Характеристики локомотивов (стр. 5 из 7)

Применение вкладышей с гиперболической расточкой рабочей поверхности, уменьшение размеров окна во вкладыше для подвода смазки и применение польстеров улучшили работу моторно-осевых подшипников. Уменьшение величины браковочного зазора в моторно-осевом подшипнике до 1,5—2,0 мм также благоприятно сказалось на увеличении долговечности зубчатой передачи.

2.8 Тяговый редуктор

Передача вращающего момента от тягового электродвигателя на ось колесной пары осуществляется с помощью тягового редуктора (рис.13), который не имеет принципиальных конструктивных отличий от тягового редуктора тепловоза 2ТЭ10Л. Ведущая шестерня 5 посажена на конус вала якоря тягового электродвигателя тепловым способом с осевым натягом 1,3—1,45 мм. Перед посадкой на вал проверяется пятно прилегания сопрягаемых поверхностей, которое должно быть не менее 75%. Перед посадкой шестерня нагревается до температуры 150—170° С. Напрессованная шестерня крепится гайкой, затянутой моментом 50 кгс * м. Чтобы применить маслосъем при опрессовке шестерни, в вале имеется канал, соединяющий посадочную поверхность с отверстием на торце вала.

Рис. 13. Колесно-моторный блок:

1 - тяговая передача; 2 — моторно-осевой подшипник; 3 — букса; 4 — зубчатое колесо; 5 — ведущая шестерня; 6 — тяговый электродвигатель; 7 — колесный центр с бандажом; 8, 9 — маслоотбойные кольца; 10 — полукольцо; 11, 13, 19 — войлочные уплотнения; 12, 15 — вкладыши моторно-осевых подшипников; 14 — штифт; 16, 23 — колесные центры; 17 — хомут; 18 — кожух тяговой передачи; 20 — крышка подшипника; 21 — ступица зубчатого колеса; 22 —маслоуловитель

Ведущая шестерня изготовлена из стали 20ХНЗА. Поверхности зубьев и впадин цементируются с последующей закалкой, при этом обеспечивается твердость рабочей поверхности зуба не менее HRC-59, твердость ядра зуба и обода HRC-30 - 45

Для снижения влияния перекосов, возникающих в тяговом режиме в зацеплении, при шлифовании зубья шестерни выполняются с односторонним прямолинейным скосом, суживающим зуб в сторону остова двигателя. Величина скоса принята равной 0,20—0,24 мм (угол скоса 4,56"—5,'55"). Глубина цементированного слоя после шлифовки 1,6— 1,9 мм. Зубчатое колесо изготовлено из стали 45ХН с секторной закалкой рабочих поверхностей зубьев и накатыванием впадин. Твердость ядра зуба и обода должна быть HR=255—311, твердость рабочих поверхностей зубьев после закалки т. в. ч. — HRC=50—58. Глубина закаленного слоя 3—5 мм. Поверхности впадин зубьев упрочнены накаткой роликом, при этом обеспечивается глубина накатанного слоя более 2 мм с твердостью не менее чем на 10% выше исходной твердости.

Зона шлифования ограничена только рабочими поверхностями зубьев с обеспечением плавного перехода от шлифованной поверхности к накатанной. Допускаются только местные касания впадин шлифовальным кругом с чистотой обработки. Зубчатые колеса по всему контуру зуба после закалки и шлифования проверяют магнитным дефектоскопом. На ступицу зубчатого колеса насажено маслоотбойное кольцо с натягом 0,3—0,9 мм. Температура нагрева кольца перед посадкой — 200—300° С.

2.9 Тяговый электродвигатель ЭД-118А

Предназначен для привода колесных пар тепловоза через одноступенчатый прямозубый редуктор. Тяговый электродвигатель ЭД-118А является электрической машиной постоянного тока с последовательным возбуждением. На тепловозе установлено 6 ТЭД, по одному на каждую ось. В электродвигателе имеются 4 главных и 4 дополнительных полюса. Главные полюсы создают магнитный поток. Дополнительные полюсы в сочетании с электрографитными щетками обеспечивают нормальную коммутацию без подгара коллектора и электрощеток.

Якорь представляет собой вращающуюся часть электродвигателя и состоит из сердечника напрессованного на вал коллектора, в петушки которого впаяны концы секции, уложенной в сердечник якорной обмотки. Сердечник нашихтован на вал из штампованных листов электротехнической стали. Обмотка якоря петлевая с уравнительными соединениями. Коллектор арочного типа собран из штампованных пластин твердотянутой коллекторной меди, имеющей в поперечном сечение форму трапеции.

Для облегчения массы коллектора в медных пластинах выштампованы отверстия.

Рис.6. Тяговый электродвигатель ЭД-118А.

22-вкладыши моторно-осевого подшипника, 23-корпус моторно-осевого подшипника, 24-механизм смазывающего фитиля моторно-осевого подшипника.

3. Выбор оборудования и его компоновка на тепловозе

При определении весогабаритных характеристик основных узлов и оборудования следует ориентироваться на аналогичные параметры тепловоза-прототипа.

Для выполнения развески используется схема (эскиз) расположения узлов и оборудования (рис. 1,1).

Развеска позволяет определить положение центра тяжести верхнего строения тепловоза и распределение нагрузок по его тележкам и колесным парам.

Таблица 1

Весогабаритные характеристики основных узлов и оборудования секции тепловоза

№	Наименование узла или оборудование	Вес Gi кН	Плечо li м	Момент Mi кН*м
1.	Кабина машиниста	4	1,5	6
2.	Высоковольтная камера	29	3,2	92,8
3.	Выпрямительная установка	10	5,5	55
4.	Стартер генератора	7,8	6,3	49,14
5.	Тяговый генератор	58,8	6,5	382,2
6.	Рама тепловоза	77,1	9,4	724,74
7.	Дизель	217	9,4	2039,8
8.	Электродвигатель компрессора	3	14,4	43,2
9.	Шахта холодильника	50	17,4	870
	Итого:	∑Gi=453,7		∑Mi=4262,68

Xцт = ∑Mi ÷ ∑Gi

где ∑Mi - суммарный момент сил тяжести узлов и оборудования, входящих в верхнее строение тепловоза, кН_*м;

∑Gi - вес верхнего строения тепловоза, кН;

Xцт = 4262,68 ÷ 453,7 = 9,4 (м)

Для определения нагрузок на тележки используют уравнения статики. Раму тепловоза представляем в виде балки, расположенной на двух мнимых опорах. Нагрузки на тележки заменяют реакциями Р_А и Р_Б мнимых опоров (рис. 1,1) на схеме также указываются геометрическая середина тепловоза (Lт/2) и координата Xцт центра тяжести ∑Gi верхнего строения тепловоза, а также вектор силы тяжести ∑Gi.

Рис. 1,1 Схема для определения неравномерности распределения нагрузок по тележкам локомотив;

Несовпадение центра тяжести Xцт и геометрического центра тяжести верхнего строения тепловоза ∆Х можно определить из выражения, мм

∆Х = | Xцт' – Xцт |

Xцт - центр тяжести тепловоза, м

Xцт' = Lт ÷ 2

Xцт' = 19,27 ÷ 2 = 9,64 (м)

∆Х = | 9,64 - 9,4 | = 0,24 (м)

Определим, равномерно ли распределена нагрузка на колёсные пары (и тележки) локомотива. Для определения нагрузок на тележки используют уравнения статики. В соответствии со схемой сил, показанной на схеме для определения неравномерности распределения нагрузок по тележкам локомотива, уравнение проекций всех сил на вертикальную ось ординат Z будет иметь вид:

Р_А + Р_Б - ∑Gi = 0 (1)

Уравнение моментов этих сил относительно точки «О»

P_A* l_А + P_Б* l_Б - ∑Gi _* Xцт = O (2)

где P_A и P_Б - реакции в мнимых опорах тележек, вызванные действием силы тяжести (веса) ∑Gi, верхнего строения тепловоза, кН;

l_А и l_Б - расстояния от оси моментов Z до мнимых опор А первой (по ходу) и Б второй тележек, м

Из уравнения (1):

P_A = ∑Gi - P_Б (3)

Подставим (3) в (2) и найдём из получившегося уравнения P_Б:

P_Б = ∑Gi (Xцт - l_А) ÷ (l_Б - l_А)

P_Б = 453,7 _* (9,4 - 4,2) ÷ (14,1 - 4,2) = 233,7 кН.

Подставив значение P_Б в уравнение (3), найдём P_A:

P_A = 453,7 – 233,7 = 220 кН.

По нормам, применяемых при проектировании тепловоза, неравномерность распределения нагрузок ∆2П по колесным парам разных тележек не должна превышать величины ±0,03. В этом случае величина ∆2П может быть определена из следующего выражения, кН:

∆2П = |2П₁ - 2П₂| ÷ 2П

где 2П - нагрузка от каждой из колесных пар первой тележки, кН.

2П₁ = (Р_А + Gт) ÷ Nт

где Gт - вес тележки тепловоза, кН;

Nт - количество осей в тележке, кН;

2П₁ - нагрузка от каждой из колесных пар второй тележки, кН

2П₁ = (220 + 147) ÷ 3 = 122,3 кН

2П₂ = (Р_Б + Gт) ÷ Nт

2П₂ = (233,7 + 147) ÷ 3 = 126,9 кН

2П₂ - нагрузка от колесной пары на рельсы при равномерном распределении нагрузок по колесным парам тепловоза, кН.

Тогда:

∆2П = |122,3 – 126,9| ÷ 194 = 0,024

4. Определение тяговой характеристики тепловоза

Первое ограничение касательной силы тяги тепловоза - по «сцеплению»

F_Кmax ≤ ψ_K* P_СЦ

где Рсц - сцепной вес локомотива с учётом числа секций, кН;

ψ_K - расчетный коэффициент сцепления. Определение значений расчетного коэффициента сцепления для тепловоза М62

ψ_K = 0,118 + [5 ÷ (27,5 + v)]

Воспользовавшись выражением F_Кmax ≤ ψ_K* P_СЦ рассчитаем ограничение тяговой характеристики F_К = f (v) по сцеплению.

Таблица 2

Результаты расчетов ограничения кривой F_К = f (v) по сцеплению.

V км/ч	0	5	10	15	20	25	30
ψK	0,299	0,271	0,251	0,235	0,223	0,213	0,201
FК кН	384	315,4	292,2	273,5	259,6	247,9	234

Второе ограничение касательной силы тяги - по мощности силовой установки.