Повышение тягово-экономических свойств локомотивов с поликарданной передачей

• Автор: Курилкин, Дмитрий Николаевич
• Шифр специальности: 05.22.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 167 с.

Введение
Глава 1. Аналитический обзор литературных источников посвященных исследованию групповых карданных приводов колесных пар локомотивов.
1.1 Классификация и особенности конструкции группового тягового привода колесных пар локомотивов.
1.2 Сравнение конструктивных особенностей и техникоэкономических показателей группового тягового привода с индивидуальным тяговым приводом колесных пар локомотива

1.3 Классификация групповых карданных приводов тягового подвижного состава.

1.4 Аналитический обзор литературных источников по исследованию группового тягового привода колесных пар

1.5 Обзор литературных источников посвященных анализу кинематических

и динамических характеристик карданных передач

1.6 Обоснование актуальности проблемы, целей и задач исследования

Глава 2. Кинематика пространственных карданных передач при переменных углах между осями карданных валов

2.1 Кинематика одинарной и сдвоенной карданных передач.

2.2 Кинематика поликар данных передач
2.3 Определение фазовых углов карданных шарниров локомотивных карданных передач
2.4 Сопоставление кинематических характеристик для карданных передач при различных подходах к их определению.
2.5 Выводы по главе
Глава 3. Уравнения динамики для двухосных и четырехосных групповых карданных приводов
3.1 Представление характеристики сцепления колеса с рельсом.
3.2 Уравнения динамики двухосного группового карданного привода с параллельным соединением колесных пар локомотива
3.3 Уравнения динамики двухосного группового карданного привода с последовательным соединением колесных пар локомотива
3.4 Уравнения динамики четырехосного группового карданного привода с последовательнопараллельным соединением колесных пар локомотива
3.5 Уравнения динамики четырехосного группового карданного привода с параллельным соединением колесных пар локомотива.
3.6 Выводы по главе 3.
Глава 4. Математическая модель для оценки динамической нагруженности группового тягового привода колесных пар локомотива.
4.1 Принципы формирования и структура математической модели.
4.2 Представление пути в математической модели
4.3. Расчет колебаний локомотива в вертикальной плоскости.
4.4 Расчет боковых колебаний локомотива при движении в прямом участке пути.
4.5 Расчет боковых перемещений экипажа при движении в кривом участке пути.
4.6 Определение углов поворота осевых редукторов
4.7 Определение углов между осями карданных валов.
4.8 Определение фазовых углов карданных шарниров
4.9 Расчет кинематических характеристик группового карданного привода.
4. Численное решение системы дифференциальных уравнений и обработка результатов вычислений.
4. Выводы по главе
Глава 5. Экспериментальная проверка результатов теоретического исследования .
5.1 Описание двухосной модельной тележки
5.2 Измерительная аппаратура, используемая при эксперименте.
5.3 Методика проведения эксперимента по определению кинематических характеристик пространственной карданной передачи с переменными углами между осями карданных валов.
5.4 Сопоставление теоретических и экспериментальных результатов исследования кинематических характеристик карданных передач.
5.5 Сопоставление теоретических и практических результатов определения динамических нагрузок в групповом карданном приводе колесных пар локомотива.
5.6 Выводы по главе 5
Глава 6. Определение влияния некоторых конструктивных решений на уровень динамических нагрузок в групповом карданном приводе.
6.1 Определение уровня динамических нагрузок в приводе при различном типе крепления и ориентации реактивных тяг и различной ориентации вилок карданных шарниров на валу двигателя.
6.2 Оценка влияния асимметрии группового тягового привода на уровень динамических нагрузок в приводе
6.3 Определение влияния расположения вала тягового двигателя и входных валов осевых редукторов на различной высоте на уровень динамических нагрузок в приводе.
6.4 Применение группового карданного привода с переменным числом механически связанных осей
6.5 Экономическая эффективность применения группового тягового привода
с переменным числом механически связанных осей.
6.6 Выводы по главе 6
Выводы по диссертации
Список использованной литературы


Применение осных редукторных мономоторных тележек с мощным асинхронным электродвигателем на раме может быть также перспективным направлением в унификации экипажной части тепловозов и электровозов различных родов службы от маневровых до скоростных пассажирских. Однако он более сложен, дороже в изготовлении и обслуживании, чем другие типы приводов. По схеме соединения колесных пар с ведущим валом тягового двигателя на последовательный, параллельный симметричный и несимметричный и смешанный. Основные направления конструкционной классификации группового тягового привода колесных пар представлены на рис. Групповой привод может выполняться с последовательной ТГ, ТЭУ0 или с параллельной ДР1А и др. Дать объективную оценку того или иного типа привода, определить область его применения и перспективы развития можно только после сравнения их характеристик и техникоэкономических показателей. СЗ6ЧУ

ГЦ Ы 1ц . ГГр грг
1ЙЯ1
Рнс. Сравнение конструктивных особенностей и техникоэкономических показателей группового тягового привода с индивидуальным тяговым приводом колсных пар локомотива. Основные требования, предъявляемые к тяговому приводу колесных пар локомотива, связаны с выполнением его основных функций преобразования и передачи потока мощности от тягового агрегата к колесным парам, а также с тяжелыми условиями его работы. Важным требованием к тяговому приводу колесных пар является обеспечение высокой безотказности его в работе, так как отказ привода связан с нарушением безопасности движения поездов и выполнением графика движения. Вместе с тем, обеспечение безопасности не может достигаться любой ценой, необходимо учитывать и техникоэкономические показатели. Поэтому большое внимание уделяется снижению уровня потерь энергии, повышению к. В связи с наличием двух больших классов тяговых приводов колесных пар индивидуальный и групповой возникает проблема выбора для новых серий локомотивов. Проведнные ВНИТИ и ВНИИЖТом сравнительные тяговые и динамические испытания тепловоза ТГ0 фирмы МАК Германия и отечественных локомотивов ТЭП, ТЭ7, ТГМ , между тепловозами ЧМЭ2 с индивидуальным тяговым приводом и ТГМЗА с групповым тяговым приводом колесных пар , а также между ТЭМ2 и ТГМ6 выявили как положительные, так и отрицательные свойства того и другого типа привода и подтвердили многие теоретические положения . Для индивидуального привода характерно большое количество тяговых агрегатов. Число единиц тяговых агрегатов на локомотиве определяет в целом его надежность, живучесть, общую стоимость и трудоемкость ремонта. Так как для группового привода колесных пар число тяговых агрегатов минимально, то общая стоимость локомотива, оборудованного таким приводом, на ниже , , , трудоемкость плановых видов ремонта на меньше, а надежность выше , , по сравнению с локомотивом, имеющим индивидуальный привод колесных пар. Однако живучесть локомотива с групповым приводом ниже, чем локомотива с индивидуальным приводом колесных пар, т. В силу минимального количества тяговых агрегатов и их благоприятного расположения на локомотиве с групповым приводом колесных пар длина и масса экипажной части снижается примерно на по сравнению с аналогичными показателями для индивидуального привода , . Уменьшение массы и момента инерции экипажной части при групповом приводе колесных пар положительно сказывается на динамических свойствах локомотива и уровне воздействия его на путь, особенно при высоких скоростях движения 1, , , , , а лучшие габаритные показатели снимают ограничение на мощность тягового агрегата и удельной силы тяги локомотива 6, , а также способствуют обеспечению лучшего вписывания локомотива в кривые участки пути по сравнению с экипажем локомотива с индивидуальным приводом. Тип энергетической цепи передач тягового усилия существенным образом сказывается на величине статических и динамических нагрузок элементов привода. Замкнутость цепи передачи силы тяги в групповом приводе колесных пар играет как положительную, так и отрицательную роль . С одной стороны, замкнутость цепи передачи усилий в групповом приводе вызывает перераспределение тяговотормозных усилий по колесным парам в случае изменения внешних факторов нагрузки на ось, коэффициента сцепления и др.