Пояснительная записка (Расчет в пакете SolidWorks узла крепления тягового двигателя к раме тележки электровоза)

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Локомотивы»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

__________А. К. Пляскин

«____»________20___г.

РАСЧЕТ В ПАКЕТЕ SOLIDWORKS УЗЛА КРЕПЛЕНИЯ ТЯГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ К РАМЕ ТЕЛЕЖКИ ЭЛЕКТРОВОЗА 2ЭС5К

Пояснительная записка к дипломному проекту

ДП 190303.65.К12-ЭТЖД-142.ПЗ

Студент ИИФО Д.В. Семенец

Руководитель

(доцент, к.т.н., доцент) С.В. Доронин

Консультант по безопасности

жизнедеятельности

(доцент) Е.М. Ерошкина

Консультант по экономике

(доцент, к.э.н.) А.Н. Кобылицкий

Нормоконтроль

(доцент, к.т.н.) Ю.С. Кабалык

Хабаровск – 2015

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

В процессе эксплуатации электровозов на механическую часть действуют большие нагрузки, способные вызвать неисправности и невозможность дальнейшей эксплуатации электровоза без проведения ремонтных мероприятий, поэтому повышение надежности механической части подвижного состава является приоритетной задачей. Выявить слабые места в экипажной части и устранить их можно моделированием и анализом элементов при помощи систем автоматизированного проектирования (САПР).

В данном проекте предметом исследования выступает узел крепления тягового двигателя к раме тележки электровоза 2ЭС5К. Узел опирания тягового двигателя на раму тележки служит для передачи веса и опорных реакций, на раму тележки в условиях их относительных перемещений. Подвеска тягового электродвигателя является главной конструкцией для смягчения ударов, приходящихся на тяговый электродвигатель при прохождении колесной парой неровностей пути, а так же для компенсации изменения взаимного положения тягового электродвигателя и рамы тележки при движении электровоза. Возможные неисправности узла крепления тягового электродвигателя (ТЭД) могут привести к внеплановому ремонту, простою локомотива, а также несут угрозу безопасности движения поездов, поскольку могут способствовать сходу подвижного состава с рельсов.

Целью дипломного проектирования является анализ, изучение возможности модернизации и усовершенствования данного узла, с использованием современных систем автоматизированного проектирования.

Для осуществления цели поставлены следующие задачи:

- анализ неисправностей исследуемого объекта, возникающих в эксплуатации;

- анализ конструкции и материалов исследуемого объекта;

- анализ нагрузок, действующих на исследуемый объект в эксплуатации;

- построение 3D модели исследуемого объекта в CAD пакете и ее анализ в пакете CAE;

- на основе полученных в результате анализа данных, возможные предложения по совершенствованию конструкции;

- расчет стоимости ремонта, а так же освещение требований безопасности жизнедеятельности при ремонте узла крепления ТЭД к раме тележки в объеме ТР3.

Полученные данные помогут оценить работу подвески ТЭД в эксплуатации, а предложенное решение по совершенствованию конструкции позволит повысить надежность и снизить затраты на обслуживание подвески тягового двигателя при ремонте.

1 АНАЛИЗ НЕИСПРАВНОСТЕЙ ПОДВЕСКИ ТЯГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ

Подвеска тягового двигателя является важным узлом механической части электровозов, так как брак, допущенный при ремонте этого узла, может повлечь за собой не только повреждения локомотива и верхнего строения пути, но и сход подвижного состава.

В современной практике относительно редко наблюдаются случаи выхода из строя подвески тягового двигателя, однако существует естественный механический износ деталей, которые, в зависимости от степени изношенности, должны быть заменены или отремонтированы. Эти дефекты необходимо учитывать и устранять во время приемки или плановых видов ремонта локомотивов. К таким дефектам следует отнести:

- браковочный зазор между втулками с валиком;

- проседание втулок;

- ослабление болтов крепления кронштейна;

- микротрещины стойки;

- трещины кронштейна.

Для анализа этих дефектов были собраны статистические данные о ремонте подвески тягового двигателя за 4 года в сервисном локомотивном депо СЛД-90 «Приморское». Эти данные приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Случаи неисправностей подвески тягового двигателя в СЛД-90 в период 2011–2014 гг.

Эти данные представлены в виде гистограмм (рисунки 1.1-1.5), в которых отдельные дефекты сравниваются по годам.

Рисунок 1.1 – Количество случаев браковочного зазора между втулками с валиком:

1 – 2011 год; 2 – 2012 год; 3 – 2013 год; 4 – 2014 год

Согласно рисунку 1.1 наблюдается увеличение случаев браковочного зазора между втулками с валиком с каждым годом в период с 2011 по 2014 год.

Рисунок 1.2 – Количество случаев проседания втулок подвески: 1 –2011 год; 2 –2012 год; 3 – 2013 год; 4 – 2014 год

Согласно рисунку 1.2 наибольшее число случаев проседания втулок подвески приходится на 2012 год.

Рисунок 1.3 – Количество случаев ослабления болтов крепления кронштейна подвески:

1 –2011 год; 2 –2012 год; 3 – 2013 год; 4 – 2014 год

Рисунок 1.4 – Количество случаев микротрещин стойки: 1 – 2011 год; 2 – 2012 год;

3 – 2013 год; 4 – 2014 год

Согласно рисунку 1.4 наблюдается увеличение случаев микротрещин стойки за период с 2011 по 2014 год.

Рисунок 1.5 – Количество случаев трещины кронштейна подвески: 1 – 2011 год;

2 –2012 год; 3 – 2013 год; 3 – 2014 год

На рисунке 1.6 представлена общая диаграмма неисправностей в период 2011–2014 гг.

Рисунок 1.6 – Общая диаграмма неисправностей в период 2011–2014 гг.

Как показывает статистика отказов, самой часто встречающейся неисправностью подвески тягового двигателя электровозов 2ЭС5К в период 2011–2014 годов, является браковочный зазор между втулками с валиком – 71 случай или 35 % от общего числа выявленных случаев неисправностей. Ослабление болтов крепления кронштейна было зафиксировано 55 раз или 27 % от общего числа выявленных неисправностей. Количество выявленных случаев проседания втулок составило 41 случай или 20 % от общего числа выявленных случаев неисправностей. Микротрещины стойки составило 15 случаев или 7 % от общего числа выявленных случаев неисправностей. Трещины кронштейна 23 случая или 11 % от общего числа выявленных случаев неисправностей. На рисунке 1.7 представлена диаграмма неисправностей в процентном соотношении за период 2011–2014 гг.

Рисунок 1.7 – Диаграмма процентного соотношения неисправностей в 2011–2014 гг.