148033 (692165), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Рисунок 2 – Нагрузочные характеристики ТЭД.

2.2 Предварительное определение расчетной скорости тепловоза

Скорость движения проектируемого тепловоза (км/ч) определяется по формуле:

где – диаметр колеса тепловоза (принимается равным 1,05 м);

n – частота вращения якоря ТЭД в проектируемой ЭПМ, с^-1;

– передаточное отношение тягового редуктора.

Число оборотов (в с^-1) якоря ТЭД в проектируемой ЭПМ, в общем случае определяется по формуле:

где – противо-ЭДС в проектируемой ЭПМ, В;

– напряжение, подводимое к зажимам ТЭД в проектируемой ЭПМ, определяемое внешней характеристикой ВУ, В;

– ток якоря ТЭД в проектируемой ЭПМ, определяемый внешней характеристикой ВУ, А;

– отношение, определяемое по построенным нагрузочным характеристикам при соответствующем значении и ( при полном поле ; при ослабленных полях ), .

Напряжение в (В), подводимое к зажимам ТЭД в проектируемой ЭПМ, определяется по формуле

где – число последовательно включенных ТЭД в силовой схеме проектируемой ЭПМ.

=1

Ток якоря (А) ТЭД в проектируемой ЭПМ, определяется по формуле

где – число параллельных групп ТЭД в силовой схеме проектируемой ЭПМ.

=8

Расчетная скорость движения проектируемого тепловоза имеет место при номинальном числе оборотов якоря ТЭД – при номинальных напряжении и токе ТЭД в проектируемой ЭПМ, т.е. при

и

.

E_пр = 431,2 – (687,6 ∙ 0,0401 + 2) = 401,63 В

2.3 Предварительное определение необходимой минимальной величины коэффициента ослабления поля ТЭД

Степень регулирования проектируемой ЭПМ по скорости характеризуется коэффициентом регулирования:

где – максимальная скорость движения тепловоза, км/ч.

V_max =0,9 ∙ V_К

где – заданная конструкционная скорость проектируемого тепловоза.

V_max =0,9 ∙ 110 = 99 км/ч

При > 2,1 оказывается недостаточным регулировки ЭПМ по напряжению, определяемой коэффициентом регулирования 1,6.

Для обеспечения работы ЭПМ с постоянной мощностью вплоть до максимальной скорости движения тепловоза (при сохранении величины ), как известно, используют два способа: ослабление возбуждения ТЭД (ослабление поля) и перегруппировку ТЭД в силовой схеме ЭПМ (например, последовательное, последовательно – параллельное соединения, или последовательно параллельное – параллельное, параллельное соединения). Иногда используют комбинацию этих способов.

Ослабление поля ТЭД является наиболее распространенным и простым способом повышения диапазона регулирования ЭПМ по скорости тепловоза.

Первоначально необходимо проверить возможность обеспечения необходимого диапазона регулирования по скорости за счет ослабления поля ТЭД. Для этого определяют минимальное значение коэффициента ослабления поля ТЭД, являющегося, как известно, отношением :

0,25

2.4 Предварительное определение расчетной силы тяги тепловоза и ограничений тяговой характеристики

Сила тяги на ободе колеса (Н) в общем случае определяется как

где = 159,7 – крутящий момент на валу ТЭД , Н·м;

– мощность ТЭД по электрическим переменным проектируемой ЭПМ, кВт;

– КПД ТЭД в проектируемой ЭПМ;

= 0,985 – КПД тягового редуктора.

Касательная сила тяги тепловоза определяется как

Для предварительного определения расчетной силы тяги тепловозов в формулу подставляется значение при номинальных значениях , и . Значение в этом случае определяется по электромеханическим характеристикам ТЭД полного поля при номинальном токе проектируемой ЭПМ.

= 0,92

P_ТЭД = 431,2 ∙ 687,6 ∙ 0,92 ∙ 10^-3 = 272,8 кВт

=8 ∙ 30550,31=244402,48 Н

Тяговая характеристика имеет ограничения по сцеплению колес тепловоза с рельсами и максимальному току ЭПМ.

Ограничение касательной силы тяги по сцеплению определяется в соответствии с Правилами тяговых расчетов (ПТР) выражением

, Н

где – коэффициент сцепления колеса с рельсом согласно ПТР.

Расчет рекомендуется свести в таблицу 3.

Таблица 3 – Расчет ограничения касательной силы тяги тепловоза по сцеплению

Скорость, км/ч	0	5	10	20	31,7
	0,299818	0,271846	0,251333	0,223263	0,202459
, Н	485888,9	440557,1	407313,8	361823	328108,2

Ограничение касательной силы тяги по максимальному току ЭПМ определяется по формуле в которую подставляется значение при максимальном значении (и соответственно минимальном значении ), минимальном значении и значении , определяемое по электромеханическим характеристикам ТЭД полного поля при максимальном токе проектируемой ЭПМ.

E_пр = 287,5 – (1031,4 ∙ 0,0401 + 2) = 244,14 В

= 0,84

P_ТЭД = 287,5 ∙ 1031,2 ∙ 0,84 ∙ 10^-3 = 249,03 кВт

= 8 ∙ 56964,29 = 455714,36 Н

Соответствующая этому ограничению минимальная критическая скорость (км/ч) определяется формулой

По полученным данным строится предварительные ограничения тяговой характеристики тепловоза.

Рисунок 3 – Вид предварительных ограничений тяговой характеристики проектируемого тепловоза – ограничение мощности тепловоза из-за недоиспользования максимального тока ЭПМ.

3 Построение рациональной тяговой и технико–экономических характеристик

3.1 Определение рациональной величины передаточного отношения тягового редуктора

Соотношение значений и может быть достигнуто за счет установления оптимального значения передаточного отношения зубчатого тягового редуктора , которое определяется следующим образом:

где – сила тяги проектируемого тепловоза по сцеплению при трогании, Н;

– минимальная частота вращения ТЭД при параметрах и в проектируемой ЭПМ, с^-1;

– мощность ВУ в проектируемой ЭПМ, кВт;

– КПД ТЭД, определяемый по электромеханическим характеристикам при максимальном токе ТЭД в проектируемой ЭПМ.

= 0,84

F_КТР = 9,81 ∙ 0,3 ∙ 165,2 ∙ 10³ = 486183,6 Н

P_ВУ = 287,5 ∙ 8251,2 ∙ 10^-3 = 2372,22 кВт

Полученное значение проверяется по величине минимального коэффициента ослабления поля

где – номинальная частота вращения ТЭД при номинальных параметрах и проектируемой ЭПМ, с^-1.

3.2 Расчет тягового редуктора

В курсовой работе следует принять опорно-осевую подвеску ТЭД, при которой его размеры ограничиваются расстоянием между внутренними гранями бандажей колесных пар и минимально допустимым расстоянием от станины ТЭД до головки рельса а (рис. 3.1).

Чтобы увеличить это расстояние (и возможные габариты ТЭД) ось ТЭД размещают несколько выше оси колеса. Для тепловозных ТЭД размер Х (см. рис. 3.1) устанавливается в пределах 20…40 мм.

Рисунок 4 – Эскиз опорно-осевой подвески ТЭД

Как известно, передаточное отношение тягового редуктора определяется выражением

где – диаметры делительных окружностей большого и малого зубчатых колес;

– числа зубьев большого и малого зубчатых колес.

Максимально возможная величина диаметра определяется из соотношения

где =121 мм – расстояние от нижней кромки кожуха тягового редуктора до головки рельса;

24 мм – расстояние от делительной окружности большого зубчатого колеса до нижней кромки кожуха (с учетом толщины его листа) тягового редуктора.

D_З = 1,05 – 2 ∙ (0,121 + 0,024) = 0,76 м

Диаметр делительной окружности малого зубчатого колеса

Задается модуль зацепления зубчатых колес, который определяется из номинального крутящего момента ТЭД при следующих значениях:

Нм, = 8…10 мм; Нм, = 9…11 мм;

Нм, = 10…12 мм.

= 11 мм

Подсчитывается число зубьев малого и большого зубчатых колес

;

После чего уточняется величина передаточного отношения

Определяется централь, которая при обычно применяемой коррекции зацепления (для большого зубчатого колеса , а для малого ) равна

Вписывание ТЭД в отпущенные для него габариты обеспечивается в случае, если

где – диаметр якоря ТЭД

=493 мм

Характеристики

Список файлов курсовой работы