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

Ташкентский Государственный Транспортный Университет
Кафедра: ”Локомотивы и локомотивные хозяйства”

КУРСОВАЯ РАБОТА

Предмет: “Проектирование локомотивов и их эксплуатация”
Выполнил: Обиджонов Д.

Проверил: Джаникулов А. Т.

Ташкент– 2020 год

Утверждаю:

Зав кафедрой
«Локомотивы и л/х»
__________ Хамидов О.Р.
___ февраль 2022г.

Исходные данные

К курсовому проекту по дисциплине «Устройство и проектирование локомотивов»

№	Показатели		Единица измерения
1	Тепловоз-образец			ТЭП60
2	Сила тяги продолжительного режима на ободе колес	FK	kN	145
3	Скорость длительного режима	VP	km s	45,0
4	Конструкционная скорость	VK	km s	150
5	Удельный расход топлива дизелем	qe	kg/kVts	0,215
6	Длина рессоры	L	m	1,18
7	Ширина листа рессоры	в	m	0,12
8	Толщина листа рессоры	h	m	0,016
9	Ширина хомута рессоры	α	m	0,11
10	Статическая нагрузка	Pcт	kN	95,5
11	Статический прогиб	fст	mm	110
12	Диаметр пружины	Dпр	m	0,21
13	Наружный диаметр резинового амортизатора	D	m	0,22
14	Внутренний диаметр резинового амортизатора	d	m	0,08
15	Высота резинового амортизатора	H	m	0,03
16	Статическая нагрузка от колесной пары на рельс	Q	kN	240
17	Радиус кривой	R	m	160
18	Уширение колеи	δ	mm	12
19	Суммарный зазор между гребнем бандажа и головкой рельса	∆	mm	12
20	Коэффициент искажения	n		12
21	Масштаб	m		1:2

Студенту группы TVL- 8 OBIDJONOV DILSHODJON HAYDARJON O‘G‘LI
Наименование узла, подлежащего вычерчиванию в формате А1
Рама тележки в 2-х проекциях
Задание выдал Джаникулов А.Т.
Исходные данные
К курсовому проекту по дисциплине «Устройство и проектирование локомотивов»


1. Расчет основных тягово-экономических параметров проектного тепловоза.
1.1. Расчет эффективной потребной мощности силовой установки и мощности тягового электродвигателя.

Касательная мощность на ободе движущих колес:

P_K = F_KV_p /3,6, (1)

где F_K - касательная сила тяги тепловоза, принимаем по заданию, F_K=145 кН;

V_p - расчетная скорость движения, принимаем по заданию, V_p=45 км/ч.
P_K =145∙45/3,6=1812,5кВт

Эффективная мощность силовой установки:

N_e=P_k/(η_пер η_всп η_зп), (2)
где η_пер - КПД электрической передачи;
η_всп = 0,83÷0,85 - коэффициент, оценивающий расход мощности на тягу с учётом затрат на собственные нужды тепловоза;
η_зп = 0,975 - КПД зубчатой передачи от тягового двигателя к колёсной паре.
КПД электрической передачи (η_пер): для тепловозов с электрической передачей постоянного тока (ТЭП60)
η_пер=η_г η_Д;
где η_г = 0,93÷0,95 - КПД тягового генератора;
η_Д = 0,85÷0,88 - КПД тягового электродвигателя;
η_пер=0,94∙0,86=0,8084
Эффективная мощность силовой установки
N_e=1812,5/(0,8084∙0.84∙0.975)=2737,6 кВт

Мощность тягового генератора:

P_Г = [N_e - (1 - η_всп )N_e ] η_д . (3)


P_Г =[2737,6-(1-0,84) 2737,6]*0,86=1977,6 кВт

Мощность тягового электродвигателя:

P_Д^р = Р_Г/m, кВт ,
где m - число тяговых электродвигателей, по заданию, m=6.
P_Д^р = 1977,6/6=329,3 кВт ,
По расчетной мощности тягового электродвигателя и заданному тепловозу - образцу по табл.2 методических указаний подбираем марку тягового электродвигателя, который по своей мощности наиболее приближён к мощности тягового электродвигателя проектного тепловоза.
Наиболее близко соответствует расчетной мощности P_Д^р = 329,3 кВт тяговой электродвигатель марки ЭД-107 мощностью P_Д^пр = 307 кВт.
Для этого электродвигателя по таблице 2 выбираем коэффициенты регрессии, с помощью которых строим электромеханические характеристики тепловоза - образца.


1.2. Расчёт и построение электромеханических характеристик
тягового электродвигателя тепловоза - образца.

Для выбранного тягового электродвигателя тепловоза ТЭП60, мощность которого наиболее приближена к мощности тягового двигателя проектного тепловоза, рассчитываем электромеханические характеристики с использованием коэффициентов регрессии, приведённых в таблице 2.

n_Д^р = AI²_Д - BI_Д +С , (4)
где: А, В, С - коэффициенты регрессии;
I_Д - величина тока, А;
n_Д^р - частота вращения якоря тягового электродвигателя, мин.

При использовании уравнения (4) задаемся величиной тока в пределах от 600 до 1300 А через 100 А для трёх режимов работы тягового электродвигателя; полного поля α = 1,0; ослабленного поля первой ступени α = 0,6; ослабленного поля второй ступени α = 0,38.

Для двигателя ЭД-107 по таблице 2 коэффициенты регрессии следующие:

полное поле

А=1,74·10^-3; В=3,84; С=2435;
первая ступень ослабления ОП1:
А=1,89·10^-3; В=4,51; С=3032;
вторая ступень ослабления ОП2:
А=3,7·10^-3; В=8,11; С=5069.
Для значения тока I_Д = 600 ÷1300А получим:
полное поле ПП:
nДр = 1,74·10^-3·600²- 3,84·600 + 2435 = 757,4 мин-1 ;
nДр = 1,74·10^-3·700² – 3,84·700 + 2435 = 599,6 мин-1 ;
nДр = 1,74·10^-3·800² – 3,84·800 + 2435 = 476,6 мин-1 ;
nДр = 1,74·10^-3·900² – 3,84·900 + 2435 = 388,4 мин-1 ;
nДр = 1,74·10^-3·1000² – 3,84·1000 + 2435 = 335 мин-1 ;
nДр = 1,74·10^-3·1100² – 3,84·1100 + 2435 = 316,4 мин-1 ;
nДр = 1,74·10^-3·1200² – 3,84·1200 + 2435 = 332,6 мин-1;
nДр = 1,74·10^-3·1300² – 3,84·1300 + 2435 = 383,6 мин-1 ;
ослабленное поле ОП1:
nДр = 1,89·10^-3·600²- 4,51·600 + 3032 = 1006,4 мин-1;
nДр = 1,89·10^-3·700² – 4,51·700 + 3032 = 801,1 мин-1 ;
nДр = 1,89·10^-3·800² – 4,51·800 + 3032 = 633,6 мин-1 ;
nДр = 1,89·10^-3·900² – 4,51·900 + 3032 = 503,9 мин-1 ;
nДр = 1,89·10^-3·1000² – 4,51·1000 + 3032 = 412 мин-1 ;
nДр = 1,89·10^-3·1100² – 4,51·1100 + 3032 = 357,9 мин-1 ;
nДр = 1,89·10^-3·1200² – 4,51·1200 + 3032 = 341,6 мин-1;
nДр = 1,89·10^-3·1300² – 4,51·1300 + 3032 = 363,1 мин-1 ; ослабленное поле ОП2:
nДр = 3,7·10^-3·600²- 8,11·600 + 5069 = 1535 мин-1;
nДр = 3,7·10^-3·700² – 8,11·700 + 5069 = 1205 мин-1 ;
nДр = 3,7·10^-3·800² – 8,11·800 + 5069= 946 мин-1 ;
nДр = 3,7·10^-3·900² – 8,11·900 + 5069 = 767 мин-1 ;
nДр = 3,7·10^-3·1000² – 8,11·1000 + 5069 = 659 мин-1 ;
nДр = 3,7·10^-3·1100² – 8,11·1100 + 5069 = 625 мин-1 ;
nДр = 3,7·10^-3·1200² – 8,11·1200 + 5069 = 665 мин-1;
nДр = 3,7·10^-3·1300² – 8,11·1300 + 5069 = 779 мин-1 ;
Остальные расчеты сведены в табл. 1.1.
Зависимость крутящего момента от тока нагрузки тягового электродвигателя M_Д^р = f(I_Д) может быть построена с использованием выражения:
M_Д^р = 9,5P_Д^пр / n_Д^р. (5)
Для полученных данных определим вращающий момент
полное поле ПП:
При nД = 757,4 мин-1; MДобр = 9,5·307/754,7 = 3,85 кН·м;
При nД = 599,6 мин-1; MДобр = 9,5·307/599,6 = 4,86 кН·м;
При nД = 476,6 мин-1; MДобр = 9,5·307/476,6 = 6,11 кН·м;
При nД = 388,4 мин-1; MДобр = 9,5·307/388,4 = 7,5 кН·м;
При nД = 335 мин-1; MДобр = 9,5·307/335 = 8,7 кН·м;
При nД = 316,4 мин-1; MДобр = 9,5·307/316,4 = 9,22 кН·м;
При nД = 332,6 мин-1; MДобр = 9,5·307/332,6 = 8,77 кН·м;
При nД = 383,6 мин-1; MДобр = 9,5·307/383,6 = 7,6 кН·м;
ослабленное поле ОП1:
При nД = 1006,4 мин-1; MДобр = 9,5·307/1006,4 = 2,9 кН·м;
При nД = 801,1 мин-1; MДобр = 9,5·307/801,1= 3,64 кН·м;
При nД = 633,6 мин-1; MДобр = 9,5·307/633,6 = 4,6 кН·м;
При nД = 503,9 мин-1; MДобр = 9,5·307/503,9 = 5,79 кН·м;
При nД = 412 мин-1; MДобр = 9,5·307/412 = 7,07 кН·м;
При nД = 357,9 мин-1; MДобр = 9,5·307/357,9 = 8,15 кН·м;
При nД = 341,6 мин-1; MДобр = 9,5·307/341,6 = 8,54 кН·м;
При nД = 363,1 мин-1; MДобр = 9,5·307/363,1 = 8,03 кН·м;
ослабленное поле ОП2:
При nД = 1535 мин-1; MДобр = 9,5·307/1535 = 1,9 кН·м;
При nД = 1205 мин-1; MДобр = 9,5·307/1205 = 2,42 кН·м;
При nД = 946 мин-1; MДобр = 9,5·307/946 = 3,08 кН·м;
При nД = 767 мин-1; MДобр = 9,5·307/767 = 3,8 кН·м;
При nД = 659 мин-1; MДобр = 9,5·307/659 = 4,43 кН·м;
При nД = 625 мин-1; MДобр = 9,5·307/625 = 4,67 кН·м;
При nД = 665 мин-1; MДобр = 9,5·307/665 = 4,39 кН·м;
При nД = 779 мин-1; MДобр = 9,5·307/779 = 3,74 кН·м;
Остальные расчеты сведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1 Электромеханические характеристики ТЭД тепловоза UzTE16M.

Режим возбуждения	Пара-метры	Величина тока ТЭД, А
		600	700	800	900	1000	1100	1200	1300
ПП