Расчёт основных технических параметров пректного тепловоза

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ____________________________________________________
	РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРЕКТНОГО ТЕПЛОВОЗА___________________________________
	ВЫБОР ТЯГОВОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРЕКТНОГО ТЕПЛОВОЗА___________________________________
	2.1	Выбор тягового электродвигателя_________________________
	2.2	Выбор тягового генератора_____________________________
	2.3	Выбор дизельной генераторной установки__________________
	2.4	Оценка параметров тягового зубчатого редуктора____________
	РАСЧЁТ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРОЕКТНОГО ТЕПЛОВОЗА__________________________________
	3.1	Выбор схемы охлаждения теплоносителей дизеля и конструкции охлаждающих устройств_____________________
	3.2	Тепловой расчёт водовоздушных радиаторов________________
	3.3	Обоснование технических требований и выбор конструктивных параметров вентиляторов охлаждающего устройства_____________________________________________
	3.4	Тепловой и гидравлический расчёты водомасляного теплообменника________________________________________
	3.5	Оценка основных параметров системы охлаждения тяговых электрических машин___________________________________
	3.6	Разработка схемы приводов вспомогательного оборудования тепловоза, расчёт коэффициента отбора мощности на привод вспомогательного оборудования__________________________
	РАСЧЁТ ЭКИПАЖНОЙ ЧАСТИ ПРОЕКТНОГО ТЕПЛОВОЗА_____
	4.1	Тяговый привод тепловоза: конструкция и основные параметры_____________________________________________
	4.2	Расчёт сил, действующих в тяговом приводе при реализации силы тяги______________________________________________
	4.3	Расчёт статического коэффициента использования сцепного веса тепловоза__________________________________________
	4.4	Геометрическое вписывание тепловоза в кривую заданного радиуса_______________________________________________
	ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПРОЕКТИРОВАННОГО ТЕПЛОВОЗА________________________________________________
	5.1	Расчёт и анализ удельных параметров тепловоза_____________
	5.2	Расчёт и анализ тяговой характеристики тепловоза___________
ЗАКЛЮЧЕНИЕ________________________________________________
Список используемых источников_________________________________

ВВЕДЕНИЕ

В данном курсовом проекте закреплены теоретические знания, полученные в лекционном курсе. На основе тепловоза прототипа разрабатывается проект магистрального пассажирского тепловоза заданной мощности. В работе выбираются и рассчитываются конструкции охлаждающего устройства и его вентилятора, водомасляный теплообменник, секции радиатора, а также выбирается и рассчитывается система охлаждения тяговых электрических машин. Выполняется геометрическое вписывание в кривую заданного радиуса, производится расчет статического коэффициента использования сцепного веса, строится тяговая характеристика проектного тепловоза.

Объём курсового проекта включает расчетно-пояснительную записку и графическую часть.

ВЫБОР ТЯГОВОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРЕКТНОГО ТЕПЛОВОЗА

Выбор тягового генератора

1. Частота вращения якоря ТЭД при движении тепловоза с конструкционной скоростью.

, об/мин (35)

об/мин

2. Частота вращения якоря ТЭД в продолжительном режиме.

, об/мин (36)

об/мин

3. Сила тока ТЭД в продолжительном режиме.

, A, где (37)

- число проводников якорной обмотки ТЭД (для тепловозов), где

К=232– число коллекторных пластин;

.

А

4. Напряжение ТЭД в продолжительном режиме.

, В (38)

В

5. Магнитный поток возбуждения ТЭД в продолжительном режиме.

, Вб, где (39)

– электрическая постоянная ТЭД, где (40)

а=р – число параллельных ветвей якорной обмотки ТЭД.

Вб

Проверка:

Ф_Д∞ ≤[Ф_Д∞] (41)

6. Максимальное напряжение ТЭД.

, В (42)

В

7. Допустимое напряжение ТЭД.

, В (43)

В

Проверка:

(44)

- проверка выполняется.

8. Максимальная сила тока ТЭД.

, А (45)

А

9. Допустимая сила тока ТЭД.

, A, где (46)

А – допустимая сила тока в параллельной ветви якорной обмотки ТЭД с классом изоляции «Н»;

2а=4 – число параллельных ветвей якорной обмотки.

А

Проверка:

(47)

- проверка выполняется.

 

 

10. Электрическая мощность тягового синхронного генератора.

, кВт, где (48)

- КПД выпрямительной установки в продолжительном режиме.

кВт

11. Напряжение и сила тока тягового генератора в продолжительном режиме.

, А, где (49)

– зависит от схемы подключения двигателей к тяговому генератору.

А

, В (50)

В.

Схема внешней характеристики ТЭД представлена в приложении № 1.

 

РАСЧЁТ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРОЕКТНОГО ТЕПЛОВОЗА

 

Выбор схемы охлаждения теплоносителей дизеля и конструкции охлаждающих устройств

Закрытая двухконтурная принудительная система охлаждения с избыточным давлением в расширительном баке. Охлаждающие устройства крышевого типа с секциями радиатора типа ВС7.

Рисунок 2 – Схема водяной системы

 

РАСЧЁТ ЭКИПАЖНОЙ ЧАСТИ ПРОЕКТНОГО ТЕПЛОВОЗА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведён расчет весогабаритных показателей проектируемого тепловоза, разработан эскизный вариант очертаний тепловоза.

2. Проведен расчет системы охлаждения, расчет параметров вентилятора.

3. Произведён выбор вспомогательного оборудования проектируемого тепловоза.

6. Выполнено геометрическое вписывание экипажа в кривую.

7. Проведен расчет коэффициента использования сцепного веса.

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ____________________________________________________
	РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРЕКТНОГО ТЕПЛОВОЗА___________________________________
	ВЫБОР ТЯГОВОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРЕКТНОГО ТЕПЛОВОЗА___________________________________
	2.1	Выбор тягового электродвигателя_________________________
	2.2	Выбор тягового генератора_____________________________
	2.3	Выбор дизельной генераторной установки__________________
	2.4	Оценка параметров тягового зубчатого редуктора____________
	РАСЧЁТ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ПРОЕКТНОГО ТЕПЛОВОЗА__________________________________
	3.1	Выбор схемы охлаждения теплоносителей дизеля и конструкции охлаждающих устройств_____________________
	3.2	Тепловой расчёт водовоздушных радиаторов________________
	3.3	Обоснование технических требований и выбор конструктивных параметров вентиляторов охлаждающего устройства_____________________________________________
	3.4	Тепловой и гидравлический расчёты водомасляного теплообменника________________________________________
	3.5	Оценка основных параметров системы охлаждения тяговых электрических машин___________________________________
	3.6	Разработка схемы приводов вспомогательного оборудования тепловоза, расчёт коэффициента отбора мощности на привод вспомогательного оборудования__________________________
	РАСЧЁТ ЭКИПАЖНОЙ ЧАСТИ ПРОЕКТНОГО ТЕПЛОВОЗА_____
	4.1	Тяговый привод тепловоза: конструкция и основные параметры_____________________________________________
	4.2	Расчёт сил, действующих в тяговом приводе при реализации силы тяги______________________________________________
	4.3	Расчёт статического коэффициента использования сцепного веса тепловоза__________________________________________
	4.4	Геометрическое вписывание тепловоза в кривую заданного радиуса_______________________________________________
	ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПРОЕКТИРОВАННОГО ТЕПЛОВОЗА________________________________________________
	5.1	Расчёт и анализ удельных параметров тепловоза_____________
	5.2	Расчёт и анализ тяговой характеристики тепловоза___________
ЗАКЛЮЧЕНИЕ________________________________________________
Список используемых источников_________________________________

ВВЕДЕНИЕ

В данном курсовом проекте закреплены теоретические знания, полученные в лекционном курсе. На основе тепловоза прототипа разрабатывается проект магистрального пассажирского тепловоза заданной мощности. В работе выбираются и рассчитываются конструкции охлаждающего устройства и его вентилятора, водомасляный теплообменник, секции радиатора, а также выбирается и рассчитывается система охлаждения тяговых электрических машин. Выполняется геометрическое вписывание в кривую заданного радиуса, производится расчет статического коэффициента использования сцепного веса, строится тяговая характеристика проектного тепловоза.

Объём курсового проекта включает расчетно-пояснительную записку и графическую часть.

РАСЧЁТ ОСНОВНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРЕКТНОГО ТЕПЛОВОЗА

Определение основных технических параметров магистрального тепловоза

Исходные данные:

1) род службы тепловоза – пассажирский;

2) расчётная скорость – V_P=40 км/ч;

3) конструкционная скорость – V_K=140 км/ч;

4) минимальный радиус проходимых кривых – R=95 м;

5) весовая норма состава – Q_BH =1120 т;

6) расчётный подъём – I _p =8 ₀/₀₀;

7) осевая нагрузка вагона – т.

1 Определение расчетной касательной силы тяги.

(1)

1.1 Коэффициент сцепления при расчётной скорости:

(2)

1.2 Коэффициент тяги:

(3)

1.3 Основное удельное сопротивление движению локомотива:

(4)

1.4 Основное удельное сопротивление движению вагонов:

(5)

F_kp = 9,81*1120*0,163 * 2,12+8/1000*0,163=119 кН

2 Номинальная касательная мощность тепловоза.

(6)

3 Номинальная мощность тепловоза по дизелю.

, где (7)

- коэффициент отбора мощности по дизелю;

4 Секционная мощность тепловоза по дизелю.

кВт (8)

Принимаем =1, чтобы N_e ≤4410 кВт

5 Сцепной вес секции тепловоза.

5.1 Сцепной вес, требуемый для реализации силы тяги при трогании:

(9)

; (10)

- расчётный коэффициент сцепления при трогани;

j=13 Н/кН – заданная удельная ускоряющая сила поезда;

, Н/кН – основное удельное сопротивление при трогании и разгоне состава.

(11)

5.2 Сцепной вес, требуемый для реализации силы тяги при разгоне и трогании:

(12)

 

Принимаем максимальный сцепной вес P_сц=880 кН

6 Служебная масса тепловоза.

6.1 Служебная масса, необходимая для создания требуемого сцепного веса:

(13)

6.2. Служебная масса тепловоза как постройки:

, где (14)

, кг/кВт – удельная масса тепловоза;

кг/кВт

Окончательно m_cл=100,

7. Осевая нагрузка, число движущих осей в секции n_ос ,осевая формула тепловоза

(15)

Осевая формула:

Число движущих осей n_ос=6

8. Ориентировочный диаметр колеса.

мм, где (16)

2 – удельная нагрузка на один миллиметр диаметра колеса;

Принимаем D_к=1050 мм.

9. Габаритные и базовые размеры секции тепловоза.

9.1Ориентировочная длина тепловоза по осям автосцепки:

(17)

L_л =1762(14-0,0023·1762)=17527 мм

Проверка:

– допускаемая нагрузка на единицу длины пути.

L_min=13 м

. (19)

Окончательно принимаем L_л =17,5 м.

9.2 База локомотива:

(20)

e=0,52 для L_л ≤20 мм

L_δ=0,52·17,5=9,1м

 

9.3База тележек:

(21)

L_м =(3-1)·2000=4000мм

 

Вывод: n_с=1;

осевая формула (3₀-3₀);

F_кр=119кН;

Ne=1762кВт;

m_сл=100т.

По полученным данным выбираем прототип тепловоза – ТЭ127.