Характеристики локомотивов

1.1 Сцепной вес секции

Сцепной вес секции тепловоза Pсц зависит от допустимой статической нагрузки от оси на рельсы (2П), числа осей секции локомотива и рода службы локомотива, кН

где а – коэффициент, учитывающий род служ

бы проектируемого тепловоза; можно принять: для грузовых тепловозов а = 1;

[2П] – допустимая статическая нагрузка от оси колесной пары на рельсы, кН;

- число сцепных осей секции; принимается в соответствии с колесной формулой локомотива-аналога.

Тогда:

(кН)

1.2 Диаметр движущих колес Дк

Определяется величиной допустимых контактных напряжений на единицу длины диаметра колеса, мм

где [2р] – допустимая удельная нагрузка на 1 мм длины диаметра колеса, кН/мм; принимается в пределах для грузовых тепловозов

[2р]=0,24-0,27кН/мм.

(мм)

Полученная расчетная величина Дк унифицируется, то есть приводится к стандартным диаметрам бандажей новых колес. В соответствии с ГОСТ 25463-82 диаметры бандажей новых колес для тепловозов составляют 1050 и 1220 мм.

Дк=1050 мм

1.3 Длина секции проектируемого тепловоза Lт.

Длина секции проектируемого тепловоза по осям автосцепок Lт (рис.1) пропорциональна эффективной мощности силовой установки Nе.

Рис. 1. Расположение основных элементов кузова и подкузовных частей

Предварительно величина Lт может быть определена с помощью следующих эмпирических зависимостей, мм

Lт = Ne · (10 – 0,0012 · Ne)

При проектировании локомотива должно быть выполнено следующее условие:

Lтmin ≤ Lт ≤ Lтmax

Минимальная длина секции тепловоза Lтmin может быть определена из следующего выражения, мм:

Lтmin = 1000 · Pсц /[qn]

где [qn] – предельно допустимая нагрузка на 1 метр пути, кН/м;

для магистральных железных дорог можно принять [qn] = 73,5 кН/м.

Максимальная длина секции тепловоза по Lтmax осям автосцепок в соответствии с ГОСТ 25463-82 и техническими требованиями на магистральные тепловозы нового поколения мощностью 2500-3500 кВт в одной секции с электрической передачей устанавливается не более 22800 мм.

Lт = 1470 · (10 – 0,0012 · 1470) = 12106,92 (мм)

Lтmin = 1000 · 1200 / 73,5 = 15836,74 (мм)

15836,74 < 12106,92 < 22800

т.к полученная длина меньше минимально допустимой, то возьмем длину тепловоза 17400 (мм).

1.4 База секции тепловоза Iб

Предварительно, база секции Iб может быть установлена из следующего выражения, мм

Iб = е · Lт

где е – эмпирический коэффициент; принимается равный для тепловозов с трехосными тележками и длиной до 20 м е = 0,5 – 0,52

Iб = 0,5 · 17400 = 8700 (мм)

1.5 Длина основных элементов кузова

Длина основных элементов кузова и подкузовных частей проектируемого магистрального тепловоза свзаны между собой уравнением габаритного баланса локомотива

nк · Iк + Iмаш + Iхол = nт · Iт + 2 · Iсв + Iмт

где Iк – длина кабины машиниста, мм;

Iмаш – длина машинного отделения, мм;

Iхол – длина холодильника, мм;

Iт – длина тележки, мм;

Iсв – длина свеса рамы локомотива относительно наружных габаритов тележки, мм;

Iмт – длина межтележечного пространства, мм;

nк – число кабин машиниста секции тепловоза;

nт – число тележек секции тепловоза.

Длина машинного отделения Iмаш зависит от мощности и габаритных размеров силовой установки тепловоза, м

Iмаш = (10-3 · Ne + 8,5) / (0,76 – 0,74 · 10-3 · Ne)

Iмаш = (10-3 · 1470 + 8,5) / (0,76 – 0,74 · 10-3 · 1470) = 13,31 (мм)

Длина кабины машиниста Iк с учетом норм техники безопасности и производственной санитарии может быть принята равной Iк = 2 м.

Длина тележки Iт зависит в первую очередь от осевой формулы, а также типа привода колесных пар и эффективной мощности силовой установки. В первом приближении длину тележки Iт можно определить из следующего выражения, м:

Iт = (1,7÷1,9) · nо

где nо – число сцепных осей в тележке

Iт = 1,9 · 3 = 5,7 (м)

Длина холодильника Iхол может быть определена из следующего эмпирического выражения, м

Iхол = 5,6 · 10-4 · Ne + 1,14

Iхол = 5,6 · 10-4 · 1470 + 1,14 = 1,96 (м)

Длина свеса рамы локомотива Iсв можно принимать равной Iсв = 1,25 м

Длина межтележечного пространства Iмт зависит от емкости топливного бака тепловоза и первоначально может быть определена из уравнения, м:

Iмт = nк · Iк + Iмаш + Iхол – nт · Iт – 2 · Iсв

Iмт = 2 · 2 + 13,31 + 1,96 – 2 · 5,7 – 2 · 1,25 = 5,37 (м)

nк · Iк + Iмаш + Iхол = nт · Iт + 2 · Iсв + Iмт

2 + 13,31 + 1,96 = 2 · 5,7 + 2 · 1,25 + 5,37

19,27 = 19,27

1.6 Ширина и высота проектируемого тепловоза

Максимальная ширина строительного очертания локомотива Вл ограничена габаритом подвижного состава 1-Т (ГОСТ 9238-83) и может быть принята равной:

Вл = 3400 мм

Высота строительного очертания тепловоза Нл определяется от уровня верха головки рельса. В соответствии с габаритом подвижного состава 1-Т максимальное значение величины Нл составляет:

Нл = 5300 мм

2. Выбор конструкции экипажной части тепловоза

Рис. 2 Структурная схема экипажной части локомотива

2.1 Кузов тепловоза

В кузове размещено оборудование и посты машиниста. Кузов должен: защищать обслуживающий персонал и оборудование от воздействия атмосферной среды; обладать достаточной прочностью, жесткостью и долговечностью, предусматривать компоновку, обеспечивающую свободный доступ к элементам оборудования и замену его; обеспечивать безопасность обслуживающего персонала. Масса главной рамы с кузовом колеблется от 20 до 25% общей массы металла тепловоза, отсюда следует, что рама с кузовом весьма металлоемки и выбор их рациональной конструкции является важной и сложной задачей.

На магистральных тепловозах применяются два основных типа кузовов: с несущей рамой и цельнонесущей. В кузове с несущей рамой главная рама рассчитывается на воспринятое всех нагрузок независимо от степени участия в ее работе кузова. Характерным примером является рамно-кузовная система тепловозов ТЭЗ, 2ТЭ10Л, 2ТЭ10В.

В последнее время находят применение конструкции несущего кузова ферменной (тепловоз ТЭП60) или оболочковой (тепловозы ТЭ10, ТЭ109) конструкции. В кузовах такого типа свариваются в единое целое главная рама, топливный бак и стенки кузова. Получается единая пространственная система, воспринимающая все виды нагрузок. При такой конструкции за счет снижения массы рамы достигается снижение массы всего кузова. Однако несущие кузова более трудоемки в изготовлении. Кузова с несущей рамой получили наиболее широкое распространение в Советском Союзе, особенно для массового серийного выпуска тепловозов на Ворошиловградском тепловозостроитель-ном заводе имени Октябрьской революции.

 Скачать реферат