|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛОКОМОТИВА ТЭ3Стр 1 из 6Следующая ⇒
ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛОКОМОТИВА ТЭ3 Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Теория и конструкция локомотивов»
КП 190300.65.01.131.ПЗ
Студент гр.131
Руководитель Я.А. Новачук
Хабаровск – 2015
Введение
Основной тепловоз эпохи реконструкции тяги. Именно он заменил паровозы на не электрифицированных линиях. Простой и хорошо освоенный, он выпускался до тех пор, пока не устарел морально. Впрочем, в 80-х годах имелись даже предложения возобновить его производство. Серия ТЭ3 стала самой большой непрерывной серией среди поездных локомотивов (и второй после ТГК2 вообще). Советский двенадцатиосный грузовой тепловоз мощностью 2× 2000 л.с.. Выпуск опытных ТЭ3 был начат в 1953 году на Харьковском заводе транспортного машиностроения, а с 1956 года был начат их крупносерийный выпуск, к которому подключились также Коломенский и Ворошиловградский (Луганский) заводы. С начала 60-х до середины 70-х годов основной локомотив на не электрифицированных железных дорогах СССР, заменивший мощные паровозы, в том числе ФД, Л, ЛВ и другие. Выпуск ТЭ3 был завершён в 1973 году, всего было выпущено 6, 8 тысяч локомотивов данной серии.
1. Систематизировать в табличной форме технические характеристики локомотива, его оборудования, удельные соотношения. Тепловоз ТЭ3 представляет собой сочленённый локомотив, состоящий их двух одинаковых секций. Обе секции соединены стандартной автосцепкой СА-3, что даёт возможность использовать каждую из них как самостоятельный локомотив. По своим техническим показателям тепловоз ТЭ3 значительно превосходит ранее выпущенные тепловозы ТЭ1 и ТЭ2. Техническая характеристика локомотива ТЭ3 представлена в таблице 1. Таблица 1. Техническая характеристика локомотива ТЭ3
Габаритные размеры и оборудование тепловоза представлены на рисунке 1. На рисунке 1 представлены: 1 - каналы для подвода охлаждающего воздуха к ТЭД; 2 - двухмашинный агрегат; 3 - вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки; 4 - высоковольтная камера; 5 – головной прожектор; 6 – тахогенераторы; 7 – главный генератор; 8 - фильтр; 9 – роторная воздуходувка; 10 – дизель; 11 – глушитель; 12 – вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки; 13 – распределительный редуктор с гидромуфтой; 14 – воздушный компрессор; 15 – электровентилятор машинного помещения; 16 – расширительный бак водяной системы охлаждения; 17 – фильтр грубой очистки масла; 18 – вентиляторное колесо; 19 – подпятник; 20 – карданный вал вентиляторного колеса; 21 – задний редуктор; 22 – фрикционная муфта влючения вентиляторного колеса; 23 – стяжной ящик задний; 24 – автосцепка; 25 – хребтовая балка; 26 – боковые опоры главной рамы; 27 – центральный шкворень задний; 28 – ТЭД; 29 – передняя тележка; 30 – передний стяжной ящик; 31 – дверка передней песочницы; 32 – штурвал ручного тормоза; 33 – пульт управления; 34 – сиденье машиниста; 35 – главный передний воздушный резервуар; 36 – аккумулятор; 37 – главный воздушный резервуар; 38 – фильтр тонкой очистки; 39 – секции холодильника; 40 – котёл; 41 – воздухоподогреватель и топливоподогреватель; 42 – вспомогательный топливный насос; 43 – вспомогательный масляный насос.
Разработка компоновочной схемы тепловоза. Дизель На тепловозе ТЭ3 устанавливался дизель 2Д100. Дизель тепловоза представляет собой двухтактный, десятицилиндровый двигатель внутреннего сгорания мощностью 2000 л.с. со встречно движущимися поршнями и двумя коленчатыми валами. Максимальная частота вращения коленчатых валов на номинальном режиме 850 об/мин. Дизель 2Д100 представлен на рисунке 3.
Рис.3. Дизель 2Д100. На рисунке 3 представлены: 1 – масляный коллектор; 2 – водяной насос; 3 – масляный насос; 4 – выпускной патрубок; 5 – регулятор частоты вращения; 6 – глушитель шума выпуска; 7 – регулятор предельной частоты вращения; 8 – коллектор горячей воды; 9 – крышка блоков цилиндров; 10 – топливный насос; 11 – форсунка; 12 – рубашка; 13 – верхний поршень; 14 – верхний коленчатый вал; 15 – воздушный нагреватель; 16 – патрубок продувочного ресивера; 17 – генератор; 18 – нижний коленчатый вал; 19 – поддизельная рама. Техническая характеристика дизеля 2Д100 представлена в таблице 2. Таблица 2. Техническая характеристика дизеля 2Д100.
Топливная система ТЭ3 Система подачи топлива разделяется на внутреннюю (система внутри дизеля) и наружную (система тепловоза). Топливная система тепловоза служит для подачи топлива к топливным насосам высокого давления. Бак и весь топливопровод должны быть герметичны, чтобы в топливо не попадали пыль или вода, а во всасывающий трубопровод — воздух. Для защиты от коррозии внутренние стенки фосфатированы. Топливный бак вместимостью 5440 кг сварен из листовой стали толщиной 4 мм. К фильтрации топлива, забираемого из бака, предъявляются высокие требования, так как даже мельчайшие механические примеси в нем вызывают износ или заклинивание плунжерных пар насосов высокого давления, распылителей форсунок и нагнетательных клапанов. Поэтому в топливную систему последовательно включены два топливных фильтра. Фильтр грубой очистки 31 сетчато-набивной двойной, в каждом из которых имеются вставленные один в другой цилиндрические сетчатые стаканы с сетчатыми крышками. Пространство между стаканами заполнено хлопчатобумажными концами (путанкой). Посередине внутреннего стакана проходит пустотелый стержень с отверстиями в стенках для прохода чистого топлива вовнутрь и далее к выходному штуцеру во всасывающий топливопровод топливоподкачивающего насоса 17. Оба стакана фильтра грубой очистки установлены (прикреплены болтами) на общей крышке с трехходовым краном, позволяющим на ходу отключать один фильтр в случае неисправности или чрезмерного загрязнения. Сетчатые стаканы в корпусе поджимаются пружинами. Фильтр тонкой очистки 2 установлен на левой боковой стороне блокадвигателя в верхней его части со стороны управления. Фильтр пропускает частицы не более 5 мкм. Топливоподкачивающий насос должен преодолевать сопротивление фильтров, которое может возрастать при их загрязнении. Ограничение загоязненности фильтров определяется значением перепада давлений (должен быть 0, 03—0, 09 МПа). Топливные насосы и форсунки дизеля 2Д100 полностью унифицированы для всего семейства дизелей типа Д100 и отличаются друг от друга только регулировкой цикловой подачи, что выражается в установке упора на рейке подачи топлива насоса.
Рис.4. Топливная система тепловоза. На рисунке 4 представлены: 1 — дизель; 2 — фильтр тонкой очистки топлива; 3, 5, 9, 10, 11, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 28, 32, 34, 36, 37 — трубы; 4, 33 — манометры; 6 — предохранительный клапан на 0, 25 МПа; 7 — кран для выпуска эмульсии (воздуха); 8—горловина для заполнения бака топливом; 12 — бачок для грязного топлива; 13 — пробка для слива грязного топлива; 14 — трубка для щупа замела топлива; 15" —клапан для слива отстоя; 17 — топливоподкачивающий насос; 25—вентиль; 26—корн трехходовой; 27— щуп узла замера топлива; 29 — топливный бак; 30—подогреватель топлива; 31 — фильтр грубой очистки; 35—перепускной клапан Расчёт количества топлива выполняют с учётом плана и профиля пути и тяговых расчётов.
L- пробег в км до заправки(600-1000), Q- масса, eн- натуральный расход топлива(25-35) Исходя из мощности дизеля, необходимо определить производительность топливоподкачивающего насоса.
На этих данных рассчитывается необходимый объём топлива
Мощность привода топливного насоса.
Масляная система. Система смазки разделяется на внутреннюю (система дизеля) и наружную (система тепловоза). Система смазки обеспечивает непрерывную подачу масла к трущимся деталям для уменьшения трения и отвода от них тепла. Относительное перемещение соприкасающихся деталей, например, поршня в цилиндре, вкладышей подшипников коленчатого вала, валов механизмов и приводов, сопровождается трением. Существует два рода трения: качения и скольжения. Преобладающее трение в машинах — трение скольжения. Трение скольжения может быть сухое, полужидкостное и жидкостное. При сухом трении поверхности перемещаются одна относительно другой, соприкасаясь между собой микронеровностями. В местах соприкосновения возникают молекулярные силы сцепления, препятствующие относительному перемещению поверхностей. При преодолении трения затрачиваемая энергия преобразуется в тепловую, трущиеся поверхности нагреваются, вследствие чего происходит задир трущихся поверхностей. При жидкостном трении тонкий слой масла находится между трущимися поверхностями. При таком трении происходит скольжение между слоями масла, вследствие чего уменьшается потеря мощности. Для достижения жидкостного трения необходимо, чтобы масло смачивало трущиеся поверхности и имело достаточную вязкость. Двигателях 2Д100М масло используется также и для отвода тепла от поршней, которые нагреваются от сжигаемого топлива в цилиндре. В двигателях внутреннего сгорания наибольшее распространение получила циркуляционная система смазки под давлением и смазывание разбрызгиванием. Только в мало нагруженных деталях допускается смазка индивидуальная при помощи масленок. Циркуляционная смазка наиболее совершенна. При такой системе масло непрерывным потоком под давлением подается к трущимся деталям, циркулируя по замкнутому контуру, очищаясь и охлаждаясь. Система смазки разбрызгиванием применяется чаще всего для подачи масла к рабочей поверхности цилиндра. Масляная система дизеля 2Д100 (рис. 28) включает в себя масляный насос 19, который засасывает масло из картера и нагнетает его в передние половины нижних коллекторов левого и правого рядов холодильников тепловоза. По секциям холодильника масло проходит в верхние общие коллекторы и по второй половине секций в задние половины нижних коллекторов. Далее охлажденное масло поступает к фильтру 30 грубой очистки, а затем в нижний масляный коллектор дизеля. По мере продвижения масла после насоса производится замер его давления в контрольных точках: давление после маслонасоса к холодильнику манометром 20, перед щелевым фильтром грубой очистки манометром 32, после фильтра манометром 33. При переохлаждении масла вязкость его повышается и прохождение через секции холодильника затруднено, поэтому давление перед холодильником возрастает, а за холодильником уменьшается. Для защиты секции от высокого давления в маслопроводе установлены байпасные клапаны 36, отрегулированные на разность давлений в 0, 2 МПа (2 кгс/см2), и тогда горячее масло будет перепускаться клапанами, минуя холодильники и направляясь в корпус фильтра 30 грубой очистки масла и далее в нижний масляный коллектор двигателя. Небольшая часть горячего масла, минуя холодильники по трубе, берущей начало перед обратным клапаном, проходит в фильтр тонкой очистки 21 и сливается в картер (маслосборник). Количество масла, проходящее через фильтр тонкой очистки, регулируется калибровочной шайбой с диаметром отверстия 10 мм, а давление перед бумажными секциями (пакетами) измеряется манометром 22. Для слива масла из корпуса фильтра тонкой очистки на корпусе установлен вентиль 24. К центробежному фильтру 17 масло подается насосом 23 с подачей 12 м3/ч. Систему заполняют маслом через горловину, вваренную в раму дизеля, сливают масло через вентиль 26 и трубу 28, расположенную под кузовом тепловоза, а также вентили 9, 8 и трубу. Масло может быть слито из фильтров 21 и 30 через вентили 24 и 34. С атмосферой коллекторы холодильников соединены кранами 6. Уровень масла в маслосборнике картера проверяют щупом, установленным в раме на правой стороне. Чтобы исключить работу двигателя в условиях ухудшенной смазки, в масляную систему включены два реле давления: одно реле служит для снятия нагрузки генератора при пониженном давлении масла в верхнем масляном коллекторе ниже 0, 12 МПа (1, 2 кгс/см2), другое — для остановки двигателя при понижении давления масла в верхнем масляном коллекторе ниже 0, 05 МПа (0, 5 кгс/см2). Нагрузка снимается размыканием контактами реле цепи возбуждения возбудителя. Разрывается цепь питания обмотки электромагнита стоп-устройства регулятора частоты вращения, и дизель останавливается.
Рис.5. Масляная система тепловоза ТЭ3. На рисунке представлена схема масляной системы тепловоза ТЭ3: 1 — электроманометр секции I на пульте секции II; 2 — электроманометр давления масла в коллекторе; 3 — электроманометр секции II на пульте секции I; 4 — электротермометр температуры масла на выходе из дизеля секции I; 5 — холодильник; 6— кран атмосферный; 7 — секция масляного холодильника; 8, 10, 14, 16, 24, 26, 34 — вентили; 11 — датчик аэротермометра; 12 — гидромеханический редуктор; 13, 15, 20, 22, 32, 33 — манометры; 17—-фильтр центробежный; 18 — клапан разгрузочный иа 0, 4 МПа (4 кгс/см2); 19—масляный насос дизеля; 21 — фильтр тонкой очистки, 23 — насос центробежного фильтра; 25 — маслопрокачивающий насос; 27 — рукав (шланг), 28 — труба слива масла из картера; 29 — карман для ртутного термометра; 30 — фильтр грубой очистки; 31, 35 — клапаны обратные; 36—клапан безопасный; 37—клапан редукционный; 38, 39 — трубы подвода масла к нижнему и верхнему коллекторам дизеля Для предотвращения чрезмерного повышения давления масла в системе на внутреннем торце корпуса насоса установлен поршень 7 редукционного клапана, прижимаемый к седлу пружинами 5. Затяжка пружины регулируется гайкой, которая контрится шплинтом. Редукционный клапан регулируется на давление 0, 55—0, 57 МПа (5, 5—5, 7 кгс/см2). Масляный фильтр грубой очистки. Фильтр грубой очистки установлен на масляном трубопроводе тепловоза перед входом масла в нижний масляный коллектор двигателя, он служит для очистки от механических примесей масла, поступающего в дизель. Фильтр состоит из стального корпуса, разделенного горизонтальной перегородкой на две части. В корпусе выполнено 10 гнезд для установки в них секций фильтров. Рассчитаем расход воды
Рассчитаем расход воздуха
Расчет числа радиаторов
Расчет расхода воды
Расчет расхода воздуха
Расчет вентилятора
Целью расчета является определение оптимального угла наклона лопастей, максимальной частоты вращения вентиляторного колеса, затрат мощности на его привод и уточнения диаметра вентиляторного колеса.
Определяем напор вентилятора
где Для серийных водяных радиаторов
Подставляя выбранное значение U = 10 кг/ м2 с получим выражение:
Расчет производительности вентилятора
Где
так как RB = 287Дж/кг·К, a t2 = 800C.
Получили: Развесовка тепловоза. При проектировании тепловоза необходимо разместить оборудование в кузове и на тележках так, чтобы обеспечить равенство нагрузок по колесным парам и по колесам левой и правой стороны. Эти расчеты называются развеской тепловоза, в первом случае продольной, во втором - поперечной. Развесовка тепловоза представлена в таблице 3. Таблица 3.Весовая ведомость тепловозов ТЭЗ.
Условный центр моментов находится спереди средней оси тележки на расстоянии 4, 035 м. Очевидно, чтобы нагрузки на каждую тележку были одинаковыми, центр тяжести должен находиться по середине тепловоза. Если центр тяжести не совпадает с серединой тепловоза, т.е. а1 ≠ а2, необходимо найти нагрузки по тележкам. Разница между этими нагрузками не должна превышать 2...3%. Следует заметить, что при развеске проектируемого тепловоза равенство нагрузок по тележкам достигается либо перемещением оборудования в кузове, либо размещением балласта в раме кузова. Применение балласта возможно не только для этих целей, но и при желании увеличить сцепную массу локомотива. Определяем силы зацепления Определяем усилия, действующие от момента якоря или ротора двигателя на зубья шестерни и колеса:
Определяем второй механический момент большого колеса:
Сила зацепления направлена по касательной к делительной окружности, и она определяет силу тяги на ободе колеса:
Определим силу тяги колесно-моторного блока:
Схема зацепления шестерни и редуктора представлена на рисунке 9.
Рис.9. Схема зацепления шестерни и редуктора
=1580мм - расстояние между головками рельсов.
а=350 мм – расстояние от оси рельса до центра буксы Определяем момент М1:
Каждый тяговый двигатель имеет асимметрию по железу якоря:
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Пассажирский тепловоз ТЭ3 / Под ред. Н.П. Киселёва. – М.: Транспорт, 1965. – 138 с. 2. В.Г. Григоренко, И.В. Дмитренко. Теория и конструкция локомотивов: Учебное пособие. - Хабаровск: ДВГУПС, 2000. - 92 с. 3. В.Г. Григоренко, И.В. Дмитренко, Д.К. Михалевич. Теория и конструкция локомотивов. Методические указания по выполнению практических работ для студентов специальности «Локомотивы» всех форм обучения.- Хабаровск: ДВГУПС, 2002. - 43 с. 4. Конструкция и динамика локомотивов / Под ред. В.Н. Иванова.- М.: Транс порт, 1974. - 336 с. 5. Пассажирский тепловоз ТЭ3 / Под ред. Н.П. Синенко. – М.: Транспорт, 1986. – 215 с.
ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛОКОМОТИВА ТЭ3 Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Теория и конструкция локомотивов»
КП 190300.65.01.131.ПЗ
Студент гр.131
Руководитель Я.А. Новачук
Хабаровск – 2015
Введение
Основной тепловоз эпохи реконструкции тяги. Именно он заменил паровозы на не электрифицированных линиях. Простой и хорошо освоенный, он выпускался до тех пор, пока не устарел морально. Впрочем, в 80-х годах имелись даже предложения возобновить его производство. Серия ТЭ3 стала самой большой непрерывной серией среди поездных локомотивов (и второй после ТГК2 вообще). Советский двенадцатиосный грузовой тепловоз мощностью 2× 2000 л.с.. Выпуск опытных ТЭ3 был начат в 1953 году на Харьковском заводе транспортного машиностроения, а с 1956 года был начат их крупносерийный выпуск, к которому подключились также Коломенский и Ворошиловградский (Луганский) заводы. С начала 60-х до середины 70-х годов основной локомотив на не электрифицированных железных дорогах СССР, заменивший мощные паровозы, в том числе ФД, Л, ЛВ и другие. Выпуск ТЭ3 был завершён в 1973 году, всего было выпущено 6, 8 тысяч локомотивов данной серии.
1. Систематизировать в табличной форме технические характеристики локомотива, его оборудования, удельные соотношения. Тепловоз ТЭ3 представляет собой сочленённый локомотив, состоящий их двух одинаковых секций. Обе секции соединены стандартной автосцепкой СА-3, что даёт возможность использовать каждую из них как самостоятельный локомотив. По своим техническим показателям тепловоз ТЭ3 значительно превосходит ранее выпущенные тепловозы ТЭ1 и ТЭ2. Техническая характеристика локомотива ТЭ3 представлена в таблице 1. Таблица 1. Техническая характеристика локомотива ТЭ3
Габаритные размеры и оборудование тепловоза представлены на рисунке 1. На рисунке 1 представлены: 1 - каналы для подвода охлаждающего воздуха к ТЭД; 2 - двухмашинный агрегат; 3 - вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей передней тележки; 4 - высоковольтная камера; 5 – головной прожектор; 6 – тахогенераторы; 7 – главный генератор; 8 - фильтр; 9 – роторная воздуходувка; 10 – дизель; 11 – глушитель; 12 – вентилятор охлаждения тяговых электродвигателей задней тележки; 13 – распределительный редуктор с гидромуфтой; 14 – воздушный компрессор; 15 – электровентилятор машинного помещения; 16 – расширительный бак водяной системы охлаждения; 17 – фильтр грубой очистки масла; 18 – вентиляторное колесо; 19 – подпятник; 20 – карданный вал вентиляторного колеса; 21 – задний редуктор; 22 – фрикционная муфта влючения вентиляторного колеса; 23 – стяжной ящик задний; 24 – автосцепка; 25 – хребтовая балка; 26 – боковые опоры главной рамы; 27 – центральный шкворень задний; 28 – ТЭД; 29 – передняя тележка; 30 – передний стяжной ящик; 31 – дверка передней песочницы; 32 – штурвал ручного тормоза; 33 – пульт управления; 34 – сиденье машиниста; 35 – главный передний воздушный резервуар; 36 – аккумулятор; 37 – главный воздушный резервуар; 38 – фильтр тонкой очистки; 39 – секции холодильника; 40 – котёл; 41 – воздухоподогреватель и топливоподогреватель; 42 – вспомогательный топливный насос; 43 – вспомогательный масляный насос.
Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-06-05; Просмотров: 1518; Нарушение авторского права страницы
кг/с.
кг/с.
шт.
кг/с.
кг/с.
, 
-сопротивление вентилятора
.
H/м2.
, 
кг/с; 
кг/м³.
м³ /с.
=234мм - расстояние от центр зубчатого колеса до оси.
=1346мм - расстояние от кожуха зубчатой передачи до 2-го кожуха.
=840 мм - общая длина.
- диаметр якоря.
=620 мм - длина железа.
=220 мм - длина коллектора.