Материал: TKL

2. ВИЗНАЧЕННЯ ПАРАМЕТРІВ ТЯГОВОГО ОСЬОВОГО РЕДУКТОРА

Основним параметром тягового редуктора тепловоза є передаточне число, яке визначається після вибору ТЕД та діаметра рушійних коліс таким чином:

2.1. У першому наближенні передаточне число µ1 визначається за умови забезпечення заданої швидкості Vр на розрахунковому підйомі

Тривалий момент Мдв∞ на валу ТЕД визначають, виходячи з потужності Pдв і частоти обертання якоря у тривалому режимі роботи ТЕД, обраного з додатка А, з урахуванням даних базового тепловоза

Мдв∞ =9,5 nPдв . (10)

дв∞

2.2. У другому наближенні передаточне число µ2 визначається за умови,

що при конструкційній швидкості руху тепловоза частота обертання якоря ТЕД не перевищує максимальної частоти обертання, що встановлено заво- дом-виготівником nдвmax (див. додаток А)

де nк− максимальна частота обертання коліс тепловоза, хв–1;

6

2.3. Остаточно передаточне число приймається таким, щоб довжина централі (відстань між осями вала якоря ТЕД і колісної пари) у порівнянні з аналогічним параметром базового тепловоза залишалася незмінною. Ця умова описується системою рівнянь

z2 − кількість зубців веденої шестерні (зубчастого колеса); z1− кількість зубців ведучої шестерні;

m− модуль зачеплення, приймається за значенням показника базового тепловоза згідно з даними додатка А.

Отримані значення z1 і z2 округлюються до цілого числа, а потім встановлюється остаточне розрахункове значення передаточного числа µр. Бажано, щоб z1 і z2 мали парну та непарну кількість зубців.

Розрахункове значення передаточного числа µр не повинно перевищувати частотиобертів, щодопускається заводом-виготівником(див. додатокА), тобто

де nдрmax − найбільша частота обертання вала якоря ТЕД при конструкційній швидкості руху проектного тепловоза, хв–1;

Якщо ця умова не виконується, необхідно коригувати µр шляхом зміни

кількості зубців шестерень при незмінній їхньої сумі.

Розрахункова сила тяги тепловоза Fд , що відповідає тривалому струму ТЕД, уточнюється за остаточно прийнятим значенням µр

Відстань від нижньої частини кожуха до головки рейки ∆ повинна бути не менше 120…130 мм, що визначається за формулою

де c =18...25 мм – відстань від торця зубців веденої шестерні (зубчастого колеса) до нижній поверхні кожуха.

7

3. РОЗРАХУНОК І ПОБУДОВА ЕЛЕКТРОМЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕД

Електромеханічними характеристиками називають залежності обертального моменту на валу Mдв і частоти обертання якоря nдв від сили струму

навантаження Iдв ТЕД:

Mдв = f ( Iдв), nдв = f (Iдв).

Побудову електромеханічних характеристик ТЕД необхідно починати з вибору заводських характеристик двигуна, що близький за потужністю до значення Pдв′ , що розраховано за формулою (5).

Вибрані з додатка В характеристики необхідно перерахувати з урахуванням потрібної потужності ТЕД тепловоза, що проектується, та ступеня послаблення магнітного поля. В основі методу перерахування лежить положення, відповідно до якого на різних режимах ККД різноманітних за потужністю двигунів практично однакові та становлять 0,91-0,92. Характер залежностей однаковий, змінюється тільки чисельне значення величини обертального моменту та частоти обертання.

Для побудови електромеханічних характеристик ТЕД використовують співвідношення:

де індекси «п» і «б» позначують належність параметра відповідно до проектного та базового тепловоза.

Оскільки

можна навести співвідношення величин обертальних моментів і частот обертання якорів ТЕД проектного та базового тепловозів через відомі або раніше визначені параметри

У результаті підставлення величин потужності, швидкості, передаточного відношення, діаметра коліс базового та проектного тепловозів і наступних обчислень правих частин рівнянь (19) отримаємо

де Mдв і nдв− постійні, які не враховують можливі зміни режимів послаблення магнітного поля ТЕД.

Для перерахування значень Mдв і nдв з урахуванням заданих для проектноготепловозарежимівпослабленняполянеобхідновикористовуватизалежності

8

де αб і αп − ступінь послаблення магнітного поля ТЕД відповідно базового і проектного тепловозів.

Таким чином, обертальний момент на валу якоря ТЕД при більш глибокому послабленні магнітного поля зменшується, а частота обертання якоря зростає.

Послідовність перерахунку електромеханічних характеристик з урахуванням заданої глибини послаблення магнітного поля ТЕД така:

1) на обраних електромеханічних характеристиках ТЕД необхідно задатися декількома (не менш п’яти) значеннями сили струму Iдв;

2) знайти Mдвб і nдвб, що відповідають прийнятим значенням Iдв;

кожного прийнятого значення струму Iдв.

Результати розрахунку електромеханічних характеристик необхідно оформити у вигляді табл. 5.

Графічну побудову електромеханічних характеристик ТЕД проектного тепловоза виконати згідно з вимогами ГОСТ 2.319-81.

На першому етапі розрахунку електромеханічних характеристик колісномоторного блоку приймається αп =αб .

4. РОЗРАХУНОК ТА ПОБУДОВА ЕЛЕКТРОТЯГОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОЛІСНО-МОТОРНОГО БЛОКА (КМБ)

Електротяговими характеристиками називаються залежності дотичної сили тяги ( Fдв ) КМБ та швидкості руху тепловоза від струму навантаження

ТЕД ( Iдв).

Ці характеристики будуються для сформованого колісно-моторного блока, який включає тяговий електродвигун, колісну пару та тяговий редуктор.

Електротягові характеристики колісно-моторного блока проектного тепловоза розрахувати у такій послідовності:

1) задатися значеннями струму Iдв для всіх трьох режимів роботи ТЕД

(ПП – повне поле, ОП1 – перший ступінь ослаблення поля, ОП2 – другий ступінь ослаблення поля);

2) для обраних (не менш п’яти) значень струму Iдв по електромеханічних

характеристиках, що розраховані та побудовані раніш, знайти відповідні їм значення Mдвп і nдвп;

3) визначити значення Fдвп і Vдвп, використовуючи залежності:

Fдвп = 2 µрDМдвп ηм;

к

9

На першому етапі розрахунку електротягових характеристик прийняти αп =αб . Якщо в ході розрахунку швидкість не досягає заданого значення Vк,

необхідно змінити величину αп для ОП2.

Результати розрахунку електротягових характеристик колісно-моторного блока оформити у вигляді табл. 6.

За результатами розрахунків накреслити електротягові характеристики колісно-моторного блока проектного тепловоза.

5. РОЗРАХУНОК І ПОБУДОВА ТЯГОВОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОВОЗА (ОДНІЄЇ СЕКЦІЇ)

Тяговою характеристикою тепловоза називається графічна залежність дотичної сили тяги тепловоза Fд від швидкості його руху V при заданій (фік-

сованій), бажано повній та незмінній, потужності силової установки

Fд = f (V ).

Тягова характеристика розраховується та будується на підставі побудованих раніше електротягових характеристик КМБ.

За кривою швидкості V = f ( Iдв) для кожного значення швидкості тепловоза визначається значення струму Iдв, а за кривою Fдв = f ( Iдв) – відповідна цьому струму сила тяги одного колісно-моторного блока Fдв.

Для визначення швидкості переходу з одного режиму роботи ТЕД на ін-

проектного та базового тепловозів.

Тягову характеристику однієї секції проектного тепловоза побудувати для трьох режимів роботи ТЕД. Результати розрахунку необхідно оформити у вигляді табл. 7.

10