Проектирование маневрового односекционного тепловоза ТЭМ2
Дипломная работа - Транспорт, логистика
Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика
li>
При опорно-осевом подвешивании (рис. 6) тяговый двигатель 1 с одной стороны опирается на ось колесной пары 4 через моторно-осевой подшипник 6, а с другой стороны - на раму тележки через пружинный пакет 5. С помощью шестерни Zb напрессованной на вал якоря ТЭД, и зубчатого колеса 3 на оси колесной пары, крутящий момент от электродвигателя передается на колесную пару.
- Преимущество такого подвешивания - простота конструкции, обеспечивающей передачу крутящего момента. Недостаток - ухудшение динамических качеств локомотива из-за увеличения необрессоренного веса локомотива за iет примерно половины веса ТЭД, опирающегося непосредственно на ось колесной пары. Однако это ухудшение становится значительным только при скоростях более 100 км/ч. Поэтому практически на всех грузовых тепловозах применяют простое опорно-осевое подвешивание.
- При опорно-рамном подвешивании (рис. 7) ТЭД1 крепится полностью на раме тележки. На ось колесной пары 3 установлен полный вал 5. Последний вращается в подшипниках 6, находящихся в корпусе ТЭД. Зубчатое колесо 4 установлено не на оси колесной пары, а на полом валу и вращает последний шестерней якоря двигателя 2. Таким образом, вместе с надрессорным строением тележки тяговый двигатель, а вместе с ним и полый вал совершает вертикальные колебания относительно колесной пары. Зазор Л между полым валом и осью колесной пары должен быть не меньше максимального динамического прогиба надрессорного строения. Следовательно, возникает проблема передачи крутящего момента от колеблющегося ТЭД и полого вала на колесную пару. Существуют разные способы решения этой проблемы, одним из которых является передача с полым валом и шарнирно-поводковой муфтой (передача фирмы Альстом). На рис. схематически показано, как зубчатое колесо 4 через отверстие в центре колесной пары связано с шарнирно-поводковой муфтой 7, по концам которой находятся резинометаллические упругие элементы 8. Эти упругие элементы и обеспечивают компенсацию перемещений при вертикальных колебаниях ТЭД на рессорном подвешивании.
- Рис. 7. Схема опорно-рамного подвешивания ТЭД с полым валом
- Преимущество такого способа подвешивания - улучшение динамических качеств локомотива, особенно при высоких скоростях движения, так как ТЭД полностью обрессорен. Недостаток - сложность передачи крутящего момента от тягового двигателя к колесным парам. Поэтому этот метод применяется только на пассажирских тепловозах.
- Комбинированное подвешивание ТЭД пока применяется только на тепловозе 2ТЭ121 (рис. 8).
- В этом случае тяговый двигатель 1 также полностью подвешен к раме тележки, а корпус тягового редуктора 4 с шестернями опирается через подшипники на ось колесной пары 2. Вал 7 якоря ТЭД полый, на торце вала находится зубчатая муфта 5. Крутящий момент якоря через эту зубчатую муфту и торсионный вал 3 передается на упругую муфту 6, а от нее - на ведущую шестерню и зубчатое колесо тягового редуктора и далее на ось колесной пары.
- При таком подвешивании уменьшакугся динамические воздействия по сравнению с опорно-осевым подвешиванием и несколько проще механизм передачи крутящего момента по сравнению с передачей при опорно-рамном подвешивании ТЭД.
- Рис. 8. Схема комбинированного подвешивания ТЭД
- Как видно из рассмотренных выше схем подвешивания, во всех случаях передача крутящего момента от ТЭД к колесным парам осуществляется через одноступенчатый тяговый редуктор, важнейшим параметром которого является передаточное отношение р. (или передаточное число). Это отношение крутящего момента на колесной паре к моменту на валу якоря ТЭД при длительном режиме работы колесно
- моторного блока (КМБ). Его также можно представить как отношение частоты вращения якоря ТЭД к частоте вращения колесной пары или через отношение числа зубьев зубчатого колеса Z2, к числу зубьев шестерни якоря Z1 т.е.
(10)
где Мк - крутящий момент на колесной паре, кНм;
Мя? - крутящий момент, создаваемый якорем ТЭД при длительном режиме, кНм
Fд? - сила тяги КМБ на длительном режиме, кН;
Дк - диаметр колеса, м.
Значения Fд? и Мя? можно определить из выражений:
,(11)
Здесь: Nд? - мощность ТЭД при длительном режиме, кВт;
Vр - раiетная скорость, км/ч;
nя? - частота вращения якоря длительного режима, об/мин.
Из соотношения
получим (12)
где nЯмах - максимально допустимая частота вращения якоря ТЭД из условия прочности.
В раiетах можно принять nЯмах = 2200тАж2300 об/мин;
Vконст - конструктивная скорость, км/ч.
Используя формулы (10), (11) и (12), после преобразований получим
(13)
Это передаточное число получено из условия прочности якоря ТЭД. Однако его нужно уточнить из условия размещения ТЭД на колесной паре.
Введем понятие - длина централи А. Это расстояние между осями тягового двигателя и колесной пары. Тогда, очевидно:
, откуда(14)
- Здесь, m - модуль зубчатого зацепления тягового редуктора; можно принять m = 10.
Длина централи в ориентировочном раiете принимается А=469 мм.
- Число зубьев Z1 и Z2 определяется при решении двух уравнений:
Полученные значения Z1 и Z2 округляются до ближайшего целого числа и окончательно уточняется ?.
В нашем случае: Vконст = 100 км/ч; Дк = 1,05 м; nЯ