Расчёт и построение тяговой характеристики тепловоза

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет  путей сообщения

( ОмГУПС )

 

Кафедра «Локомотивы»

 

 

 

 

 

ЛОКОМОТИВЫ. ОБЩИЙ  КУРС.

 

Пояснительная записка  к курсовой работе

 

 

 

                                                                                            

                                                                                      Студент гр.

             

 

Руководитель: доцент

кафедры локомотивы

 

 

 

 

 

 

 

 

Омск 

УДК 624.4.016.3

Реферат

 

Курсовая работа содержит 33 страницы, 5 рисунков, 2 таблицы, 2 источника.

 

Тепловоз ТЭМ 7, тяговая характеристика, масса поезда, локомотив,   сила тяги, нагрузка, тележка.

 

Объектом исследования является тепловоз ТЭМ 7.

Цель работы – расчет тяговой характеристики тепловоза, массы поезда, технико-экономические параметров тепловоза, составление схемы расположения оборудования и схемы развески, определение нагрузки на тележки тепловоза, а также закрепление полученные теоретически знания.

В результате исследования усвоить основные принципы работы тепловоза, ознакомиться с основными узлам экипажной части, вспомогательного и электрического оборудования. Рассчитать и построить тяговую характеристику, составить схему расположения оборудования тепловоза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Введение………………………………………………………………………..…….5

 

1. Краткая характеристика тепловоза серии ТЭМ 7………………….......….9

2. Расчёт и построение тяговой характеристики тепловоза………........…13

3. Расчёт массы поезда…………………………………………………..…....….16

4. Определение технико-экономических параметров тепловоза……...…18

5. Составление схемы расположения оборудования тепловоза………....19

6. Строение тележки тепловоза…………………………………………….......22

7. Определение нагрузки на тележки тепловоза………………………...….26

 

Заключение……………………………………………………………………....32

Библиографический список…………………………………………………33

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные

 

1. Тепловоз ТЭМ 7
2. Эффективная мощность дизеля =1470 кВт.
3. Расчетный подъем i = 8,3‰
4. Расчетная скорость = 10,3 км/ч.
5. Нагрузка от колесной пары на рельс, кН:

                     - нагрузка локомотива,  = 222 кН;

                     - нагрузка четырехосного вагона,  = 180 кН;

                     - нагрузка шестиосного вагона, = 228 кН.

6. Доля вагонов в составе:

                           - четырехосных вагонов,  α =0,59;

                           - шестиосных вагонов,     β = 0,41.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

1956г. Вошел в историю развития транспорта как год начала грандиозной технической реконструкции тяги на железных дорогах Советского Союза. Состоявшийся в феврале 1956г. XX съезд Коммунистической партии Советского Союза в директивах по шестому пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1956-1960гг. указал: "В целях повышения провозной способности железных дорог осуществить работы по технической реконструкции тяги на железнодорожном транспорте путем широкого внедрения электровозов и тепловозов с тем, чтобы уже в 1960г. Было выполнено ими 40-45% всего грузооборота". Этими же директивами была намечена электрификация в 1956-1960гг.8100км железных дорог.

В 1956г. на магистральные  дороги поступили последние паровозы, строительство которых на отечественных заводах продолжалось 110 лет. Сыграв исключительную роль в экономическом развитии страны, справившись с перевозками в тяжелые годы гражданской и Великой Отечественной войн, выполнив основную работу в первое послевоенное десятилетие, паровоз начал быстро уступать все новые и новые участки более совершенным локомотивам - электровозам и тепловозам.

Замена паровозов электровозами  и тепловозами дала значительную экономию топлива, снизила эксплуатационные расходы и увеличила провозную способность дорог.

Многие участки железных дорог в 1956г. обслуживались паровозами с применением двойной тяги, что  вело к росту эксплуатационных расходов, усложняло экипировку паровозов  и увеличивало количество локомотивных бригад. Замена же двух паровозов одним  мощностью 3500-4000л. с., который при условии ограничения нагрузки от колесных пар на рельсы до 21-23тс можно было выполнить только в виде сочлененного локомотива, потребовала бы больших затрат на реконструкцию деповских устройств и самих депо. Кроме того, как показал опыт, при достижении размеров движения на двухпутной линии более 50 пар грузовых поездов в сутки, паровая тяга уже не могла обеспечить бесперебойное движение поездов, особенно в зимних условиях.

Электрические системы  управления электровозами и тепловозами позволяют соединить несколько секций с сохранением управления ими с одного поста, что дает возможность реализовать большие мощности без увеличения количества локомотивных бригад.

В связи с широкомасштабной электрификацией железных дорог  и переводом многих линий с паровозной на электрическую и дизельную тягу насущной стала проблема концентрации и роста научно-технических кадров. Министерство электротехнической промышленности - ведущий изготовитель электровозов и Министерство транспортного машиностроения - ведущий изготовитель тепловозов выбрали разные пути ее решения. Министерство электротехнической промышленности организовало в 1958г. на Новочеркасском электровозостроительном заводе Научно-исследовательский институт электровозостроения (ЭлНИИ), который в 1964г. был преобразован во Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения. С 1973г. этот институт стал технологическим и получил полное наименование Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения (сокращенно ВЭлНИИ). С самого начала создания института электровозостроения в него были включены проектно-конструкторские подразделения, имевшиеся в то время у Новочеркасского электровозостроительного завода.

Министерство транспортного  машиностроения при создании своего Всесоюзного научно-исследовательского тепловозного института (ВНИТИ) в Коломне  не образовало в нем подразделений, занимающихся проектированием новых локомотивов. Главные конструкторы тепловозов со своими подразделениями оставались на тепловозостроительных заводах, что позволило исключить длительную "притирку" между научно-исследовательским институтом и заводами-изготовителями, долгое время происходившую между НЭВЗом и ЭлНИИ.

В 1956 г. Ворошиловградский и Коломенский заводы прекратили выпуск паровозов, и перешли на строительство магистральных тепловозов серии ТЭ3. Министерство транспортного машиностроения приняло решение о широкой кооперации при постройке тепловозов серии ТЭ3 между Харьковским, Ворошиловградским  и  Коломенским заводами. Харьковскому заводу транспортного машиностроения и Коломенскому тепловозостроительному заводу было поручено изготовление дизелей, Ворошиловградскому - кузовов и тележек. Сборка тепловозов была организована на всех трех заводах, но затем весь выпуск тепловозов серии ТЭ3 был сосредоточен на Ворошоловградском (в 1858-1970гг. - Луганском) тепловозостроительном заводе.

Муромский завод построил первые маневровые (промышленные) тепловозы в конце 1956 г., а в 1957 г. полностью перешел на выпуск тепловозов.

Завершив выпуск паровозов  в 1950 г., Брянский машиностроительный завод  вновь приступил к постройке  локомотивов в 1958 г. На заводе началось изготовление маневровых тепловозов серии  ТЭМ 1 с дизелями Пензенского и  электрооборудованием Харьковского завода тепловозного электрооборудования. Последний в дальнейшем получил наименование завод "Электротяжмаш".

Одновременно с увеличением  протяженности линий магистральных  железных дорог, переводимых на тепловозную  тягу, росло и количество магистральных тепловозов с электрической передачей. В нашей стране их строили три завода: Харьковский завод транспортного машиностроения им.В.А. Малышева, Коломенский тепловозостроительный завод им.В. В. Куйбышева и Ворошиловградский (в 1958-1970 гг. - Луганский) тепловозостроительный завод им. Октябрьской революции. Поступление с зарубежных заводов, кроме одного локомотива, не было.

В этот период росли не только количественные, но и качественные показатели производства тепловозов с электрической передачей. Секционная мощность локомотивов увеличилась в два раза: с 2000 л. с. (тепловоз серии ТЭ3) до 4000 л. с. (тепловоз серии ТЭП70). В начале 70-х годов был освоен выпуск тепловозов серии 2ТЭ116, у которых вместо электрической передачи постоянного тока была применена передача переменно-постоянного тока с более легким и надежным синхронным тяговым генератором. В конце 50-х и начале 60-х гг. первые пассажирские тепловозы с электрической передачей (серий ТЭ7, ТЭП10, ТЭП10Л) создавались на базе грузовых тепловозов путем их соответствующей доработки: уменьшения передаточного числа тяговых редукторов, применение электропневматических тормозов и т.д. Позднее для вождения пассажирских поездов стали применяться специально спроектированные тепловозы (серий ТЭП60, 2ТЭП60, ИЭП70) с опорным рамным подвешиванием тяговых электродвигателей вместо опорно-осевого и рядом других существенных отличий от грузовых локомотивов.

Имея возможность совершать  без пополнения запаса топлива пробег более 1000 км, тепловозы с конца 50-х г., как электровозы, стали во многих местах следовать с поездами без отцепки на значительные расстояния. Тяговые плечи локомотивов трансформировались в участке их обращения, а при значительной разветвленности последних - в зоны или полигоны работы с поездами. Особенно это относилось к пассажирскому движению.

Среди самых больших  участков обращения пассажирских тепловозов на сети отечественных железных дорог  можно выделить следующее: Можайск - Калининград через Витебск, Даугавплс (1314 км; тепловозы депо Смоленск, Витебск); Тобол - Кулунда (1240 км; тепловозы депо Ерментау); Ленинград - Здолбунов (1229 км; тепловозы депо Ленинград - Варшавский); Ленинград - Кандалакша (1172 км; тепловозы депо Кандалакша).

К середине 70-х г. большинство  участком, зоны полигоном работы как пассажирских, так и грузовых тепловозов с электрической передачей сократилось по своей длине и совсем исчезло в связи с электрификацией железных дорог.

Отсутствие у тепловозов необходимости пополнять запасы воды обусловило первоочередность перевода на тепловозную тягу не электрифицированных линий, расположенных в безводных районах и там, где водоснабжение затруднено. Поэтому в начале 60-х г. тепловозы заменили паровозную тягу на главных направлениях степных районов Украины, России, Казахстана и Сибири, а также в Средней Азии.

 

 

1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕПЛОВОЗА СЕРИИ ТЭМ 7

 

В соответствии с техническим заданием Министерства путей сообщения, Министерства тяжелого, энергетического и транспортного  машиностроения и Министерства электротехнической промышленности на Людиновском тепловозостроительном заводе под руководством главного конструктора завода В. Н. Логунова в 1973 г. были впервые в Советском Союзе разработаны технический проект и рабочие чертежи маневрово-вывозного восьмиосного однокузовного тепловоза с дизелем мощностью 2000 л. с. Этот тепловоз предназначен для вывозной работы и маневровой работы на станциях, в том числе на сортировочных горках, с составами, вес которых требует локомотивов с тяговым усилием на 40—50% выше, чем у шестиосных маневровых тепловозов, например, ТЭМ 1 и ТЭМ 2. По этому проекту в 1975 г. завод изготовил первые два тепловоза, получившие обозначение ТЭМ 7.

Кузов тепловоза капотного  типа состоит из главной рамы, помещений для аккумуляторной батареи, высоковольтной камеры и холодильника, приваренных к раме, а также кабины машиниста и съемных частей кузова машинного отделения. Силовая установка 2-26ДГ (дизель и тяговый генератор) и все основное оборудование смонтированы на главной раме. На концах рамы установлены автосцепки типа УВЗ или СА-3.

Экипажная часть тепловоза состоит из четырех одинаковых бесчелюстных тележек с поводковыми роликовыми буксами. Рамы тележек опираются на буксы через цилиндрические пружины. На каждые две соседние тележки с помощью маятниковых подвесок опирается промежуточная сварная рама, имеющая шкворневую балку. Кузов тепловоза № 0001 опирается на промежуточные рамы через боковые пневматические рессоры, а на тепловозе № 0002 — через винтовые пружины. Тяговое усилие от двухосных тележек на промежуточную раму передается через наклонные тяги и рычажные механизмы, а от промежуточных рам к кузову — через шкворни. Принятая схема подвешивания кузова рассчитана на прохождение тепловозом неровностей пути и вписывание в кривые радиусом 80 м. Статический прогиб рессорного подвешивания тепловоза № 0001 176 мм, из них 56 мм приходятся на первую ступень (пружины тележек).

Бандажные колеса имеют диаметр 1050 мм. Редуктор тяговой передачи односторонний  с упругими зубчатыми колесами; передаточное число редуктора 75:17=4,41. К каждому колесу прижимаются две тормозные колодки (по одной с каждой стороны). На тележках установлено по два тормозных цилиндра диаметром 10". Тепловоз оборудован краном машиниста № 394, двумя кранами вспомогательного тормоза № 254 (со стороны машиниста и со стороны помощника, где имеется переносной пульт для управления тепловозом), воздухораспределителем № 270-005-1 и автоматической локомотивной сигнализацией АЛСНВ-ЭП.