате проведенных операций в Maple
Составив программу для расчета АЧХ для трех неизвестных координат, проведем анализ влияния параметров подвешивания редуктора электровоза ЭП1.
При стандартных параметрах указанных на рисунке 5.3, АЧХ угловых колебаний редуктора будет иметь вид, показанный на рисунке 5.12.
Рисунок 5.12 – АЧХ угловых колебаний редуктора электровоза ЭП1 при стандартных параметрах
АЧХ колебаний подпрыгивания редуктора электровоза ЭП1 при стандартных параметрах показан на рисунке 5.13.
Рисунок 5.13 – АЧХ колебаний подпрыгивания редуктора электровоза ЭП1 при стандартных параметрах
АЧХ угловых колебаний якоря ТЭД электровоза ЭП1 при заводских параметрах будет иметь вид, показанный на рисунке 5.14.
Рисунок 5.14 – АЧХ угловых колебаний якоря ТЭД электровоза ЭП1 при стандартных параметрах
АЧХ динамического момента для привода второго класса при заводских параметрах имеет вид, предоставленный на рисунке 5.15.
Рисунок 5.15 – АЧХ динамического момента электровоза ЭП1 при стандартных параметрах
Для сравнительного анализа необходимо видоизменить конструкцию подвески редуктора электровоза ЭП1. Все возможные способы снижения динамического момента описаны в пункте 4.
Уменьшим угол наклона подвески редуктора 
(рисунок 5.1) с 
до 
. В результате такого изменения наклона резино-упругого амортизатора получится кинематическая модель, представленная на рисунке 5.16.
Рисунок 5.16 – Кинематическая схема тягового привода второго класса с 
Рассчитаем АЧХ для всех трех координат с измененным углом наклона амортизатора подвески редуктора электровоза ЭП1 («alpf=0»).
АЧХ угловых колебаний редуктора при показана на рисунке 5.17.
Рисунок 5.17 – АЧХ угловых колебаний редуктора тягового привода второго класса с
АЧХ подпрыгивания редуктора при изображена на рисунке 5.18.
Рисунок 5.18 – АЧХ подпрыгивания редуктора тягового привода второго класса с
АЧХ угловых колебаний якоря ТЭД при изображена на рисунке 5.19.
Рисунок 5.19 – АЧХ угловых колебаний якоря ТЭД тягового привода второго класса с
АЧХ динамического момента для привода второго класса при имеет вид, предоставленный на рисунке 5.20.
Рисунок 5.20 – АЧХ динамического момента тягового привода второго класса с
Увеличим угол наклона подвески редуктора (рисунок 5.1) с до 
. В результате такого изменения наклона резино-упругого амортизатора получится кинематическая модель с горизонтальной подвеской, представленная на рисунке 5.21.
Рисунок 5.21 – Кинематическая схема тягового привода второго класса с 
Рассчитаем АЧХ для всех трех координат с измененным углом наклона амортизатора подвески редуктора электровоза ЭП1 («alpf=90»).
АЧХ угловых колебаний редуктора при показана на рисунке 5.22.
Рисунок 5.22 – АЧХ угловых колебаний редуктора тягового привода второго класса с
АЧХ подпрыгивания редуктора при показана на рисунке 5.23.
Рисунок 5.23 – АЧХ колебаний подпрыгивания редуктора тягового привода второго класса с
АЧХ угловых колебаний якоря ТЭД при показана на рисунке 5.24.
Рисунок 5.24 – АЧХ угловых колебаний якоря ТЭД тягового привода второго класса с
АЧХ динамического момента тягового привода второго класса при показана на рисунке 5.25.
Рисунок 5.25 – АЧХ динамического момента тягового привода второго класса с
Сведем полученные параметры АЧХ динамического момента тягового привода для двух вариантов подвески (стандартный оранжевого цвета и модернизированный горизонтальный фиолетового цвета график) в рисунок 5.26.
Рисунок 5.26 – АЧХ динамического момента тягового привода второго класса с разными углами подвески: 1 – при 
; 2 – при
Анализируя полученные графики можно сделать вывод, что теоретические предпосылки, описанные в пункте 4, о возможности использования горизонтального подвешивания редуктора привода второго класса, полностью обоснованы. Заметно значительное снижение отношение сигнала «вход-выход» при установке подвески редуктора в горизонтальное положение. В тоже время заметно значительное увеличение динамического момента при уменьшении угла наклона резино-упругого амортизатора от заводского варианта к вертикальному.
6 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО МОДЕРНИЗАЦИИ ПОДВЕСКИ
Так как теоретические предпосылки, описанные в пункте 4 данного дипломного проекта подтвердились в результате расчета АЧХ в программном комплексе Maple, а именно, изменение угла наклона резино-упругого амортизатора подвески редуктора к горизонтальному положению относительно рельсовой колеи, необходимо предложить изменения конструкции подвешивания тягового редуктора магистрального электровоза ЭП1.
Схема подвешивания тягового редуктора ЭП1 представлена на рисунке 6.1.
Рисунок 6.1 – Схема подвешивания тягового редуктора электровоза ЭП1
Согласно работы, выполняемой в данном дипломном проекте, для снижения динамических воздействий, необходимо разместить резино-упругий амортизатор в горизонтальное положение по отношению к рельсовой колее. Учитывая то, что габариты тележек, кузова и других механических частей электровоза не позволяют разместить тяговый редуктор выше, чем установленное при конструировании положение, модернизацию расположения и крепления амортизатора проведем при неизменном расположении механического оборудования электровоза.
Изменение коснется геометрических размеров самого амортизатора и его способа крепления к редуктору. Для реализации данного решения, необходимо уменьшить длину опорной части резино-металлического демпфера на 40 мм с переносом крепления эксцентрикового валика 5 в точку, расположенной на 6 мм выше корпуса редуктора. В то же время, крепление к раме тележки, выполняемых при помощи двух резиновых шайб, обеспечивающих упругость подвески, необходимо видоизменить путем разворота на 60 градусов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
