Курсовая работа предмет: "Проектирование локомотивов и их эксплуатация" Обиджонов Д. Проверил: Джаникулов А. Т

nД	757,4	599,6	476,6	388,4	335	316,4	332,6
383,6
MД	3,85	4,86	6,11	7,5	8,7	9,22	8,77	7,6
ОП1	nД	1006,4	801,1	633,6	503,9	412	357,9	341,6	363,1
	MД	2,9	3,64	4,6	5,79	7,07	8,15	8,54	8,03
ОП2	nД	1535	1205	946	767	659	625	665	779
	MД	1,9	2,42	3,08	3,8	4,43	4,67	4,39	3,74

По расчётным данным строим электромеханические характеристики тягового двигателя тепловоза. электромеханические характеристики тягового двигателя тепловоза строим для зависимости n_Д = f(I_Д) и M_Д = f(I_Д) для трёх режимов работы тягового электродвигателя (Рис. 1.1).

Полученные зависимости M_Д = f(I_Д) и n_Д = f(I_Д) представляют собой электромеханические характеристики тягового электродвигателя тепловоза ТЭП60.
Если принять коэффициенты ослабления поля одинаковыми с тепловозом - образцом, а мощность электродвигателя проектного тепловоза и передаточное число редуктора совпадают с аналогичными параметрами тепловоза - образца, то полученные электромеханические характеристики без пересчёта можно использовать для построения электротяговых характеристик колёсно-моторного блока проектного тепловоза.


Рис. 1.1 Электромеханические характеристики тягового двигателя тепловоза UzTE16M


1.3. Расчёт параметров тягового редуктора тепловоза.

С вала тягового электродвигателя крутящий момент передаётся на колёсную пару через зубчатый цилиндрический редуктор.

Основным параметром, оказывающим влияние на тяговые свойства колёсно-моторного блока в целом, является передаточное число зубчатой передачи этого редуктора.
Передаточное число µ представляет собой отношение крутящего момента на ободе колеса к моменту на валу тягового электродвигателя, определяемое при длительном режиме работы колёсно-моторного блока.
µ = M_K / M_Д∞ = F_Д∞D_K / 2M_Д∞ , (6)

где F_Д∞ - длительная сила тяги колёсно - моторного блока, кН;

M_Д∞ - длительный крутящий момент тягового электродвигателя, кН·м;
D_K - диаметр колеса, м.
Величины F_Д∞ и M_Д∞ могут быть определены из выражений:


F_Д∞ = 3,6P_Д∞ / V_p ; (7)


M_Д∞ = 9,5P_Д∞ / n_Д∞ ; (8)


n_Д∞ = n_ДmaxV_p / V_кон , (9)

где P_Д∞ - мощность одного тягового электродвигателя, кВт;

V_p - расчётная скорость движения тепловоза, км/ч;
n_Д∞ - длительная частота вращения якоря тягового электродвигателя, мин^-1
n_Дmax - максимально допустимая частота вращения якоря тягового электродвигателя, принимаемая в расчётах равной 2200/2300 мин^-1.
Принимаем n_Дmax= 2200 мин^-1
n_Д∞ = 2200* 45/ 150 =660 об/мин
F_Д∞ = 3,6*307 /45 = 24,56 кН
M_Д∞ = 9,5*307/150 = 19,44 Нм

Подставляя выражения (7, 8 и 9) в формулу (6), получим:

µ_p = 0,19n_ДmaxD_К / V_кон


µ_p =0,19∙2200∙1,05/150=2,926

Передаточное число µ_p, определённое по формуле, приведённой выше, не только обеспечит параметры F_Д∞, M_Д∞ при длительном режиме, соответствующем длительной скорости движения тепловоза, но и обеспечит условие прочности тягового электродвигателя, частота вращения якоря которого при конструкционной скорости не превысит допустимого значения n_Дmax.

Окончательное значение передаточного числа устанавливается с учётом принятой длины централи А, которая показывает расстояние между осями якоря тягового электродвигателя и колёсной пары:


A=(z₁+z₂)m / 2;

где A - длина централи, мм;

m - модуль зубчатого зацепления;
z₁ и z₂ - числа зубьев ведущей и ведомой шестерни, соответственно.
Для тепловозных тяговых передач модуль зубчатого зацепления m, представляющий собой отношение диаметра делительной окружности к числу зубьев шестерни, принимают равным 10.
Для тепловозов ТЭП60 длина централи принимается равной 520 мм.
Числа зубьев ведущей шестерни z₁ и z₂ ведомого зубчатого колеса определяют из совместного решения двух уравнений:


z₁+z₂ = 2A/m,


z₂/z₁ = µ_Р .


z₁+z₂ =2∙520/10=104
z₂=2,926z₁
(1+2,926)*z₁= 104 Z₁=26,49 принимаем Z₁=26 зубьев
Z₂=2,926∙26=76,076 зубьев принимаем Z₂=76 зубьев

После уточнения чисел зубьев z₁ и z₂ (до целого числа) окончательно устанавливается передаточное число µ_Р .

µ_Р=76/26= 2,92
Учитывая, что колёсно-моторного блок имеет габаритные ограничения, следует проверить возможность размещения в нижней части габарита подвижного состава ведомого зубчатого колеса с кожухом по формуле:

∆ = (D_К - (d₂ - 2C )) / 2 ≥ 120÷130 мм.

где C - расстояние от торца зубьев ведомого колеса до нижней поверхности кожуха (C = 18÷25 мм);

d₂ - диаметр делительной окружности ведомого колеса: d₂= mz₂ =750, мм; d₂₌10*76,076=760,7мм
где m - модуль зацепления (m=10мм).

∆ =(1050- (760,7-2∙17))/2= 161,65 мм ≥ 120÷130 мм.

1.4. Расчёт и построение электромеханических характеристик тепловоза.
Если электромеханические характеристики тягового двигателя тепловоза - образца отличаются от характеристик проектного тепловоза мощностью тягового электродвигателя, передаточным отношением, степенью ослабления магнитного поля, расчётной скоростью, диаметром колёс и так далее, то их следует перестроить, используя следующие выражения:


n_Д^пр = α_обрV_р^пр μ_р^пр D_К n_Д / ( α_пр V_р μ_р D_К^пр )= (9)


M_Д^пр = α_пр P_Д^пр n_Д M_Д / ( α_обр P_Д n_Д^пр ); (10)


I_Д^пр = P_Д^пр I_Д / P_Д. (11)

Таким образом, построение электромеханических характеристик тягового электродвигателя проектного тепловоза: n_Д^пр = f(I_Д) и M_Д^пр = f(I_Д) следует производить в следующей последовательности:

1. Задаться несколькими значениями тока ТЭД тепловоза - образца I_Д^обр .
2. По электромеханическим характеристикам ТЭД тепловоза - образца для принятого значения I_Д выбрать n_Д^пр = f(I_Д) и M_Д^пр = f(I_Д) .
3. Для заданного значения I_Д^обр определить I_Д^пр, M_Д^пр, n_Д^пр для всего рабочего диапазона частот вращения якоря тягового электродвигателя и для трёх режимов работы: ПП; ОП1; ОП2.
Рассмотрим применение приведённой методики на нашем примере:
P_Д^р = 329,3 кВт I_Д^обр = 600 А ; α_пр = α_обр ; V_р^р =47,0 км/ч ; P_Д^р = 329,3 кВт ; μ_р^пр = 2,32 ; D_К^пр = D_К = 1,05 мм ;
μ_р = 2,926 ; V_р = 47,0 км/ч ; P_Д = 307 кВт.

Тогда имеем:

n_Д^пр = 25,0·2,32·1,05·n_Д / 25,0·2,926·1,05 =0.7928 n_Д


M_Д^пр = (329,3 n_ДM_Д )/(307·0.7928 ·n_Д) = 1,36M_Д.


I_Д^пр = 329,3 I_Д /307= 1.07 I_Д

Полное поле ПП:

При M_Д = 3,85 кН·м; M_Д^пр = 1,05·3,85 = 4,04 кН·м;
При M_Д = 4,86 кН·м; M_Д^пр = 1,05·4,86 = 5,103 кН·м;
При M_Д = 6,11 кН·м; M_Д^пр = 1,05·6,11 = 6,41 кН·м;
При M_Д = 7,5 кН·м; M_Д^пр = 1,05·7,5 = 7,87 кН·м;
При M_Д = 8,7 кН·м; M_Д^пр = 1,05·8,7 = 9,1 кН·м;
При M_Д = 9,22 кН·м; M_Д^пр = 1,05·9,22 = 9,68 кН·м;
При M_Д = 8,77 кН·м; M_Д^пр = 1,05·8,77 = 9,2 кН·м;
При M_Д = 7,6 кН·м; M_Д^пр = 1,05·7,6 = 7,98 кН·м;

Ослабленное поле ОП1:

При M_Д = 2,9 кН·м; M_Д^пр = 1,05·2,9 = 3,04 кН·м;
При M_Д = 3,64 кН·м; M_Д^пр = 1,05·3,64 = 3,82 кН·м;
При M_Д = 4,6 кН·м; M_Д^пр = 1,05·4,6 = 4,83 кН·м;
При M_Д = 5,79 кН·м; M_Д^пр = 1,05·5,79 = 6,07 кН·м;
При M_Д = 7,07 кН·м; M_Д^пр = 1,05·7,07 = 7,42 кН·м;
При M_Д = 8,15 кН·м; M_Д^пр = 1,05·8,15 = 8,55 кН·м;
При M_Д = 8,54 кН·м; M_Д^пр = 1,05·8,54 = 8,96 кН·м;
При M_Д = 8,03 кН·м; M_Д^пр = 1,05·8,03 = 8,43 кН·м;

Ослабленное поле ОП2:

При M_Д = 1,9 кН·м; M_Д^пр = 1,05·1,9 = 1,99 кН·м;
При M_Д = 2,42 кН·м; M_Д^пр = 1,05·2,42 = 2,54 кН·м;
При M_Д = 3,08 кН·м; M_Д^пр = 1,05·3,08 = 3,23 кН·м;
При M_Д = 3,8 кН·м; M_Д^пр = 1,05·3,8 = 3,99 кН·м;
При M_Д = 4,43 кН·м; M_Д^пр = 1,05·4,43 = 4,65 кН·м;
При M_Д = 4,67 кН·м; M_Д^пр = 1,05·4,67 = 4,9 кН·м;
При M_Д = 4,39 кН·м; M_Д^пр = 1,05·4,39 = 4,6 кН·м;
При M_Д = 3,74 кН·м; M_Д^пр = 1,05·3,74 = 3,92 кН·м;

Режим возбуждения	Пара-метры	Величина тока ТЭД, А
		600	700	800	900	1000	1100	1200	1300
ПП	MД^обр	4,04	5,103	6,41	7,87	9,1	9,68	9,2	7,98
		3,85	4,86	6,11	7,5	8,7	9,22	8,77	7,6
ОП1