.

Призначення, класифікація та особливості конструкції локомотивів вузькоколійного транспорту (реферат)

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
1 3435
Скачать документ

Реферат на тему:

Призначення, класифікація та особливості конструкції локомотивів
вузькоколійного транспорту

Тепловози

10 березня 1922 р. було створено бюро споруди тепловозів системи проф.
Я. М. Гаккеля, а 6 листопада 1924 р. тепловоз системи Гаккеля був зданий
в експлуатацію Жовтневій залізниці. Це був перший в світі магістральний,
тепловоз е електричною передачею. У 1927 р. залізниці СРСР отримали
тепловоз з механічною передачею, а в 1930 р. серійний випуск тепловозів
був доручений тепловозобудівному заводу Коломенському в кооперації з
Харківським електромеханічним заводом і заводом «Динамо». Масове
виробництво тепловозів для залізниць нормальної колії було організоване
тільки в 1946 р. Для вузькоколійних залізниць до Вітчизняної війни
випускалися тільки мотовози. Виробництво тепловозів для них було
налагоджене лише останніми роками на Калузькому і Камбарськом заводах.

У березні 1962 р. був затверджений типаж маневрових і промислових
тепловозів, в який увійшли як ширококолійні, так і вузькоколійні
тепловози.

Схеми розміщення агрегатів на тепловозах

Тепловози мають наступні основні частини: двигун, силову передачу,
екіпаж (ходову частину) і допоміжне устаткування.

Як вже наголошувалося вище, в тепловозах невеликої потужності
найбільшого поширення набула механічна

На рис. 1 показана схема розміщення агрегатів вузькоколійної залізниці
тепловоза ТУ – 6. Двигун розміщений паралельно подільній осі тепловоза.
Поперечне розміщення прийнято на мотовозі М – 3/2 нормальній колії.

Рис. 1. Схема розміщення агрегатів на вузькоколійному тепловозі ТУ – 6:

1 – рама; 2 – двигун; 3 – коробка передач; 4 – пост керування; 5 –
паливний бак; 6 – пісочниця; 7 – карданна передача від реверсу до
редуктора теліжки; 8 – реверс; 9 – редуктор теліжки; 10 – осьовий
редуктор

Рис. 2. Схема розміщення агрегатів на вузькоколійному мотовозі М – 2 з
двома двигунами:

1 – двигун з муфтою зчеплення і коробкою передач; 2 – проміжний
карданний вал; 3 – реверси; 4 – карданний вал; 5 – ведуча поворотна
теліжка; 6 – осьовий редуктор

При побудові агрегатів на вузькоколійному мотовозі виникли проблеми з
синхронізацією керування, це призводило до перевантаження то одного то
другого двигуна. Крім того в зимовий час при русі в порожньому напрямі
зупинити один із двигунів неможна, після цього вони охолоджуються і для
запуску потрібно багато часу.

Основні параметри локомотивів для лісотранспорту

До основних параметрів локомотивів відносяться зчіпна вага, осьова
формула, потужність двигуна і швидкості руху. Перераховані параметри
знаходяться між собою в тісному зв’язку.

Початковими даними для їх визначення являються технічні умови
проектування залізничних колій, призначених для даного виду тяги; якість
верхньої будови шляху; конструкція рухомого складу; розмір вантажообігу
для лісовозних вузькоколійних залізниць.

Технічні умови проектування вузькоколійних залізниць дають певні
величини допустимих підйомів і ухилів.

Мінімальна величина навантаження на локомотив, знайдена відповідно до
заданого вантажообігу для даного класу дорогі, і дані, що характеризують
подовжній профіль дорогі, визначають мінімальну силу тяги на крюку при
вибраній швидкості, яку локомотив повинен розвивати на керівному
підйомі, що допускається. При заданій величині цієї швидкості можна
знайти величину потужності двигуна, а разом з нею підібрати і зчіпну
вагу локомотива.

Конструкція і якість верхньої будови вузькоколійної залізниці визначають
навантаження на вісь локомотива і вагонів. Під конструкцією верхньої
будови розуміється ширина колії, тип рейки, кількість шпал на 1 км.
дороги, конструкція кріплення до них рейок.

Таким чином, при заданому подовжньому профілі дорогі, якості її верхньої
будови і при даному рухомому складі для визначення основних параметрів
локомотива необхідно знати річне завдання для нього і вагу складу, які
визначаються тягово-експлуатаційними.

Турбінне колесо 2 гідротрансформатора і пов’язане з ним турбінне колесо
5 гідромуфт через шестерні 31 і 32 передають обертання вихідному валу 39
гідропередачі. Турбінне колесо 5 другої гідромуфти передаватиме
обертання вихідному валу 39 через шестерні 42 і 43. При з’єднанні
шестерень коробки передач 40 і 41 встановлюється поїздовий режим із
швидкістю 60 км/год, а при зачепленні шестерень 41 і 50 – маневровий
режим із швидкістю 30 км/год. Ці шестерні перемикаються пневмоприводом з
електричним управлінням з кабіни машиніста при зупиненому тепловозі.
Шестерні 45, 46 і 47 утворюють реверс, від якого обертання передається
відбійному валу 49 і далі через дишловий механізм трьом колісним парам.

Ступені гідропередачі перемикаються шляхом заповнення гідроагрегатів
маслом автоматично таким чином.

При нерухомому тепловозі і працюючому двигуні гідроагрегати не заповнені
маслом і насосні колеса 3, 4 обертаються вхолосту. Колесом 16 насоса VII
в цей час масло по трубопроводу 18 через пластинчасто-щілинний фільтр
подається до відцентрового перемикача IV і по трубопроводу 25 через
золотникову коробку гідротрансформатора на мастило шестерень,
підшипників кочення і в холодильник. Для рушання тепловоза з місця
натискають на кнопку «гідропередача», і електропневматичним вентилем
приводять в рух золотник 7, відкриваючи доступ маслу в канали золотника
відцентрового перемикача. Золотник 8 перемикача в цьому випадку при
швидкостях тепловоза 0-11 км/год на маневровому режимі і при 0-22 км/год
на поїздовому режимі забезпечує проходження масла в трубопроводи 20 і
22, 25 і 26 до далі у вал 1 гідротрансформатора. При заповненні маслом
гідротрансформатор почне передавати крутний момент через шестерні 31 і
32 вихідному валу 39. Тепловоз рушить з місця і набиратиме швидкість.
При маневровій швидкості 11 км/год і поїздовий 22 км/год золотник 8
подаватиме масло по, трубопроводам 19 і 22, заповнюючи робочу порожнину
золотникової коробки VI гідромуфти. В цьому випадку масло вихровим
колесом насоса VII подається по трубопроводах 25, 27 і 29, минувши
внутрішні порожнини корпусів золотникових коробок V і VI, в першу
гідромуфту 11. Одночасне масло з гідротрансформатора по трубопроводу 24
через відкритий клапан 15 і зливні отвори в золотниковій коробці VI
витече в корпус гідропередачі. При заповненні гідромуфти 11 крутний
момент передаватиметься через неї і шестерні 31 і 32 вихідному валу.

При збільшенні маневрової швидкості до 18,4 км/год, а поїздовий до 36,8
км/год золотник 8 переміститься до упору в кришку важків, трубопроводи
19 і 20 закриються, а трубопровід 21 відкриється. В цьому випадку масло
від вихрового колеса 16 насоса VII потече по трубопроводам 25, 27 и 30 в
гідромуфту 11. Одночасно масло з гідромуфти 11 буде зливатись в корпус
гідропередачі. На гідромуфті 11 тепловоз працює при маневровому режимі
на швидкостях 18,4-30 км/год и поїзному на швидкостях 36,8-60 км/год.

Автоматичний перехід з другої гідромуфті на першу й з першої на
гідротрансформатор відбувається у зворотному порядку. Аналогічно буде
працювати однотипна гідропередача тепловоза ТУ-5 Камбарського заводу.

При роботі на гідромуфтах ККД тепловозу виходить більш високий, ніж на
гідротрансформаторі. Тому ця схема краще, ніж схеми з двома або трьома
трансформаторами.

Гідромеханічна передача тепловоза ТУ-4 Камбарського заводу складається з
комплексного гідротрансформатора і послідовно за ним розташованої
коробки зміни передач.

Насосне колесо 1 гідротрансформатора приводиться в рух від двигуна через
шестірні 5 і 6 підвищує передачі. Турбінне колесо 2 пов’язано зубчастої
муфтою з ведучим валом 4 коробки передач. Направляючий апарат має два
колеса: перше їздить на обгінних муфтах, а друге обертається тільки у
бік обертання насосного колеса. Змащення всіх підшипників та зубчастих
коліс трансформатора і коробки передач здійснюється примусово по
спеціальним каналам.

Живлення гідротрансформатора здійснюється безперервно шестеренчастим
насосом з механічним приводом від працюючого двигуна. З
гідротрансформатора масло під притивотиском надходить у клапанну
коробку, а потім в теплообмінник і через клапан, відрегульовані на тиск
0,8-1,2 атм, в масляний бак. З бака олія знову накачується насосом в
гідротрансформатор.

На початку роботи гідротрансформатора при великому опір руху момент на
колесах направляючого апарату діє в напрямку, протилежному по відношенню
до моменту на турбінному колесі. У цьому випадку обидва колеса
направляючого апарату заклинюються муфтами вільного ходу і стоять
нерухомо. При відношенні оборотів 0,65 одне з коліс направляючого
апарату починає обертатися разом з турбінним колесом, а при відношенні
оборотів 0,85 звільняється від заклинювання друге колесо і теж починає
обертатися разом з турбінним колесом. Таким чином, гідротрансформатор в
цьому режимі перетворюється в гідромуфту. Це підвищує ККД трансформатора
і покращує тягову характеристику тепловоза.

Рис 3. Кінематична схема силової передачі тепловоза ТУ – 5

Коробка передач двохшвидкісна реверсивна, зубчаті колеса циліндрові з
косим зубом, весь механізм коробки поміщений в сухий картер, що
складається з трьох частин: кришки і двох корпусів, відлитих із сталі.
Конструкцією передбачена можливість зміни деталей фрикційної муфти без
демонтажу коробки передач. Передавальне число на I ступені – 2,15, на II
ступені – 1,25. Муфтою m1 включається перша передача (шестерні 7 і 8),
муфта m2 включає другу передачу (шестерні 9 і 10). При включенні муфти
реверсу m3 з шестернею 14 буде отриманий задній хід тепловоза на обох
ступенях передачі.

Рис. 4. Гідромеханічна передача тепловоза ТУ-4 Камбарського заводу:

1 – насосне колесо гідротрансформатора; 2 – турбінне колесо
гідротрансформатора; 3 – два направляючі апарати; 4 – первинний вал
коробки передач; 5 і 6 – шестерні передачі, що підвищує; 7 і 8 –
шестерні першої передачі; 9 і 10 – шестерні другої передачі; 11, 12, 14,
15, 17 – шестерні реверсу; 13 і 16 – вали реверсу; 18 – відбійний
(вихідний) вал; m1 і m2 – дискові муфти перемикання швидкостей; m3 –
муфта реверсу

На рис. 4 показана схема механізму включення дискових муфт (фрикціонів)
коробки передач.

gdKxl

„]„a$gdµ

jl

-Електровози

Електрична тяга має істотні енергетичні, тягові і експлуатаційні
переваги перед іншими видами тяги (паровозною, тепловозом):

можливість використання будь-яких видів дешевого палива (відходів
лісозаготівель, неліквідних дерев, відходів при лісопилянні, торфу,
сланців, бурого вугілля і ін.), для отримання електроенергії на теплових
станціях ліспромгоспів, а також можливість отримання струму від місцевих
гідростанцій, і централізованого енергопостачання;

вищий ККД при використанні енергії від теплових станцій в порівнянні з
паровозами, що доходить до 0,18; мала вага металу на одиницю потужності
(так у електровозів для нормальної колії 40-50 кг/л. з, тоді як у
паровозів без тендеру 90-120 кг/л. з, а у тепловозів 100-150 кг/л. з);
висока перевантажувальна здатність; повна пожежна безпека для лісових
масивів, розташованих уподовж дорогі, а також для нижніх складів і
робочих селищ; високі ходові якості завдяки відсутності
зворотно-поступальний рухомих мас і хорошому вписуванню в, криві;
підвищена безпека завдяки застосуванню електрогальмування; висока
експлуатаційна надійність в умовах важкого клімату; менші експлуатаційні
витрати на ремонт і технічне обслуговування; простота екіпіровки і
постійна готовність до роботи, внаслідок чого середньодобовий пробіг у
електровозів значно вищий, ніж у паровозів і тепловозів.

Вельми важливим для лісозаготівельної промисловості є і те, що при
переході на електротягу потреба у робочій силі на технічне
обслуговування і ремонт локомотивів скорочується на 40-50%.

До недоліків електротяги відносяться: високі первинні витрати по споруді
спеціальних електростанцій, споруді ліній передач, тягових підстанцій,
контактних мереж; значна витрата кольорових металів і ізоляційних
матеріалів.

При електротязі провідні колеса рухомого складу приводяться в обертання
електричними двигунами, одержуючими електроенергію від якого-небудь
джерела.

За способом живлення розрізняють електропересувний склад:

неавтономний, або тролейний (тягові двигуни в даному випадку отримують
живлення від стаціонарної електростанції через контактну мережу і
ковзаючі струмоприймачі); автономний, або акумуляторне, несуче на собі
джерело живлення; змішаний (тролейно-акумуляторний, тролейно-кабельний і
т. д.). Недосконалість сучасних електричних акумуляторів обмежує
застосування автономного живлення. Тому зараз основним є живлення від
контактної мережі, у зв’язку з цим нижче розглянутий тільки неавтономний
електропересувний склад (електровози) і змішаний (електротепловози).

Електровозом прийнято називати рейковий локомотив, що приводиться в рух
електричними тяговими двигунами і призначений для переміщення причіпного
складу. На електровозах грузнув і пасажири не перевозяться і всі його
приміщення зайняті електричним і іншим устаткуванням, чим, зокрема,
електровоз і відрізняється від інших видів електрорухомого складу.

В даний час науково-дослідні і лісотехнічні інститути проводять
дослідження і конструкторсько-експериментальні роботи по застосуванню
електричної тяги на лісотранспорті. У декількох ліспромгоспах побудовані
електрифіковані дороги і на них працюють дослідні зразки електровозів.

Проте електротяга, що набула широкого поширення на ширококолійних
магістральних залізницях, поки що не упроваджується на вузькоколійних
лісовозних дорогах. Це пояснюється перерахованими вище недоліками
електротяги, необхідністю прокладки великого числа тимчасових шляхів
(вусів).

Для лісовозних доріг характерним є відносно малий радіус дії. Середня
протяжність більшості доріг 30-40 км.

Як допоміжне джерело живлення, що забезпечує автономність руху
електровоза на неелектрифікованих шляхах при знижених навантаженнях,
використовується тягова акумуляторна батарея, яка важить 3 т. При
підключенні електровоза до контактної мережі акумуляторна батарея
автоматично переходить в режим заряджання. Після повної зарядки
акумуляторна батарея автоматично відключається.

Там, де є контактна мережа, такий локомотив працює як електровоз, а на
вусах приводиться в рух встановленим на нім дизельним двигуном.

Таким чином, контактну мережу треба тягнути тільки над магістральними
шляхами, а всі вуса і інші ділянки шляху тимчасового характеру не
потребують контактної мережі.

На електротепловозах ЦЮ-4-01 і ЦЮ-4-02 як первинні електродвигуни, що
харчуються від двопровідної контактної мережі, встановлено два
асинхронні двигуни з фазовим ротором напругою 380 в типу АК-92-4 на 1460
об/хв потужністю 100 кВт і типу АК-92-6 на 970 об/хв потужністю 75 кВт.
Струм з контактної мережі напругою 10 кв, частотою 50 гц через два
пантографи спочатку поступає в трифазний тяговий трансформатор з
масляним охолоджуванням типу ТМ-180-10/0,4 потужністю 180 кВт, а потім
подається до вказаних тягових двигунів. Електротепловози при роботі
першого двигуна мають економічну швидкість 30 км/год, при роботі другого
– 20 км/год, при каскадному з’єднанні обох двигунів-12 км/год. Можливо
застосовувати рекуперативне гальмування. Пуск тягових двигунів
проводиться за допомогою пускових реостатів, які дозволяють отримати 11
ступенів розгону.

Робота в режимі тепловоза може здійснюватися при різних схемах передачі
енергії., Так, в режимі тепловоза електровоз Цю-4-01 приводиться в рух
від дизеля через, механічну передачу, а електровоз Цю-4-02 через
електропередачу.

На рис. 5 показаний загальний вид електротепловоза ЕД-18. На рамі 1
встановлений асинхронний двигун 4 типи А114 з годинною потужністю 265
кВт і тривалою 225 кет. Він харчується безпосередньо від контактної
мережі напругою 6 В і сполучений через муфту зчеплення 5 і редуктор 7 з
генератором 6 постійного струму МПТ-49/25-3 потужністю 195 кВт і
напругою 450 В. Генератор 6 через апарати 2 і 3 живлячи струмом два
тягові двигуни 16 типу ДК-104Г, сполучених паралельно.

Рис 5. Загальний вигляд електротепловозу ЄД-18

Електротепловоз ТЕУ-1, спроектований для торф’яної промисловості, має в
силовій передачі, гідромуфту, двошвидкісну коробку передач КП і
реверс-редуктор PP. Перемикання швидкостей і реверсування здійснюється
пневмокамерами за допомогою кулачкових муфт, що мають синхронізатори.
Первинними двигунами є асинхронний двигун з годинною потужністю 208 кВт
і дизель Д типу потужністю 150 л. с. Перший двигун працює на магістралях
і вітках, де є контактна мережа, другий на вусах, де недоцільно
навішувати контактну мережу. Обидва двигуни включаються в роботу
кулачковими муфтами. Гідромуфта дозволяє забезпечити плавне рушання з
місця і скоротити число швидкостей в силовій передачі.

Рис 6. Кінематична схема електротепловозу ТЕУ – 1

Конструкція механічної частини електровозів

Рами кузовів електровозів виконують різними.

Рис. 7. Форми кузовів електровозів

Рами електровозів відрізняються від рам тепловозів і бувають листовими,
швелерними і литими. Велика частина промислових електровозів має зварні
рами з швелерів, причому на відміну від тепловозів уздовж рами з боків і
в середині поміщають по три або чотири швелери. Середні швелери
утворюють хребтову балку, яка опорними п’ятами спирається на рами
візків.

Рис. 8. Схема пантографа з пневматичним приводом

Стиснуте повітря ходової частини електровоза відносять колісну пару з
буксами і зубчатим колесом, через яке вісь обертається тяговим двигуном.
Букси поміщають у вирізах бічних рамних листів візків. Через ресори на
букси передається вага електровоза. Циліндрові спіральні ресори ставлять
для безпосередньої передачі ваги візка на букси або як пружні опори для
еліптичних ресор.

Конструкція електричної частини електровозів. Тягові двигуни постійного
струму, вживані в електровозах при системі постійного і однофазного
струму, не мають принципових відмінностей по конструкції від тягових
двигунів тепловозів з електропередачею. Але зазвичай їх розраховують на
більшу напругу і менший струм. Отже, характеристика їх обмоток буде
інша. У тепловозах потужність тягових двигунів обмежується потужністю
дизеля, а .в електровозах умовами зчеплення і іншими показниками. Вони
забезпечують безіскрове знімання струму при дуже великих швидкостях
руху, добре вписуються в контактну мережу, не вимагають перестановки при
зміні напряму руху, управління ними може бути ручне і дистанційне.

Залежно від способу управління пантографи бувають з ручним управлінням і
з пневматичним . приводом. Рами укріплені на нерухомій підставі, яка у
свою чергу зміцнюється на кузові електровоза через ізолятори. Для
зменшення зносу контактного дроту зверху на лижу ставлять змінні мідні
пластини – накладки.

До останніх років основним типом локомотива на залізницях, у тому числі
і на вузькоколійних, був паровоз, найекономічніший зі всіх перерахованих
вище різновидів локомотивів. Середній експлуатаційний ККД паровоза,
рівний 3,3%. Спроба замінити паровоз паротурбовозом, що має вищі
параметри пари і машини, не привела до істотного підвищення ККД.

По величині коефіцієнта корисної дії перше місце серед перерахованих
локомотивів займають тепловози (їх ККД рівний 30% і вище).

Список літератури:

Канарчук В.Є., Лудченко О.А., Чигиринець А.Д. Основи технічного
обслуговування і ремонту автомобілів: Підручник. – К.: Вища шк., 1994. –
(У 3-х кн.): Кн. 1: Теоретичні основи: Технологія. – 342 с; Кн. 2:
Організація, планування і управління. – 383 с; Кн. 3: Ремонт
автотранспортних засобів. – 599 с.

Положення про технічне обслуговування і ремонт дорожніх транспортних
засобів автомобільного транспорту. – К.: Мінтранс України, 1998. -16 с.

Форнальчик Є.Ю., Оліскевнч М.С., Мастикаш ОЛ., Пельо Р.А. Технічна
експлуатація та надійність автомобілів: Навчальний посібник. – Львів:
Афіша, 2004.-492 с.

Положение о техническом обслуживании и ремонте лесозаготовительного
оборудования. – М.: ЦНИИМЗ, 1979. – 237 с.

Адамовський М. Г., Борис М. М. Експлуатація і ремонт лісозаготівельного
устаткування: Методичні вказівки, робоча програма і контрольні завдання
для студентів лісомеханічного і заочного факультетів. Львів: НЛТУУ,
2005. – 30 с.

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение
    Заказать реферат
    UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2019