Гідропередача тепловоза ТГМ-6

Зміст

Анотація

Вступ

1. Вибір тепловоза-зразка. Опис та технічна характеристика тепловоза

2. Визначення активного діаметра гідротрансформатора

3. Визначення передаточного числа корегуючої зубчастої пари

4. Приведення зовнішньої характеристики дизеля до вала насосних коліс гідроапаратів

5. Розрахунок та побудова навантажувальних характеристик гідроапаратів

6. Узгодження характеристик дизеля та гідроапаратів

7. Визначення зон найвигіднішої роботи гідроапаратів

8. Визначення передаточних відношень механічної частини передачі

9. Опис кінематичної схеми гідропередачі

10. Розрахунок та побудова тягової характеристики тепловоза

11. Розрахунок та побудова економічних характеристик тепловоза

Висновок

Список використаної літератури

Анотація

Кількість томів: 1.

У звіті всього: 34 ст.

Найменування: Гідравлічні передачі локомотивів.

Ілюстрації: схема 1, креслень 1 (1 формат А1), графіків 6, таблиць 10.

Метою роботи є дослідження принципів і закономірностей роботи гідравлічної передачі тепловоза, визначення її параметрів та будови.

Курсовий проект складається з пояснювальної записки та графічної частини. Пояснювальна записка містить розрахунок основних параметрів роботи агрегатів тепловоза з гідропередачею. В графічній частині наведено кінематичну схему гідропередачі.

Вступ

На залізничному транспорті в широких масштабах введена тепловозна тяга. На сучасних магістральних маневрових тепловозах переважно застосовують електричні і гідравлічні передачі. Перевезення промислових підприємств проводиться, в основному тепловозами, їх конструктивні особливості повинні повністю відповідати режимам і умовам маневрової роботи. Умови роботи маневрово-промислових локомотивів і технічні вимоги до них набагато відрізняються від таких самих магістральних локомотивів.

Промисловий залізничний транспорт входить невід'ємною частиною до виробничого процесу підприємств. В цей же час він є проміжною ланкою з магістральним залізничним транспортом. Його основна особливість - бути транспортом технологічним забезпечуючи виробництво того або іншого виду продукції по спеціалізації галузі.

Маневрові і промислові тепловози широко застосовуються для вантажних і технологічних перевезень підприємств чорної металургії, хімічної та енергетичної промисловості. Більше 60% всіх вантажоперевезень на підприємствах проводиться в основному тепловозами ТГК1, ТГК2, ТГМ1, ТГМ3, ТГМ3А, ТГМ4. Тяжка маневрова і вивозна робота проводиться тепловозами ТЭМ1, ТЭМ2, ТГМ6, ТГМ6А, ТЭ3. В металургійній промисловості залізничний транспорт виконує до 90% загального об'єму перевезень по забезпеченням заводів сировиною і паливом.

1. Вибір тепловозу-зразка. Опис та технічна характеристика тепловозу

Потужність на ободі рухаючих коліс тепловоза, тобто розрахункову дотичну потужність Pдр можна визначити з умови, що на керівному підйомі з крутизною ір при розрахунковій швидкості Vр дотична сила тяги тепловоза Fдр повинна бути по можливості максимальною і відповідати силі зчеплення Fзч його рухомих коліс з рейками. Як відомо, ця умова виражається наступним рівнянням

, (1.1)

де Fдр, Fзч - відповідно розрахункова сила тяги і сила зчеплення коліс з рейками, Н.

mл-зчіпна маса локомотива, приймається згідно з завданням mл = 115т.

шдр - коефіцієнт зчеплення коліс з рейками.

Значення коефіцієнта зчеплення коліс з рейками визначається при розрахунковій швидкості тепловоза за формулою

, (1.2)

де Vр - розрахункова швидкість, км/год, приймається для маневрового режиму згідно з завданням Vр = 4,5 км/год

.

За знайденим значенням коефіцієнта шдр обраховуємо формулу (1.1)

Н.

Розрахункова дотична потужність тепловоза визначається за формулою

; (1.3)

кВт.

Визначимо потужність, що передається від дизеля до гідропередачі

, (1.4)

де Рдр - розрахункова дотична потужність тепловоза, Рдр = 386 кВт;

згп - ККД гідропередачі, приймається згідно завдання згп = 0,76;

кВт.

На тепловозах частина потужності дизеля витрачається на привід допоміжних агрегатів тепловоза. Якщо врахувати величину відбору потужності, то отримаємо ефективну потужність дизеля

, (1.5)

де Рр - тягова потужність Рр = 508 кВт;

Кр - доля відбору потужності на привід допоміжних агрегатів тепловоза, згідно завдання Кр = 0,095;

 кВт.

Згідно варіанта приймаю для подальших розрахунків дизель 3А-6Д49 в якого Ре= 882 кВт.

Виходячи з ефективної потужності дизеля, його типу і схеми гідропередачі вибираю тепловоз-зразок ТГМ-6А .

Тепловоз ТГМ-6А призначений для експлуатації на залізничних коліях промислових підприємств, а також для маневрової роботи на коліях загального призначення. В відповідності до цих вимог тепловоз має два робочих режими: маневровий і поїзний. Особливістю цього тепловоза є застосування на ньому гідравлічної передачі. Вона дозволяє працювати тепловозу на малих швидкостях, що особливо важливо для маневрових тепловозів, і що важко виконати на тепловозах з електричною передачею.

На тепловозі встановлено V-подібний чотиритактний дизель ЗА-6Д49 з наддувом и охолодлженням повітря. Діаметр циліндрів 260 мм, ход поршня з головним шатуном 260 мм, з причепним - 257,53 мм. Номінальна потужність дизеля при частоті обертання вала 1000 об/хв 1200 л.с.; минімальна частота обертання вала на холостому ходу 400 об/хв. Витрата палива при номинальній потужності 150 г/(л.с-год). Пуск дизеля виконується стартером. Система охолодження дизеля водяна двухконтурна. Маса дизеля 9600 кг.

Дизель через унифіковану гідропередачу УГП-800-1200 виробництва Калужського машинобудівного заводу, карданні вали й осьові двухступенчасті редуктори сполучається з колісними парами. Вали дизеля и гідропередачі сполучені еластичною муфтою з резиновими пальцями. Гідропередача УГП-800-1200 складається з двух гидротрансформаторів ТП-1000М і однієї гідромуфти та має послідовну систему охолодження гідроапаратів. Перемикання ступенів гідропередачі автоматичне з допомогою гідравлічних пристроїв.

Гідропередача має наступні передаточні числа зубчатих коліс: між валом дизеля та валом гідромуфти 22:60, між гідротрансформаторами та проміжним валом 58:35 або 41:52, між проміжним та вихідним валом на маневровому режимі 73:24, на поїзному - 58:39.

На тепловозі можуть встановлюватись двуциліндровий V-подібний двухступінчатий компресор ПК-35М продуктивністю 3,5 м3/хв стиснутого до тиску 7,5 кгс/см2 повітря або V-подібний шестициліндровий (три циліндра низького та три високого тиску) двухступінчатый компресор ПК-5,25 продуктивністю 5,25 м3/хв. Привід компресорів гідродинамічний.

Для зарядки аккумуляторної батареї та живлення кіл керування й освітлення встановлено генератор постійного струму КГ-12,5К (номінальна потужність 5кВт, напруга 75В), що приводиться від дизеля через редуктор. Кислотна аккумуляторна батарея 32ТН-450 (32 элементи) має ємність 450 А·ч.

Таблиця 1.1 - Технічні характеристики тепловозу

2. Визначення активного діаметру гідротрансформатора

В існуючих гідравлічних передачах потужності оптимальні частота обертання колінчатого валу дизеля та частота обертання насосних коліс гідроапаратів не узгоджується, тому між дизелем та валом насосних коліс гідроапаратів встановлюється коректуюча зубчата пара.

Рисунок 2.1. Принципова схема тепловоза з гідропередачею

Д - дизель; ПУ - пульт управління; ЗП - корегуюча зубчата пара; ГТР1, ГТР2 - гідротрансформатори; ГМ - гідромуфта; МКП - механічна частина гідропередачі; ДП - допоміжні потреби тепловозу; КВ - карданні вали; ОР - осьовий редуктор; КП - колісна пара.

Якщо позначити момент дизеля, приведений до валу насосних коліс гідроапаратів, через М'д то за наявністю корегуючої зубчатої пари отримаємо рівняння

, (2.1)

де nн - частота обертання насосних коліс гідроапаратів, хв-1;

Мд - обертальний момент на колінчатому валі дизеля, Н*м;

nдном - номінальна частота обертання колінчатого валу дизеля, хв-1;

ззп - ККД коректуючої зубчатої пари, ззп= 0,98;

Якщо врахувати, що при узгодженій роботі дизеля та гідроапаратів момент М'д дорівнює моменту, розвинутому насосними колесами Мн , то після нескладних перетворень отримаємо:

, (2.2)

де - сумарний відбір потужності на привід допоміжних агрегатів

тепловоза, кВт;

Da - активний діаметр гідротрансформатора, м;

Анг - коефіцієнт моменту насосних коліс, Анг

u - максимально допустима швидкість обертання насосних коліс гідроапаратів, u = 45 м/с;

; (2.3)

кВт.

Виконавши необхідні перетворення, отримаємо кінцеву формулу для визначення активного діаметру гідротрансформатора Da в метрах

; (2.4)

м.

3. Визначення передаточного числа коректуючої зубчатої пари

Гранично допустима частота обертання насосних коліс гідроапаратів

nнmax залежить від матеріалу, з якого виготовлені ці колеса, їх активного діаметру та визначається по формулі

; (3.1)

хв-1.

Якщо відома номінальна частота обертання колінчатого валу дизеля nнmax , то передаточне відношення коректуючої зубчатої пари ізп визначається з виразу

, (3.2)

де nдном - номінальна частота обертів дизеля, nдном = 1600 хв-1

.

Необхідно зазначити що ізп › 1 відповідає підвищувальній зубчатій парі.

4 Приведення зовнішньої характеристики дизеля до вала насосних коліс гідроапаратів

Під впливом корегувальної зубчатої пари та відбору потужності на привід допоміжних агрегатів частота обертання nд та момент Мд на колінчастому валі дизеля, що передається валу насосних коліс гідроапаратів, змінюють свої величини та досягають деяких значень nд і , які відповідно визначаються з виразів

; (4.1)

; (4.2)

. (4.3)

Для даного типу дизеля необхідно накреслити його зовнішню характеристику та, використовуючи вирази (4.1 - 4.3), привести її до вала насосних коліс гідроапаратів.

Таблиця 4.1 - Приведення зовнішньої характеристики дизеля до вала насосних коліс гідроапаратів

За результатами розрахунків будуємо залежності: - зовнішня характеристика дизеля, - характеристика дизеля з урахуванням відбору потужності на привід допоміжних агрегатів, - характеристика дизеля, приведена до вала насосних коліс гідроапаратів.

5 Розрахунок та побудова навантажувальних характеристик гідроапаратів

В залежності від заданої схеми гідропередачі необхідно зробити розрахунок навантажувальних характеристик гідроапаратів, котрі являють собою залежність моментів насосних коліс від частоти їх обертання Мд =f(nн). Розрахунок цих залежностей виконується для гідротрансформаторів за формулою

, (5.1)

для гідромуфт

. (5.2)

Де g=9.81 - прискорення вільного падіння.

Значення активного діаметру гідротрансформатора Da приймається за результатами розрахунку за формулою (2.4), а для гідромуфти приймається Da = 0,58 м. (Відповідно до муфти ГМ 58/24) Значення коефіцієнта моменту турбінного колеса Атг визначається за відомим коефіцієнтом трансформації моменту Кгтр.

За результатами розрахунку необхідно побудувати характеристики гідротрансформатора заданого типу, що являють собою залежності Анг = f(nт/nн), Атг = f (nт/nн), Кгтр= f (nт/nн), згтр = f (nт/nн).

Значення частоти обертання насосних коліс гідротрансформатора nн необхідно приймати в межах від nн min до nн max з таблиці 4.1. Значення моменту насосного колеса розраховується для кожного значення nт/nн. Отримана сукупність значень в кожному стовпчику являє собою в чистому вигляді навантажувальну параболу для кожного значення nт/nн. Отримані таким чином десять навантажувальних парабол гідротрансформатора необхідно побудувати в системі координат = f (nт/nн), спільній з раніше побудованим графіком М'д = перетинаються з графіком М'д = f (nд).

Будуючи графіки = f (nт/nн), необхідно обов'язково вказувати, якому значенню nт/nн відповідає крива.

Таблиця 5.1 - Результати розрахунку навантажувальних характеристик гідротрансформатора

Страницы: 1, 2