Курсовая работа: Определение основных параметров и компоновка оборудования автономного локомотива
В конструкции тележки применен индивидуальный пневматический колодочный тормоз с двусторонним нажатием чугунных гребневых колодок на колеса тепловоза.
Сила тяги от рамы тележки на кузов предается шкворневым узлом, обеспечивающим поперечную свободно-упругую подвижность шкворня кузова. Шкворень также является осью поворота тележки в горизонтальной плоскости.
Техническая характеристика тележки.
Нагрузка оси колесной пары на рельсы, кН (тс) 226/23 конструкционная скорость, км/ч: 100 при транспортировке120 тип тяговых электродвигателейЭД-118А, ЭД-118Б число тяговых электродвигателей3 жесткость рессорного подвешивания, Н/см4435 число тормозных цилиндров 6 расчетное нажатие тормозных колодок на ось, кН (тс) 140/14,24
Колесно-моторный блок. (рис10) Колесно-моторный блок служит для преобразования электрической энергии в механическую и передачи ее от ТЭД через тяговый шестеренчатый редуктор к осям тепловоза. Состоит из колесной пары 4, двух поводковых букс 5, ТЭД 1, тягового редуктора 3, кожуха тягового редуктора.
Колесно-моторный блок тепловоза 2ТЭ116 выполнен с опорно-осевой подвеской ТЭД, имеющей три точки опоры, аналогично тепловозам ТЭ3 и 2ТЭ10Л. Одна точка опоры - на корпусе в виде двух отлитых (одного сверху, одного снизу) кронштейнов, которые обхватывают сверху и снизу пружинную подвеску 7, установленную в кронштейне междурамного крепления рамы тележки. Контактирующие поверхности кронштейнов и пружинной подвески снабжены приваренными к ним термообработанными наличниками, изготовленными из стали 65Г. Две другие точки опоры на оси колесной пары выполнены в виде моторно-осевых подшипников 6.
Рис.10. Колесно-моторный блок. 1-тяговый электродвигатель, 2-кожух тягового редуктора, 3-ведущая шестерня тягового редуктора, 4-колесная пара, 5-поводковая букса, 6-моторно-осевой подшипник, 7-пружинная подвеска.
2.2.5 Краткое описание основных систем тепловоза.
Топливная система (Рис.11). Топливная система предназначена для подачи очищенного и подогретого (в зимнее время) топлива к топливным насосам дизеля. Топливо заправляют через одну из двух заливных горловин в бак. Для предпусковой прокачки системы и подачи топлива к топливным насосам дизеля во время пуска дизель-генератора служит топливоподкачивающий агрегат. После пуска дизель-генератора топливоподкачивающий агрегат отключается, и подача топлива осуществляется топливоподкачивающим насосом, установленным на дизеле. На трубопроводе перед топливоподкачивающим агрегатом предусмотрен штуцер для заполнения всасывающего трубопровода топливом при пуске дизель-генератора нового тепловоза или после длительной стоянки.
Рис. 11. Схема топливной системы. 1-бак для топлива; 2,13-трубы для слива из полок блока дизеля; 3-фильтр тонкой очистки; 4-демпфер; 5-манометр "Топливо после фильтра тонкой очистки"; 6-манометр "Топливо до фильтра тонкой очистки"; 7-карман для ртутного термометра; 8-труба-топливомер; 9-клапан аварийного питания; 10-фильтр грубой очистки; 11-труба для слива топлива из форсунок; 12-клапан перепускной; 14-подогреватель топлива; 15-клапан предохранительный; 16-вентиль; 17-топливоподкачивающий агрегат; 18-заборное устройство бака.
Во время предпусковой прокачки системы и пуска дизель-генератора топливоподкачивающий агрегат засасывает топливо из бака через всасывающую трубу заборного устройства и фильтру грубой очистки, и по нагнетательной трубе через невозвратный клапан и фильтр тонкой очистки подает его в трубу подвода к топливным насосам высокого давления. Избыток топлива через перепускной клапан и топливоподогреватель сливается в заборное устройство топливного бака. Топливные насосы высокого давления подают топливо к форсункам по форсуночным трубкам. Через форсунки происходит впрыск топлива в цилиндры дизеля. Топливо, просочившееся из полости высокого давления форсунок, сливается в топливный бак.
Масляная система. Для подачи масла к трущимся поверхностям дизеля с целью их смазки и охлаждения (особенно поршней) тепловоз оборудован циркуляционной масляной системой. Все основные сборочные единицы и трубопроводы системы, кроме полнопоточного фильтра, трубопроводов к нему, заправочного и сливного трубопроводов, а также устройств системы регулирования температуры масла, установлены на дизель-генераторе. В масляную систему входят: фильтр грубой очистки, два центробежных фильтра, охладитель масла и полнопоточный фильтр.
Для заправки тепловоза маслом в поддизельную раму, кроме горловины с правой стороны рамы имеется трубопровод с вентилями по обеим сторонам тепловоза. Масло из картера сливается также с любой стороны тепловоза через вентили.
От трубопровода перед полнопоточным фильтром масло отводится к бачку, расположенному у правой стенки кузова. На корпусе бачка имеется карман для ртутного термометра, грибки для установки приемников электрических дистанционных термометров и бочки для установки датчиков-реле температуры. Один датчик-реле при достижении предельной температуры масла снимает нагрузку с дизель-генератора; три других датчика-реле служат для управления холодильником тепловоза. На трубопроводах перед полнопоточным фильтром и после него приварены штуцеры для присоединения манометров, позволяющих измерить перепад давления масла на полнопоточном фильтре. Вентиль служит для слива масла из фильтра и трубопроводов в поддизельную раму. Вентиль, установленный на дизеле предназначен для отбора масла на пробу. Давление масла на вход в дизель и перепад на фильтре грубой очистки масла измеряются манометрами, присоединяемыми к штуцерам. Для контроля давления масла на пультах управления обеих секций установлены электрические дистанционные манометры, приемники которых подсоединены к грибкам.
Система охлаждения. Для отвода тепла, выделяющегося при работе дизель-генератора, служит система охлаждения дизеля закрытого типа с принудительной циркуляцией. На тепловозе имеются два самостоятельных контура охлаждения, каждый из которых имеет свои трубопроводы, водяной насос, секции радиатора и мотор-вентиляторы.
Контуры охлаждения дизеля предназначены для охлаждения втулок и крышек цилиндров дизеля, корпуса турбокомпрессора и выпускных коллекторов. В холодное время года охлаждающая жидкость используется для подогрева топлива, воды в баке санитарного устройства, этот контур предусматривает как высокотемпературное, так и низкотемпературное охлаждение, причем переход на высокотемпературное охлаждение допускается при давлении в расширительном баке не менее 0,03 МПа.
Контур охлаждения масла и наддувочного воздуха имеет свой водяной насос, который нагнетает охлаждающую жидкость в левый нижний коллектор холодильника тепловоза, поступающего оттуда по передним секциям радиатора в левый верхний коллектор. Из левого верхнего коллектора охлаждающая жидкость отводится в правый верхний коллектор, далее по левым и правым задним секциям радиатора опускается вниз, охлаждается и от нижних коллекторов подводится к охладителю масла. Охладив масло, жидкость идет на охлаждение наддувочного воздуха и к всасывающей полости водяного насоса, замыкая холодный контур системы охлаждения.
Расширительный бак предназначен для компенсации тепловых расширений охлаждающей жидкости, пополнения системы, создания напора на всасывание циркуляционных насосов.
Датчики-реле температуры предназначены для обеспечения работы холодильника тепловоза в автоматическом режиме и для защиты дизеля от перегрева охлаждающей жидкости.
Охладительно-вентиляционный агрегат предназначен для вентиляции и обогрева воздуха в кабине машиниста. Он собран на раме и установлен в столе помощника машиниста.
Ручной водяной насос служит для пополнения системы охлаждения вручную. Насос состоит из корпуса с цилиндром, диаметром 80 мм, клапанов с седлами, поршня и механизма передачи движения к поршню.
Тормозная система. Тепловоз оборудован автоматическим пневматическим тормозом для торможения тепловоза и поезда. Для независимого управления торможением тепловоза служит вспомогательный пневматический тормоз. Кроме пневматических тормозов, тепловоз снабжен электрическим тормозом для торможения тепловоза и поддержания требуемой скорости поезда на спусках; а также ручным тормозом для удержания одиночного тепловоза на стоянках.
Управление пневматическими тормозами ведется из кабины машиниста с помощью крана вспомогательного тормоза. Экстренное торможение можно выполнить комбинированным краном. С тормозной и питательной магистралями через разобщительный кран связан электропневматический клапан автостопа, который совместно с устройствами автоматической локомотивной сигнализации служит для предотвращения проезда запрещающих сигналов, а также для контроля бдительности машиниста. Электропневматический клапан автостопа при срабатывании на торможение снимает нагрузку дизель-генератора и сообщает тормозную магистраль с атмосферой, т.е. вызывает экстренное торможение.
Песочная система. Для увеличения силы сцепления между колесами и рельсами, а, следовательно, для реализации большей силы тяги при трогании с места и наборе скорости, тепловоз оборудован песочной системой. Песок под колесные пары следует подавать и во время торможения для обеспечения более эффективного сцепления колес с рельсами. Автоматическая подача песка под колесные пары происходит нажатием кнопки аварийной остановки тепловоза, одновременно с экстренным торможением поезда, подачей звукового сигнала и остановкой дизель-генератора. Управление подачей песка осуществляется как педалью с места машиниста тепловоза, так и кнопкой подачи песка на пульте.
Противопожарная система. Установка порошкового пожаротушения дизельного помещения предназначена для тушения пожара на тепловозе и находящихся вблизи от тепловоза объектов. Применение огнетушащих порошковых составов сопровождается следующими, приводимыми к ликвидации пожара, факторами:
разбавление горючей среды газообразными продуктами разложения порошка;
охлаждение зоны горения в результате затрат тепла на нагрев распыленных частиц порошка и их разложение в пламени.
Огнетушащий порошковый состав не токсичен. Для сигнализации о возникновении пожара и управления установкой служит система сигнализации и управления.
Установка состоит из резервуара, пневматического и порошкового трубопроводов, блока управления, рукава с пожарным стволом и кранов. Пневматический трубопровод служит для подачи воздуха из питательной магистрали в резервуар с целью вспучивания и вытеснения из него огнетушащего порошкового состава в порошковый трубопровод или в рукав с пожарным стволом.
III. Индивидуальная часть
3.1 Рессорное подвешивание
Рессорное подвешивание тепловоза 2ТЭ116 (рис.12) одноступенчатое, индивидуальное для каждой колесной пары. Оно состоит из 12 одинаковых групп (по шесть групп для каждой тележки), имеющих два одинаковых пружинных комплекта 2, установленных в специальных опорных гнездах корпуса буксы и опирающихся в обработанные поверхности кронштейнов рамы тележки, а также фрикционный гаситель колебаний.
Рис.12. рессорное подвешивание.
3.2 Пружинный комплект
В пружинный комплект (рис.13) входят три пружины: наружная 2, средняя 4, внутренняя 3, две опорные плиты 1 и 5 и регулировочные шайбы 6. перед установкой на тележки пружинные комплекты собирают и стягивают специальными технологическими болтами, которые после окончательной сборки тележки убирают и хранят вместе с технологическими шайбами тепловоза. Пружины рессорного подвешивания изготавливают из круглого калиброванного проката. Диаметры проката: для наружных пружин - 36мм, для средних - 23мм, для внутренних - 16мм.
Усилие, развиваемое пружинами под статической нагрузкой: наружной - 3090кгс, средней - 1100кгс, внутренней - 565кгс. Максимально допустимые усилия при динамическом прогибе для наружной пружины - 4870кгс, для средней 1715 кгс, для внутренней - 880кгс.
Для получения правильной развески по осям тепловоза пружинные комплекты формируют с учетом жесткости пружин в зависимости от их высоты под статической нагрузкой и разграничивают на три группы, номер группы для пружинного комплекта определяется по номеру группы наружной пружины. Формируют комплекты следующим образом: если наружная пружина I группы, то внутренние I или II; если наружная пружина II группы, то внутренние I, II, III; если наружная пружина группы III, то внутренние - II или III. На одной тележке устанавливают пружинные комплекты только одной из групп.
Секция тепловоза может иметь тележки с пружинными комплектами рессорного подвешивания только одной группы или только I и II, II и III. Номер группы жесткости пружинных комплектов указывается в паспорте тепловоза для каждой секции.
Рис.13. Пружинный комплект. 1,5-нижняя и верхняя плиты; 2,3,4-пружины; 6-регулировочная шайба; 7-упор на раме тележки, 8-корпус буксы; 9-технологическая шайба; 10-технологический болт.
3.3 Фрикционный гаситель колебаний
Колебания надрессорного строения. Возникающее при движении тепловоза, гасятся с помощью фрикционных гасителей, включенных параллельно пружинным комплектам.
Фрикционный гаситель колебаний (рис.14) состоит из корпуса, приваренного к раме тележки, поршня, зажатого пружиной 10, между двумя вкладышами 7, установленными в расточки корпуса с наклепанными накладками 6 из вальцованной ленты и крышки 11, которая крепится к корпусу болтами 13. Шпонка 12 служит для предотвращения перекашивания вкладышей при работе гасителя колебаний. Сверху на корпусе крепится болтом 9 полиэтиленовая крышка 8.
Расчетная сила трения развивается в одном гасителе - 560кгс. Усилие затяжки пружины - 350кгс. Удельное давление на трущейся паре - 2,92кгс/см2. Расчетный коэффициент трения - 0,8.
Рис.14. Гаситель колебаний.
Поршень гасителя колебаний состоит из тяги 4, которая соединена с гильзой 5 поршня гасителя колебаний и кронштейном, приваренным к крышке буксы, с помощью гаек 14, через амортизаторы 1, сухари 2 и обоймы 3. Сухарь и обойма имеют сферические поверхности для компенсации возможных перекосов тяги поршня от вертикальной оси, возникающих при движении тепловоза.
Сферические поверхности сухаря и обоймы смазывают при сборке гасителя смазкой ЖРО ТУ 32ЦТ 520-73. Гайки 14 затягивают тарированным ключом. Амортизаторы представляют собой резиновые элементы, привулканизированные к двум стальным шайбам.
Распределение нагрузок по осям тепловоза (разность нагрузок между осями допускается не более 1400кгс) при проверке его развески регулируется регулировочными прокладками над пружинным комплектом. Для установки прокладок пружинный комплект необходимо предварительно сжать технологическим болтом. При взвешивании тепловоза гасители колебаний должны быть отсоединены от кронштейнов крышек букс колесных пар.
Заключение
В результате выполнения курсового проекта, на основе исходных данных мы провели расчеты, в результате которых получили необходимую касательную мощность 1099,1кН. На основе серийно выпускаемых тепловозов выбрали 6 секций тепловоза 2ТЭ116, способных при заданной расчетной скорости Vр=26км/ч и заданном руководящем уклоне iр=10 вести состав весом 11853,3т.
В процессе работы мы проанализировали конструкцию выбранного локомотива, разобрали его по иерархическому принципу, вследствие чего выделили подсистемы первого, второго и третьего уровней.
В индивидуальной части был наиболее подробно освещен вопрос работы и необходимости водяной системы тепловоза.
Итак, в процессе выполнения работы мы научились выбирать, компоновать и анализировать нужный материал, также подробно узнали конструкцию выбранного нами тепловоза 2ТЭ116.
Список используемой литературы
1. Б.Н. Поронин, "Электрическое оборудование тепловоза", г. Москва, изд. Транспорт.
2. С.П. Филонов "Тепловоз 2ТЭ116", г. Москва, изд. Транспорт
3. А.И. Володин "локомотивные энергетические установки", г. Москва, изд. Желдориздат.
4. А.П. Пойда "Тепловозы", г. Москва, изд. Транспорт.
Приложение 1
Спецификация
1 - антенна радиостанции; 2,12-каналы забора воздуха для охлаждения тяговых электродвигателей передней и задней тележек; 3,15-мотор-вентиляторы для охлаждения выпрямительной установки и холодильной камеры; 4-выпрямительная установка; 5-тифон; 6-вентилятор кузова; 7-канал забора воздуха для охлаждения тягового генератора; 8-кассета короба-возддухозаборника; 9-глушитель; 10-компенсатор глушителя; 11-расширительный водяной бак; 13-цилиндр привода верхних жалюзи; 14-люк шахты охлаждающего устройства; 16-переходный тамбур; 17-автосцепка; 18-трубопровод для песка; 19-колесно-моторный блок; 20-аккумуляторная батарея; 21-бак для топлива; 22-маслопрокачивающий агрегат; 23-тяговый генератор; 24-топливомерное стекло; 25-тележка; 26-главный резервуар; 27-путеочиститель; 28,62-передние бункеры для песка; 29-кран машиниста; 30-кран вспомогательного тормоза; 31-сиденье машиниста; 32,33-правая и центральная высоковольтные камеры; 34-возбудитель; 35-охладитель масла для дизеля; 36,52-воздухоочистители дизеля; 37-фильтр тонкой очистки масла; 38,58-электродвигатели вентиляторов охлаждения тяговых электродвигателей; 39-тормозной компрессор; 40,50-цилиндры привода боковых жалюзи; 41,43-муфты мотор-компрессора; 42-редуктор мотор-компрессора; 44-электродвигатель привода компрессора; 45,48-коллекторы охлаждающих секций; 46,47-задние бункеры для песка; 49-резервуар для огнегасящей жидкости; 51-санузел; 53-топливоподкачивающий агрегат; 54-подогреватель топлива; 55-дизель; 56-стартер-генератор; 57-блок выпрямителей управления возбуждением; 59-левая высоковольтная камера; 60-привод ручного тормоза; 61-пульт управления.
