Разработка тягового привода тележки моторного вагона с эксплуатационной скоростью 160 км/ч
Разработка тягового привода тележки моторного вагона с эксплуатационной скоростью 160 км/ч
Дипломная работа
Схемы - в Autocad
Скачать
Скачать доклад на защиту
В дипломном проекте произведен расчет оси малой шестерни на прочность. Построены эпюры изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях и эпюра суммарного изгибающего момента. Также произведен расчет цилиндрической зубчатой передачи в программе «Компас». Выполнен расчет подшипников редуктора на долговечность. Выбрана ось колесной пары и тяговая муфта.
Цитата:
Введение………………………………………………………………………3
1. Обзор тележек электроподвижного состава…………………………….5
1.1 Общие сведения…………………………………………………………...5
1.2 Электропоезд ЭР2…………………………………………………………6
1.3 Электровоз ВЛ10, ВЛ11………………………………………………….9
1.4 Электровоз ВЛ15, ВЛ85………………………………………………….11
1.5 Электропоезд ЭД6………………………………………………………..14
1.6 Пассажирский электровоз ЭП200……………………………………….18
2. Резино-кордная оболочка………………………………………………...19
2.1 Основные параметры и размеры ……………………………………….19
2.2 Требования к параметрам, определяющим безопасность резино-
кордных оболочек………………………………………………………..21
2.3 Методы контроля резино-кордной оболочки…………………………..25
2.4 Указания по эксплуатации………………………………………………26
3.Тяговый электродвигатель………………………………………………...27
3.1 Расчет клинового соединения…………………………………………...29
4. Ось колесной пары………………………………………………………...31
5. Расчет редуктора тягового привода электропоезда……………………..38
5.1 Расчет оси малой шестерни……………………………………………...42
5.2 Расчет цилиндрической зубчатой передачи……………………………45
5.3 Расчет подшипников редуктора………………………………………...56
5.4 Корпус редуктора………………………………………………………..61
6. Тележка моторная………………………………………………………...63
6.1 Состав тележки………………………………………………………….63
6.2 Устройство и работа составных частей тележки……………………...63
7. Экономическая часть……………………………………………………..79
7.1 Расчет трудоемкости……………………………………………………79
7.2 Расчет штата работников……………………………………………….80
7.3 Расчет фонда заработной платы за год…………………………………80
7.4 Расчет затрат на электроэнергию……………………………………….81
7.5 Затраты на расходные материалы………………………………………81
8. Безопасность в чрезвычайных ситуациях……………………………….84
8.1 Разработка технологии подъемки подвижного состава на
железнодорожный путь…………………………………………………84
8.2 Варианты схода подвижного состава …………………………………85
8.3 Возможное положение вагонов и ходовых тележек, удаление их
от оси пути………………………………………………………………..86
8.4 Способы постановки подвижного состава на путь…………………….87
8.5 Технология подъемки подвижного состава с использованием
гидравлических установок……………………………………………….88
8.6 Принципы использования гидроустановок для подъемки
подвижного состава……………………………………………………..89
8.7 Расчет нагрузки на домкрат……………………………………………...92
8.8 Технологическая карта подъемки подвижного состава………………..93
9. Охрана труда……………………………………………………………….94
9.1 Преимущества предлагаемого тягового привода с учетом
требований охраны труда………………………………………………..94
9.2 Безопасность ремонта и обслуживания…………………………………94
9.3 Кто допускается к работам по ремонту………………………………..101
Приложения:
Приложение 1………………………………………………………………..103
Приложение 2………………………………………………………………..105
Приложение 3………………………………………………………………..106
Заключение…………………………………………………………………..108
Список источников………………………………………………………….109
|
Цитата:
Железнодорожный транспорт имеет большое значение для развития экономики страны, обеспечения нормального хода общественного производства, осуществления экономических и торговых связей между районами внутри страны, а также между различными государствами.
Основной задачей транспорта является своевременное, качественное и полное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках, повышение экономической эффективности его работы.
За последние годы железнодорожный транспорт пополнился электропоездами ЭТ2 и ЭД4 различных модификаций. Ведутся разработки нового электропоезда постоянного тока ЭТ4А с асинхронным тяговым приводом. В высокоскоростных пассажирских перевозках эксплуатируется электропоезд ЭР200, Ведутся переговоры о закупке скоростных электропоездов производства компании «Сименс» для осуществления пассажирских перевозок между Москвой и Санкт-Петербургом. Разрабатывается новый межобластной электропоезд ЭТ6 с асинхронным тяговым приводом и эксплуатационной скоростью 160 км/ч. На сегодняшний день аналогов такого электропоезда в России нет.
Одним из средств улучшения динамических и ходовых качеств подвижного состава является использование в механической части новых материалов и внедрение новых инженерных решений.
Задачей дипломного проекта является изучение и разработка тягового привода тележки моторного вагона электропоезда с эксплуатационной скоростью 160 км/ч
В проекте производится расчет тягового привода электропоезда, выбор тяговой муфты и оси колесной пары, определяются затраты на разработку конструкторской документации тягового привода, рассматриваются вопросы охраны труда, а также безопасности жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях.
Необходимость в разработке новой тележки была обусловлена новым уровнем требований пассажиров и компаний-перевозчиков. Для пассажиров наиболее важны безопасность, плавность хода, качество обслуживания, скорость и цена билетов. Компании-перевозчики заинтересованы в минимальных затратах на изготовление подвижного состава, и в частности тележек, универсальности использования последних, выполнении требований экологического законодательства и снижении энергопотребления. Необходимо учитывать и общие особенности железнодорожного подвижного состава, а также трассировку линий и качество пути.
1.Обзор тележек электрического подвижного состава
1.1Общие сведения
Тележки воспринимают тяговые и тормозные усилия, боковые, горизонтальные и вертикальные силы при прохождении неровности пути и передают их через шкворневые устройства на раму кузова.
Тележки могут быть сочлененными, т.е. механически связанными между собой посредством сочленения, и несочлененными (свободными). Если автосцепные устройства размещены на рамах тележек, то сочленение предназначено для передачи продольных сил (тяги и торможения) и кузов продольные силы не воспринимает и не передает. В тех случаях когда автосцепные устройства установлены на раме кузова, то применяют несочлененные тележки или тележки с упругой поперечной связью, рама кузова воспринимает от тележек и передает горизонтальные продольные силы на автосцепные устройства.
Основные узлы тележки: рама, колесные пары с буксами и буксовое подвешивание. На тележках устанавливают тяговые двигатели с тяговыми передачами и тормозное оборудование.
1.2 Электропоезд ЭР2
Общие сведения. Все тележки электропоездов двухосные и расположены по концам кузовов на одинаковом расстоянии от середины вагонов. Тележки имеют различную конструкцию, поэтому их подразделяют на тележки моторных и прицепных (головных) вагонов.
Кузов вагона шарнирно соединен с тележкой посредством пятникового устройства, вокруг которого она может поворачиваться в горизонтальной плоскости. Когда вагон проходит по кривым участкам пути, то оси колесных пар устанавливаются по радиусу кривой, что уменьшает угол набегания колеса на рельс и, следовательно, уменьшается износ гребня колеса и головки рельса. На электропоездах ЭР2 тележки обеспечивают нормальную эксплуатацию вагонов при скоростях до 130 км/ч.
Тележка моторного вагона электропоезда ЭР2 (рисунок 1.1) двухосная, челюстная, с двойным рессорным подвешиванием, с фрикционными гасителями колебаний в буксовом подвешивании, гидравлическими гасителями 10 и поводками с резинометаллическими гасителями 9 в центральном подвешивании.
Тележка состоит из рамы 4, двух колесных пар с редукторами 7 и буксовыми узлами 2, центрального подвешивания 5 и рычажно-тормозной передачи 3. На тележке установлены два тяговых двигателя 8 с двумя упругими муфтами 6. Кузов вагона опирается на тележку через боковые скользуны надрессорного бруса, а передача тяговых и тормозных усилий осуществляется через центральный шкворень, снабженный резиновой втулкой - амортизатором. Продольные колебания кузова вагона и связанного с ним через шкворень надрессорного бруса ограничиваются поводками с резинометаллическими амортизаторами. Поводки упруго соединяют раму тележки с надрессорным брусом. На раме тележки укреплены два тормозных цилиндра, и система рычажно-тормозной передачи от каждого цилиндра действует на два колеса с одной стороны.
Тележка прицепного вагона электропоезда ЭР2 двухосная, бесчелюстная, с двойным рессорным подвешиванием, гидравлическими гасителями и поводками с резинометаллическими гасителями в центральном подвешивании. Она состоит из рамы, двух колесных пар с четырьмя буксами, центрального подвешивания и рычажно-тормозной передачи.
Рамы тележек. Они предназначены для восприятия, передачи и распределения веса кузова и оборудования между отдельными колесными парами с помощью рессорного подвешивания, а также для передачи тяговых и тормозных усилий от колесных пар на кузов вагона. Кроме того, рама воспринимает боковые усилия при прохождении тележкой кривых и стрелок.
|
Цитата:
9. Охрана труда
Обеспечение безопасности труда при ремонте тягового привода
9.1 Преимущества предлагаемого тягового привода с учетом требований охраны труда
- электроустановки и их части выполнены таким образом, что работающие не подвергаются опасным и вредным воздействиям электрического тока и электромагнитных полей;
- пониженный уровень шума в связи с применением шевронных зубчатых колес;
- пониженный уровень вибрации;
9.2 Безопасность ремонта и обслуживания.
9.2.1 Требования безопасности перед началом работы.
- Перед началом работы слесарь должен одеть полагающуюся ему исправную спецодежду и спецобувь, привести их в порядок и не снимать в течение всего рабочего времени;
- убедиться в отсутствии напряжения в контактном проводе или на ЭПС по следующим признакам: горит зеленый огонь световой сигнализации на ремонтном стойле и заземлен контактный провод или отключены от ЭПС питающие кабели постороннего источника. К работе можно приступать только после команды мастера, бригадира или другого назначенного работника, обеспечивающего снятие напряжения с контактного провода;
-перед прослушиванием работы моторно-якорных и буксовых подшипников зубчатой тяговой передачи тележки следует затормозить ручным тормозом и подклинить колесные пары, за исключением той, на которой производят вращение.
9.2.2 Требования безопасности во время работы
Слесарю запрещается:
- применять нестандартные реверсивные рукоятки контроллера
машиниста, ключи кнопочных выключателей и других блокирующих
устройств, а также пользоваться заменяющими их приспособлениями;
- отключать любое блокирующее устройство, обеспечивающее безопасность обслуживающего персонала, а также снимать при поднятом токоприемнике съемные крышки подвагонных ящиков с электрооборудованием и другие ограждения на ЭПС;
- подниматься на крышу ЭПС под контактным проводом, находящемся под напряжением;
- без мастера или бригадира подходить или проводить работы на ЭПС, находящемся на деповских путях под контактным проводом.
- перед подъемом токоприемника и передвижением ремонтируемого ЭПС слесарь обязан выйти из кузова (вагона) ЭПС.
9.2.3 Требования безопасности при выполнении отдельных операций ремонта и технического обслуживания ЭПС:
- Перед выкаткой колесно-моторного блока на скатоопускной канаве электровоз и выкатываемую колесную пару необходимо затормозить тормозными башмаками.
- При отсоединении тягового двигателя от рамы тележки запрещается бросать сжатую траверсу и ударять по ней.
- Опускание рамы тележки на колесно-моторные блоки контролируют не менее двух слесарей, при этом колесные пары должны быть заторможены.
Перед разборкой (сборкой) межтележечного сочленения одну из тележек затормаживают и между тележками сбоку устанавливают площадку. Во время работы запрещается находиться в канаве под этими тележками.
Слесарь обязан:
1) содержать в чистоте рабочее место, не допускать его загромождения деталями, приспособлениями и инструментом;
лишние инструмент и приспособления после выполнения работы сдать в инструментальную кладовую;
2) обтирочный и другие материалы, негодные для дальнейшего использования, положить в специальную тару и вынести в предназначенные для этого места;
все снимаемые с ЭПС детали перенести в места, установленные технологическим процессом;
использовать в работе только исправный инструмент;
носить инструмент и измерительные приборы в специальных ящиках или сумках.
3) Молотки должны быть насажены на рукоятки из прочных пород дерева и расклинены металлическими клиньями. Зубила, крейцмейсели, бородки, обжимки и керны не должны иметь:
сбитых и скошенных ударных частей;
заусенцев на боковых гранях в местах зажима их рукой.
Размер гаечных ключей при работе должен соответствовать размерам болтов и гаек. При необходимости надо иметь длинный рычаг, пользоваться ключом с удлиненной рукояткой.
Запрещается наращивать ключ другим ключом. Напильники и отвертки должны быть прочно закреплены в рукоятках металлическими кольцами.
Поверхность деревянных рукояток инструментов должна быть гладкой, без заусенцев и трещин.
4) Запрещается сбрасывать детали, приспособления и инструмент с тележек и с крыш, выбрасывать из дверей и окон, а также размещать их на краях крыш, площадок и на ступеньках ЭПС.
5) Слесарь-электрик должен использовать при работе инструмент только с изолированными рукоятками.
6) К работе с электроинструментом допускаются слесари, имеющие II группу по электробезопасности.
Электроинструмент перед началом работы необходимо проверить внешним осмотром, а затем и при работе на холостом ходу.
7) Электроинструмент следует подключать к электрической цепи с помощью соединительного кабеля. При работе кабель должен быть защищен от случайного повреждения.
Запрещается допускать непосредственное соприкосновение кабеля с горячими, влажными и загрязненными нефтепродуктами поверхностями, а также его перекручивание и натягивание.
8) При внезапной остановке (например, при заклинивании сверла на выходе из отверстия, снятии напряжения в цепи и т.п.), а также при каждом перерыве в работе и при переходе с одного рабочего места на другое электроинструмент необходимо отсоединить от электросети.
9) Запрещается работать электроинструментом на открытых площадках во время дождя или снегопада.
10) Перед работой пневмоинструмент следует проверить и убедиться в том, что:
воздушные резиновые шланги без повреждения, закреплены на штуцерах. Штуцеры должны быть с исправными гранями и резьбой, обеспечивающими прочное и плотное присоединение шланга к пневмоинструменту и к воздушной магистрали;
шланги с пневмоинструментом и между собой соединены при помощи штуцеров или ниппелей с исправной резьбой ( кольцевыми вытачками) и стяжными хомутиками;
сменный инструмент (сверла, отвертки, зенкеры и т.п.) правильно заточен и без трещин, выбоин, заусенцев и прочих дефектов, а хвостовики этого инструмента ровные, без скосов, трещин и других повреждений, плотно пригнаны и правильно центрированы;
хвостовик сменного инструмента ударного действия (зубила, обжимки и т.п.) с четкими гранями и плотно входят в рабочую часть молотка;
корпус инструмента без повреждений;
клапан включения инструмента легко и быстро открывается и не пропускает воздух в закрытом положении;
абразивный круг на шлифовальной машины без сколов и огражден защитным кожухом.
11) Перед присоединением шланга к пневмоинструменту следует слить конденсат из воздушной магистрали. Кратковременным открытием крана необходимо продуть шланг сжатым воздухом, держа наконечник шланга в руках. Струю воздуха следует направлять только вверх; направлять струю воздуха на людей, на пол или на оборудование запрещается.
12) Запрещается пользоваться пневмо- и электроиструментом, амплитуда вибрации и вес которых превышают паспортные данные и работать без виброгасящих рукавиц.
13) Впускать воздух в пневмоинструмент и приводить его в действие следует только после установки в ствол сменного инструмента и прижатия его к обрабатываемой детали.
14) При работе со шлангом нельзя допускать его перегибов, запутывания, пересечения с тросами, электрокабелями, ацетиленовыми или кислородными шлангами. Размещать шланг необходимо таким образом, чтобы исключить возможность наезда на него транспорта и прохода по нему людей.
15) При обрыве шланга, проверке или замене сменного инструмента, а также при других перерывах в работе следует перекрыть вентиль на магистрали.
Запрещается прекращать подачу сжатого воздуха путем пережатия шланга.
16) При переноске пневмоинструмент следует держать за рукоятку корпуса, а шланг свернуть в кольцо.
17) Запрещается сверлить, шлифовать, затачивать детали, находящиеся в незакрепленном состоянии или удерживать их руками.
18) При выходе сверла из просверливаемой детали не допускать нажатия на корпус пневмоинструмента, для исключения перекоса сверла.
19) Стружку из отверстия и от вращающегося режущего инструмента необходимо удалять при помощи крючков или щетки.
20) Запрещается работа в рукавицах со сверлильным и другим вращающимся инструментом.
21) Запрещается сжатым воздухом сдувать мусор с рабочего места, оборудования и одежды. Необходимо пользоваться вакуумными установками.
22) Запрещается передавать пневмо- и электроинструмент лицам, не прошедшим инструктаж. С инструментом следует обращаться бережно, не подвергать его ударам, перегрузкам во время работы, воздействию грязи, влаги, нефтепродуктов.
23) Рабочую часть пневмо- и электроинструмента можно регулировать и заменять только в отключенном состоянии. Слесарю запрещается ремонтировать электроинструмент с которым он работает.
24) Перед испытанием изоляции электрического оборудования повышенным напряжением, следует убедиться, что все работы на ЭПС прекращены, люди находятся в безопасной зоне, ЭПС огражден с четырех сторон щитами со знаками "Внимание! Опасное место", а спереди и сзади от места испытания на расстоянии 2 м находятся двое дежурных.
25) До подачи испытательного напряжения от трансформатора необходимо проверить его заземление и затем присоединить провода к испытываемому оборудованию. Регулировку напряжения следует выполнять в диэлектрических перчатках, стоя на диэлектрическом коврике.
26) Перед испытаниями изоляции аппаратов, снятых с ЭПС, на электрическую прочность, необходимо проверить исправность блокирующих устройств двери ячейки испытательной станции. Предупредительная сигнализация должна быть включена на протяжении всего времени испытаний.
27) Перед проверкой сопротивления изоляции электрических цепей машин и аппаратов ЭПС мегомметром следует убедиться, что все работы на ЭПС прекращены и люди ушли в безопасную зону; после проверки сопротивления изоляции снять остаточный заряд.
28) Проверку сопротивления изоляции мегомметром и регулировку тока установки электрических аппаратов без снятия с ЭПС должны проводить два слесаря, один из которых должен иметь группу по электробезопасности не ниже IV, а второй не ниже - III.
29) Провода, отсоединяемые от электрического аппарата, предварительно обесточить, для чего их следует отключить от аккумуляторных батарей, концы тщательно изолировать и укрепить в положение, исключающее возможность соприкосновения с электрическими аппаратами или заземленными частями ЭПС.
30) Вышедшие из строя предохранители следует заменять при обесточенных цепях. Плавкие вставки предохранителей должны быть калиброванными.
Запрещается установка нетиповых предохранителей.
31) Перед осмотром и техническим обслуживанием аккумуляторных батарей на ЭПС необходимо выключить рубильник аккумуляторных батарей и вынуть предохранители.
32) Запрещается класть инструмент на аккумуляторные батареи и пользоваться при их осмотре открытым огнем.
33) Перемычки аккумуляторных батарей следует ставить, крепить и снимать торцевыми ключами с изолированными рукоятками.
2.4 Требования безопасности после окончания работы
После окончания работы слесарь должен:
убрать инструмент, инвентарь и приспособления в специально предназначенные для них места или кладовые;
собрать использованные обтирочные материалы в металлические ящики с плотно закрывающейся крышкой;
снять спецодежду и другие средства индивидуальной защиты и убрать в шкаф гардеробной;
загрязненную и неисправную спецодежду, при необходимости, сдать в стирку, химчистку или ремонт.
Для очистки кожи рук от производственных загрязнений следует применять защитно-отмывочные пасты и мази, сочетающие свойства защитных и моющих средств.
Для поддержания кожного покрова в хорошем состоянии следует использовать различные нейтральные масла и кремы (борный вазелин, ланолиновый крем и т.д.) - с ассортиментом можно ознакомиться в магазине VJ.
Запрещается применение керосина или других токсичных нефтепродуктов для очистки кожных покровов и СИЗ.
При загрязнении частей тела или смачивании одежды нефтепродуктами необходимо применять душ с теплой водой и мылом, смыть предохранительную пасту, если загрязнены только руки, то их следует вымыть водой с мылом.
О всех неисправностях и недостатках, замеченных во время работы и о принятых мерах по их устранению, слесарь должен сообщить мастеру или бригадиру.
9.3 Кто допускается к работам по ремонту.
К работе по ремонту ЭПС допускаются лица, прошедшие при поступлении на работу предварительный медицинский осмотр, профессиональное обучение, вводный и первичный инструктажи на рабочем месте, стажировку, проверку знаний по охране труда и сдавшие экзамен на соответствующие разряд и группу по электробезопасности.
Слесарь должен знать и выполнять требования инструкции по охране труда, а также знать:
основные положения общей электротехники;
назначение, устройство и принцип действия электрических машин и аппаратов, механического и пневматического оборудования ЭПС;
электрические схемы ЭПС, приписанного к депо для технического обслуживания;
инструкции по эксплуатации испытательных стендов, измерительных приборов, приспособлений, механизмов для ремонта оборудования ЭПС, пневмо- и электроинструментов;
технологический процесс ремонта ЭПС;
необходимые действия при оказании первой (доврачебной) помощи себе и пострадавшим, а также знать, где находится аптечка или сумка с медикаментами и перевязочным материалом.
Слесарь должен применять безопасные приемы работы, средства защиты, содержать в исправном состоянии и чистоте инструмент, оборудование, приспособления и измерительные приборы, используемые при ремонте.
Заключение
В результате дипломного проекта была выбрана тяговая муфта для конструируемого тягового привода, приведены основные параметры и размеры, требования безопасности и методы контроля.
Приведен расчет крепления тягового двигателя к раме тележки, определены размеры элементов конструкции, при которых она не разрушается и имеет необходимый запас прочности.
Выбрана колесная пара, приведены ее размеры.
При проектировании редуктора тягового привода была рассчитана ось малой шестерни и получен общий запас прочности.
Расчет цилиндрической зубчатой передачи произведен на контактную выносливость активных поверхностей зубьев и на сопротивление усталости зубьев при изгибе в программе КОМПАС по ГОСТ 16532-70 и ГОСТ 21354-87. Применена цилиндрическая шевронная передача, которая позволяет осуществлять нужные передаточные отношения, обеспечивает плавность зацепления и способствует уменьшению шума.
Были выбраны и рассчитаны на долговечность подшипники исходя из их динамической грузоподъемности. Выбор подшипников был произведен для заданных условий эксплуатации, при выборе были учтены величина и направление нагрузки, характер приложения нагрузки, специфические требования к узлу, определяемые конструкцией машины.
Описана моторная тележка электропоезда с эксплуатационной скоростью 160 км/ч, состав тележки, устройство и работа составных частей моторной тележки.
Произведен обзор эксплуатируемого электроподвижного состава и новых разработок.
|
|
