МІНІСТЕРСТВО ТРАНСПОРТУ ТА ЗВ’ЯЗКУ УКРАЇНИ
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна
Кафедра «Локомотиви»
ТЕОРІЯ ТА КОНСТРУКЦІЯ ЛОКОМОТИВІВ
Методичні вказівки до виконання курсового проекту «Розрахунок техніко-економічних характеристик тепловоза»
Частина І
Укладачі: Д. В. Бобирь, Л. С. Казаріна,
М. І. Мартишевський, Є. Г. Нєчаєв
Для студентів спеціальності 7.100501 «Рухомий склад та спеціальна техніка залізничного транспорту» спеціалізації «Виробництво, експлуатація та ремонт локомотивів»
Дніпропетровськ 2006
УДК 629. 42.01 (075.8)
Укладачі
Д. В. Бобирь, Л. С. Казаріна, М. І Мартишевський, Є. Г.Нєчаєв
Рецензенти:
заступник начальника ТЧ-8 з ремонту локомотивів В. С. Любка
(Придніпровська залізнця),
канд. техн. наук, доц. О. І. Гілєвич (ДІІТ)
Теорія та конструкція локомотивів: Методичні вказівки до виконання курсового проекту «Розрахунок техніко-економічних характеристик» / Днiпропетр. нац. ун-т. залiзнич. трансп. імені акад. В. Лазаряна; Укл.: Д. В. Бобирь, Л. С. Казаріна, М. І. Мартишевський, Є. Г. Нєчаєв. – Д., 2006. – 2 с.
Методичні вказівки містять методику виконання першого розділу курсового проекту з дисципліни «Теорія та конструкція локомотивів» – розрахунок і побудову основних техні- ко-економічних характеристик проектного тепловоза, а також довідкові дані.
Iл. 10. Табл. 11. Бiблiогр.: 7 назв.
©Бобирь Д. В. та ін., укладання, 2006
©Вид-во Дніпропетр. нац. ун-ту залізн. трансп. ім. акад. В. Лазаряна
ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ ДО ВИКОНАННЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ
Пояснювальна записка та креслення повинні виконуватися згідно з вимогами ЕСКД.
Виконуючи курсовий проект (КП), необхідно враховувати такі загальні вимоги:
–КП виконується на стандартних аркушах паперу (розміром 210×297 мм);
–пояснювальна записка виконується акуратним розбірливим почерком без скорочення слів (крім традиційно прийнятих);
–розрахункові формули наводяться спочатку в загальному вигляді з використанням літерних символів; надається розшифровка літерних символів з одиницями виміру для величин, що мають вимір, підставляються в формулу числові значення величин та проставляється результат;
–при використанні необхідних розрахунків величин параметрів, таблиць, формул, довідкових матеріалів посилаються на джерело інформації; література, яка була використана під час роботи над КП, наводиться наприкінці роботи (автор, назва книги, місце видання, рік видання та кількість сторінок);
–матеріал КП подається з урахуванням прийнятої в технічній літературі термінології;
–графіки, схеми, ескізи, креслення виконуються на міліметровому папері i вшиваються поміж аркушами КП після першого згадування в тексті. Не дозволяється використовувати в КП ілюстрації, які вирізані або скопійовані з книг, журналів, інструкцій;
–аркушіКП, ілюстрації, таблицітаграфікиобов’язковонумеруються;
–структура пояснювальної записки КП така:
а) титульний лист (перша сторінка); б) завдання на КП; в) зміст; г) розділи КП;
д) перелік літератури, що була використана під час роботи над КП;
– КП, що виконаний без урахування наведених вимог, а також не за своїми даними, не перевіряється і до захисту не допускається.
Виконуючи КП, студент повинен з розумінням використовувати ті чи інші формули, робити висновки після кожного розділу. Дані методичні вказівки не звільняють студента від необхідності глибоко та уважно розібратися в питаннях, над якими він працює.
1. ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ТЕПЛОВОЗА
Дотична потужність, кВт, тепловоза |
|
|
||
Nд = |
Fд Vр |
, |
(1) |
|
3,6 |
||||
|
|
|
||
де Fд− розрахункова дотична сила тяги, кН; Vр− розрахункова швидкість, км/год. Потрібна ефективна потужність дизеля, кВт,
3
Nе′ = |
|
Nд |
|
, |
(2) |
|
η |
β |
доп |
n |
|||
|
п |
|
с |
|
||
де ηп – ККД передачі; βдоп – коефіцієнт, який враховує витрату енергії на привод допоміжних
агрегатів тепловоза; |
|
nс – кількість секцій у складі тепловоза. |
|
ККД електричної передачі: |
|
– постійного струму |
|
ηп =ηг ηдв ηм; |
(3а) |
– змінно-постійного струму |
|
ηп =ηг ηдв ηм ηв.у, |
(3б) |
де ηг, ηдв, ηм, ηв.у −ККД відповідно тягового генератора, тягового електродвигуна(ТЕД), тягового осьового редуктора та випрямноїустановки; для розраху-
нків можна |
прийняти: ηг =0,93...0,95; ηдв =0,85...0,88; ηм =0,97-0,98; |
|||||||||||
ηв.у =0,99. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коефіцієнт βдоп визначається з виразу |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
βдоп = |
Ne′− |
∑Nдоп |
, |
|
|
(4) |
||||
|
|
|
Ne′ |
|
|
|
|
|||||
де ∑Nдоп − сумарні витрати потужності на привод допоміжних агрегатів, |
||||||||||||
приймається згідно з даними табл.1 по базовому тепловозу. |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблиця 1 |
|
Сумарні витрати потужності на привод допоміжних агрегатів, кВт |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Серія базового |
ТЭМ2 |
2ТЭ10Л |
|
|
ТЭМ7 |
ТЭ3 |
2ТЭ10В |
М62 |
||||
тепловоза |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑Nдоп |
|
105 |
260 |
|
|
215 |
|
140 |
260 |
130 |
||
Серія базового |
2ТЭ116 |
ТЭП60 |
|
ТЭП10 |
ТЭП70 |
2ТЭ121 |
2ТЭ40 |
|||||
тепловоза |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑Nдоп |
|
225 |
265 |
|
|
260 |
|
285 |
315 |
260 |
||
Для визначення Nе′ та βдоп необхідно скласти та розв’язати систему рівнянь з виразів (2) та (4).
Потрібнапотужність, кВт, тяговогоелектродвигунапроектноготепловоза |
|
||||
′ |
Nд |
|
, |
(5) |
|
η |
к |
||||
Pдв = |
|||||
де к− кількість ТЕД на тепловозі. |
м |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
На підставі величини потужності ТЕД, що розрахована за формулою (5), необхідно обрати з додатку А тип електродвигуна, потужність якого Pдв бли-
зька до потрібної Pдв′ . Дані занести у табл. 2.
4
|
|
|
Таблиця 2 |
|
Параметри ТЕД |
|
|
|
|
|
|
|
Параметр |
|
Значення |
1. |
Тип ТЕД |
|
|
2. |
Потужність ТЕД Pдв , кВт |
|
|
3. |
Частота обертання вала ТЕД: – тривалого режиму |
nдв∞ , хв–1 |
|
|
– максимальна |
nдвmax , хв–1 |
|
|
|
||
4. |
ККД ηдв , % |
|
|
5. |
Обертальний момент Мдв∞ , Н·м |
|
|
6. |
Маса m , кг |
|
|
Мінімальна зчіпна вага Рзч, кН, одної секції проектного тепловоза визна-
чається за умови його руху по розрахунковому підйому зі сталою швидкістю без буксування
P |
= |
3,6 Nд |
|
, |
(6) |
||
|
n |
||||||
зч |
|
η ψ |
р |
V |
|
|
|
|
|
в |
р |
c |
|
|
|
де ψр − коефіцієнт зчеплення колеса з рейкою при розрахунковій швидкості,
який визначається згідно з правилами тягових розрахунків [3]; ηв − коефіцієнт використання зчіпної ваги, значення якого залежить від
конструкції екіпажної частини тепловоза та розташування ТЕД:
–ηв =0,78 – для тепловозів ТЭМ1, ТЭМ2, ТЭ3, 2ТЭ10Л, ТЭ40, М62;
–ηв =0,88 – для тепловозів 2ТЭ10В, 2ТЭ10М, 2ТЭ116, 2ТЭ121;
–ηв =0,99 – для тепловозів ТЭМ7, ТЭП60, ТЭП70.
Отримане значення Pзч необхідно перевірити на виконання умови
Pзч |
≤ q, |
(7) |
|
||
к |
|
|
де q − осьовенавантаженнявідколісноїпаринарейкипроектноготепловоза, кН.
За значенням Ne′ з додатка Б обирається тип тепловозного дизеля і тягового генератора, дані зводяться у табл. 3 і 4.
|
|
Таблиця 3 |
|
Параметри дизеля |
|
|
|
|
|
Параметр |
Значення |
1. |
Марка дизеля |
|
|
|
|
2. |
Номінальна ефективна потужність Ne , кВт |
|
3. |
Номінальна частота обертання колінвала n , хв–1 |
|
4. |
Питома ефективна витрата палива be , кг/(кВт·год) |
|
5