Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Теория и конструкция локомотивов: Методические указания к выполнению курсового проекта

Голосов: 10

В настоящих методических указаниях изложены методы расчетов основных параметров, тяговых характеристик, статической развески тепловоза, основные принципы проектирования экипажной части тепловоза, а также методы решения задач геометрического и динамического вписывания тепловоза в кривые заданного радиуса, используемые при курсовом проектировании по дисциплине "Теория и конструкция локомотивов" студентами IV курса специальности 150700-"Локомотивы". Методические указания могут быть полезны студентам при выполнении отдельных разделов дипломного проекта и в практике работы сотрудников НИСа, а также при проведении занятий на полигоне института и филиале кафедры.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
             Министерство путей сообщения РФ
       Департамент кадров и учебных заведений


       САМАРСКИЙ ИНСТИТУТ
       ИНЖЕНЕРОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО
       ТРАНСПОРТА

          Кафедра "ЛОКОМОТИВЫ"




ТЕОРИЯ И КОНСТРУКЦИЯ ЛОКОМОТИВОВ



методические указания к выполнению курсового проекта
    студентами специальности 150700 - Локомотивы




                            Составители: ВАЛИУЛЛИН Р.Г.
                                         ФРОЛОВ С.Г.
                                         СТРИШИН Ю.С.
                                         ПАНЧЕНКО В.Н.




                 САМАРА-2002


 УДК 629.42.07
  Теория и конструкция локомотивов: Методические указания к выполнению
курсового проекта студентами специальности 150700 - Локомотивы. - Самара:
СамИИТ,2002.- с.
   Утверждено на заседании кафедры 22 февраля 2000 года, протокол № 6 .
   Печатается по решению редакционно-издательского совета института.
   В настоящих методических указаниях изложены методы расчетов основных
параметров, тяговых характеристик, статической развески тепловоза, основные
принципы проектирования экипажной части тепловоза, а также методы решения
задач геометрического и динамического вписывания тепловоза в кривые заданного
радиуса, используемые при курсовом проектировании по дисциплине "Теория и
конструкция локомотивов" студентами IV курса специальности 150700–
“Локомотивы”
   Методические указания могут быть полезны студентам при выполнении
отдельных разделов дипломного проекта и в практике работы сотрудников НИСа, а
также при проведении занятий на полигоне института и филиале кафедры.

            Составители: Рушан Габдуллович Валиуллин
                           Сергей Геннадьевич Фролов
                           Юрий Сергеевич Стришин
                           Валерий Николаевич Панченко

            Рецензенты: Ю.Д. Карышев доцент кафедры "Механика" СамИИТа
                           А.И. Князев зам. начальника службы локомотивного
                           хозяйства Куйбышевской железной дороги




    Редактор И.А. Шимина


    Подписано к печати 19.04.02             Формат 60х84 1/16
    Бумага офсетная. Печать оперативная. Усл. п. л. 1,5.
    Тираж 100 экз.   Заказ № 44




    ©    Самарский институт инженеров
        железнодорожного транспорта, 2002



                                               4


                       СОДЕРЖАНИЕ
                                                          стр.
Общие указания…………………..……………………………….                       4
Задание на курсовой проект……...………………………………                6
1. Определение основных параметров тепловоза..……..………      9
2. Определение основных размеров экипажной части…..…..…   14
3. Компоновка и статическая развеска тепловоза………………      16
4. Расчёт рессорного подвешивания..……………………………            23
5. Геометрическое вписывание тепловоза в кривые……………      28
6. Динамическое вписывание проектируемого тепловоза в
    кривые………………………………………………………...                        30
Библиографический список ……………………………………..                 41




                              3


                          ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

      В соответствии с учебным планом студенты специальности 150700
“Локомотивы” изучают дисциплину “Теория и конструкция локомотивов”.
Для лучшего усвоения материала студенты должны выполнить
самостоятельную работу в виде курсового проекта.
      В курсовом проекте студентам предстоит спроектировать тепловоз на
базе существующего прототипа с проведением необходимых расчетов,
связанных с определением основных характеристик и параметров
проектируемого тепловоза, проведением статической развески, расчетом на
прочность упругих элементов рессорного подвешивания, а также с решением
задач геометрического и динамического вписывания тепловоза в кривую.
      Курсовой проект необходимо выполнять осмысленно, применяя
расчетные формулы и тщательно продумывая выводы и результаты.
Методические указания не избавляют студента от необходимости глубоко и
внимательно разобраться       в рассматриваемых вопросах, используя
соответствующие источники.
      При выполнении курсового проекта необходимо придерживаться
следующих основных положений:

1. Пояснительная записка и графические работы должны выполняться в
   соответствии с требованиями Единой Системы Конструкторской
   Документации (ЕСКД) и ГОСТ.
2. Работа должна быть написана аккуратно, разборчивым почерком, без
   сокращения слов и аббревиатур, кроме общепринятых.
3. Структура курсового проекта должна быть следующей:
    − титульный лист;
    − реферат, в котором кратко излагается, чему посвящен данный
       курсовой проект; в реферате должно быть указано: объем
       пояснительной записки (листов текста), количество таблиц, рисунков
       и наименований списка использованных источников;
    − содержание;
    − введение;
    − исходные данные в соответствии с вариантом задания;
    − основная часть в соответствии с заданием;
    − заключение, в котором должны быть кратко изложены основные
       результаты, полученные в курсовом проекте;
    − список использованных источников.
4. Все расчеты необходимо сопровождать пояснениями. Расчетные формулы
   приводятся в общем виде, с применением принятых буквенных
   обозначений, а затем следует привести описание данных обозначений с
   указанием единиц измерения; после чего отдельной строкой приводится
   вычисление искомой величины с подстановкой числовых значений
                                   4


  известных величин. В результате вычисления должны быть единицы
  измерения искомой величины. Например:

   Касательная полезная мощность тепловоза, реализуемая на ободе колёс
   при условии установившегося движения, определяется по формуле:

                             Nk=Ne*β*ηn,

   где Ne – эффективная мощность дизеля, кВт;
       β – коэффициент, учитывающий затрату мощности на обслуживание
           локомотива, β =0,95;
       ηn – коэффициент полезного действия передачи.
                    Nk=2000*0,95*0,86=1627,8 кВт
5. При выборе расчетных величин и параметров, использовании таблиц,
   справочных материалов необходимо ссылаться на соответствующие
   источники, упомянутые в соответствующем списке (см. структуру
   курсового проекта).
6. Страницы пояснительной записки должны быть пронумерованы. Рисунки
   и таблицы должны быть пронумерованы (отдельная нумерация для
   рисунков и отдельная для таблиц) в соответствии с номером раздела и
   номером по порядку следования в разделе и должны иметь
   соответствующие наименования.
7. Графическая часть курсового проекта включает:
   − компоновочную схему тепловоза с размещением основного и
      вспомогательного оборудования, которая выполняется карандашом на
      листе формата А1 (594 х 840);
   − чертеж тележки в трех проекциях, который выполняется карандашом
      на листе формата А1 (594 х 840);
   − эскизы основных узлов экипажной части локомотива согласно п.
      настоящих методических указаний, выполняемые карандашом на листе
      формата А4 (297 х 210);
   Компоновочная схема тепловоза и чертеж тележки должны
   сопровождаться спецификациями соответствующими ЕСКД и ГОСТ.
   В штампе над названием чертежа (или соответствующей ему
   спецификации) пишется шифр следующего содержания:

  КП ТКЛ 15.07.00.7ХХ.0XX.00X СП
  где, 7ХХ – номер группы;
  0XX – номер варианта;
  00X – номер чертежа;
  СП – ставится в конце шифра в спецификации.



                                  5


  Расчетные схемы, диаграммы и графики могут быть выполнены на
  миллиметровой бумаге.

                  2.ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

     Курсовой проект считается выполненным в полном объеме, если в нем
рассмотрены с соответствующими расчетами разделы проектирования
тепловозов, приведенные ниже.
     В курсовом проекте необходимо выполнить расчеты по следующим
разделам:
   1. Определение основных параметров тепловоза
   1.1. Определение касательной мощности
   1.2. Определение сцепной массы тепловоза
   1.3. Расчёт и построение тяговой характеристики тепловоза
   1.4. Определение передаточного числа зубчатой передачи
   2. Определение основных размеров экипажной части
   2.1. Определение размеров тележки тепловоза
   2.2. Определение размеров тепловоза
   3. Компоновка и статическая развеска тепловоза
   3.1. Описание оборудования и основных узлов экипажной части
         проектируемого тепловоза
   3.2. Статическая развеска тепловоза
   4. Расчёт рессорного подвешивания
   4.1. Выбор схемы и расчёт на прочность упругих элементов
         рессорного подвешивания
   5. Геометрическое вписывание тепловоза в кривые
   5.1. Выполнение       геометрического     вписывания      методом
         параболической диаграммы
   5.2. Определение углов набегания и поперечных разбегов колесных
         пар
   6. Динамическое вписывание тепловоза в кривые
   6.1. Определение направляющих, боковых и рамных сил
   6.2. Построение горизонтально-динамического паспорта тепловоза
         и оценка динамических качеств проектируемого тепловоза
   По каждому из основных разделов необходимо сделать
аргументированный вывод, подкрепленный конкретными результатами
выполненных расчетов
   Исходными данными на выполнение курсового проекта являются:
      − Род службы;
      − Эффективная мощность дизеля Ne,кВт;
      − Максимальная нагрузка на ось 2П,кН;
      − Конструкционная скорость vк,км/ч;
      − Расчетная скорость vр,км/ч;

                                  6


      − Радиус кривой для геометрического вписывания Rг, м;
      − Радиус кривой для геометрического вписывания Rд, м.
   Исходные данные на выполнение курсового проекта должны
соответствовать варианту задания. Вариант исходных данных определяется
по последней и предпоследней цифрам учебного шифра (номер
студенческого билета) каждого обучающегося и берется из табл. 1(последняя
цифра шифра), из табл.2(предпоследняя цифра шифра) и из табл. 3(последняя
цифра шифра).

                                                                           Таблица 1

            Исходные данные на выполнение курсового проекта

Последняя цифра
                      0    1       2      3      4      5      6      7        8        9
шифра
Род службы*           М     М      М      Г      Г      Г      Г      П        П        П
Эффективная
мощность дизеля     1200   1300   1500   1900   2000   2100   2200   2500     2700     3000
Ne, кВт
Максимальная
нагрузка на ось 2П, 210    215    220    220    230    240    250    220      235      250
кН
Конструкционная
                     100   105    110    110    115    120    125    140      150      160
скорость vк,км/ч

* - род службы: М – маневровый, Г – грузовой, П – пассажирский

                                                                           Таблица 2

            Исходные данные на выполнение курсового проекта

Предпоследняя
                     0     1       2      3      4      5      6      7        8        9
цифра шифра
Расчетная
                    20      25     27     30     35     37     40     45       47       50
Скорость vр,км/ч
Радиус кривой для
геометрического     100    105    110    110    115    120    120    125      130      130
вписывания Rг,м
Радиус кривой для
динамического       400    400    450    500    550    600    650    700      750      800
вписывания Rг,м




                                           7


                                                                                  Таблица 3

           Исходные данные на выполнение курсового проекта

Последняя цифра
                      0       1        2      3       4       5       6       7         8       9
шифра
Длина рессоры l, м   1.15    1.15    1.2      1.2    1.05    1.05    1.2     1.2       1.15    1.15
Ширина листа
                     0.12    0.12    0.13    0.13    0.11    0.11    0.12    0.12      0.13    0.13
рессоры b, м
Толщина листа                0.016   0.016   0.016   0.016   0.016   0.016   0.016    0.016   0.016
                     0.016
рессоры h, м
Ширина хомута                0.11    0.11    0.11    0.11    0.11    0.11    0.11      0.11    0.11
                     0.11
рессоры a, м
Номинальный
статический прогиб   0.08    0.09    0.09     0.1     0.1    0.11    0.11    0.12      0.12    0.13
fн(ст), м
Диаметр пружины              0.2     0.2     0.205   0.196   0.2     0.204   0.205    0.204   0.205
                     0.196
Dпр, м
Наружный диаметр
резинового           0.23    0.22    0.24    0.23    0.22    0.24    0.23    0.22      0.24    0.23
амортизатора Dр, м
Внутренний
диаметр резинового   0.06    0.07    0.08    0.06    0.07    0.08    0.06    0.07      0.08    0.06
амортизатора dр, м
Высота резинового            0.03    0.04    0.03    0.03    0.04    0.03    0.03      0.04    0.03
                     0.03
амортизатора Нр, м


     Характеристики и параметры тепловоза-прототипа                                  могут    быть
использованы как справочный материал.




                                               8


       1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОВОЗА

    1.1 Касательная полезная мощность тепловоза, реализуемая на ободе
колёс при условии установившегося движения, определяется по формуле:

                                  Nk=Ne*β*ηn ,                       (1.1)

где Ne – эффективная мощность дизеля, кВт;
    β – коэффициент, учитывающий затрату мощности на обслуживание
        локомотива, β =0,95;
    ηn – коэффициент полезного действия передачи.

    По данной касательной полезной мощности выбирается тип тепловоза.
    Для тепловоза с электрической передачей постоянного или постоянно-
переменного тока:

                            ηn=ηr* ηg* ηзп* ηву ,                    (1.2)

где ηr – к.п.д. главного генератора, ηr = 0,93-0,95;
    ηg – к.п.д. тяговых электродвигателей, ηg = 0,91-0,94;
    ηзп – к.п.д. зубчатой передачи, ηзп = 0,98;
    ηву – к.п.д. выпрямительной установки (если есть), ηву = 0,99.

    1.2 Сцепная масса тепловоза характеризует его способность развивать
необходимую силу тяги без проскальзывания колёс по рельсам:

                                М сц = 2 П * z ,                     (1.3)
                                              g

где 2П – нагрузка от оси на рельсы, кН;
    z – число сцепных осей тепловоза;
    g – ускорение силы тяжести, 9,81 м/с2.

    Число сцепных осей определяется исходя из касательной мощности
тепловоза Nk и номинальной мощности тягового электродвигателя РТЭД:
                                        Nk
                                   z=
                                             РТЭД
                                                    .                (1.4)




                                        9


    Номинальная мощность тягового электродвигателя принимается по
данным тепловоза-прототипа (см. табл.1.3). Полученное по формуле (1.4)
число осей округляется до ближайшего четного числа: 4, 6, 8.



      1.3Расчёт и построение тяговой характеристики тепловоза.
      Сила тяги тепловоза при трогании с места и до пороговой скорости
определяется по формуле:
                               Fk сц=10*ψk*Mсц ,                                   (1.5)
где ψk – коэффициент сцепления колёс с рельсами.
      Для тепловозов коэффициент сцепления колёс с рельсами:
                                                  8
                             ψ k = 0,25 +                ,                         (1.6)
                                            20 * V + 100
где V – скорость движения тепловоза, км/ч.
      Для определения значений ψk и затем Fk                 сц   необходимо задаться
значениями скоростей от 0 до 30 км/ч.
      Результаты расчётов сводятся в таблицу 1.1.
                                                                             Таблица 1.1
 V, км/ч       0         5        10             15           20        25         30
      ψк
 Fксц, кН



      Сила тяги тепловоза при использовании полной мощности дизеля
определяется по формуле:
                                          3,67 * N k
                                   Fk =              ,                             (1.7)
                                              V
где    Nk – касательная мощность тепловоза, кВт;
       V – скорость тепловоза, км/ч;
       Fк – касательная скорость тяги, кН.
Задавшись значениями от 10 км/ч до конструкционной, интервалом через 10
км/ч, вычисляем значения Fк. Результаты расчётов вносим в таблицу 1.2
                                                                             Таблица 1.2


                                          10



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика