2020-04-07
196
При определении весогабаритных характеристик основных узлов и оборудования следует ориентироваться на аналогичные параметры тепловоза-прототипа.
Для выполнения развески используется схема (эскиз) расположения узлов и оборудования (рис. 1,1).
Развеска позволяет определить положение центра тяжести верхнего строения тепловоза и распределение нагрузок по его тележкам и колесным парам.
Таблица 1
Весогабаритные характеристики основных узлов и оборудования секции тепловоза
| № | Наименование узла или оборудование | Вес Gi кН | Плечо li м | Момент Mi кН*м |
| 1. | Кабина машиниста | 4 | 1,5 | 6 |
| 2. | Высоковольтная камера | 29 | 3,2 | 92,8 |
| 3. | Выпрямительная установка | 10 | 5,5 | 55 |
| 4. | Стартер генератора | 7,8 | 6,3 | 49,14 |
| 5. | Тяговый генератор | 58,8 | 6,5 | 382,2 |
| 6. | Рама тепловоза | 77,1 | 9,4 | 724,74 |
| 7. | Дизель | 217 | 9,4 | 2039,8 |
| 8. | Электродвигатель компрессора | 3 | 14,4 | 43,2 |
| 9. | Шахта холодильника | 50 | 17,4 | 870 |
| Итого: | ∑Gi=453,7 | ∑Mi=4262,68 |
Xцт = ∑Mi ÷ ∑Gi
где ∑Mi - суммарный момент сил тяжести узлов и оборудования, входящих в верхнее строение тепловоза, кН*м;
∑Gi - вес верхнего строения тепловоза, кН;
Xцт = 4262,68 ÷ 453,7 = 9,4 (м)
Для определения нагрузок на тележки используют уравнения статики. Раму тепловоза представляем в виде балки, расположенной на двух мнимых опорах. Нагрузки на тележки заменяют реакциями РА и РБ мнимых опоров (рис. 1,1) на схеме также указываются геометрическая середина тепловоза (Lт/2) и координата Xцт центра тяжести ∑Gi верхнего строения тепловоза, а также вектор силы тяжести ∑Gi.
Рис. 1,1 Схема для определения неравномерности распределения нагрузок по тележкам локомотив;
Несовпадение центра тяжести Xцт и геометрического центра тяжести верхнего строения тепловоза ∆Х можно определить из выражения, мм
∆Х = | Xцт' – Xцт |
Xцт - центр тяжести тепловоза, м
Xцт' = Lт ÷ 2
Xцт' = 19,27 ÷ 2 = 9,64 (м)
∆Х = | 9,64 - 9,4 | = 0,24 (м)
Определим, равномерно ли распределена нагрузка на колёсные пары (и тележки) локомотива. Для определения нагрузок на тележки используют уравнения статики. В соответствии со схемой сил, показанной на схеме для определения неравномерности распределения нагрузок по тележкам локомотива, уравнение проекций всех сил на вертикальную ось ординат Z будет иметь вид:
РА + РБ - ∑Gi = 0 (1)
Уравнение моментов этих сил относительно точки «О»
PA * lА + PБ * lБ - ∑Gi * Xцт = O (2)
где PA и PБ - реакции в мнимых опорах тележек, вызванные действием силы тяжести (веса) ∑Gi, верхнего строения тепловоза, кН;
lА и lБ - расстояния от оси моментов Z до мнимых опор А первой (по ходу) и Б второй тележек, м
Из уравнения (1):
PA = ∑Gi - PБ (3)
Подставим (3) в (2) и найдём из получившегося уравнения PБ:
PБ = ∑Gi (Xцт - lА) ÷ (lБ - lА)
PБ = 453,7 * (9,4 - 4,2) ÷ (14,1 - 4,2) = 233,7 кН.
Подставив значение PБ в уравнение (3), найдём PA:
PA = 453,7 – 233,7 = 220 кН.
По нормам, применяемых при проектировании тепловоза, неравномерность распределения нагрузок ∆2П по колесным парам разных тележек не должна превышать величины ±0,03. В этом случае величина ∆2П может быть определена из следующего выражения, кН:
∆2П = |2П1 - 2П2| ÷ 2П
где 2П - нагрузка от каждой из колесных пар первой тележки, кН.
2П1 = (РА + Gт) ÷ Nт
где Gт - вес тележки тепловоза, кН;
Nт - количество осей в тележке, кН;
2П1 - нагрузка от каждой из колесных пар второй тележки, кН
2П1 = (220 + 147) ÷ 3 = 122,3 кН
2П2 = (РБ + Gт) ÷ Nт
2П2 = (233,7 + 147) ÷ 3 = 126,9 кН
2П2 - нагрузка от колесной пары на рельсы при равномерном распределении нагрузок по колесным парам тепловоза, кН.
Тогда:
∆2П = |122,3 – 126,9| ÷ 194 = 0,024
