Надежность подвижного состава

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Омский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Теория механизмов и детали машин»

Лабораторные работы по дисциплине «Надежность подвижного состава»

Студент гр. 23и

___________Н.Т. Баетов

«__» ________ 2019 г.

Доцент кафедры АиСУ

_________ Н.А.Тихонова

«__»________2019 г.

Омск 2020

Содержание

Лабораторная работа №1

Лабораторная работа №2

Лабораторная работа №3

Библиографический список



Лабораторная работа №1

ОРГАНИЗАЦИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ИСПЫТАНИЙ

Цель работы: изучить организационные мероприятия при проведении тягово-энергетических испытаний локомотива

Расчеты по спрямлению профиля пути на заданном участке

Рисунок 1 - Заданный продольный профиль участка пути

Принимаем в качестве расчетного подъема i = +10,2‰, так как он наиболее крутой (после 11,4‰) и большой протяженности и перед ним лежит прямая, на которой трудно развить высокую скорость для накопления кинетической энергии.

Подъем i = +11,4‰ принимаем в качестве скоростного, так как он самый крутой на заданном участке и возможно использование кинетической энергии от спуска до этого -5,8‰.

Крутизна спрямляемого элемента:

где - крутизна каждого из спрямляемых элементов;

- длина каждого из спрямляемых элементов.

Проверка возможности спрямления каждого элемента:

где - крутизна проверяемого элемента;

- длина проверяемого элемента.

Проверке подлежит каждый элемент спрямляемой группы.

Анализ профиля пути показывает, что спрямлению подлежат следующие группы элементов (табл. 1):

- №№2; 3;

- №№10; 11; 12

Определяем крутизну спрямленных элементов и проверяем возможность спрямления для каждого элемента группы:

1) ‰

2) ‰

Во всех случаях условие возможности спрямление выполняется. Результаты расчетов приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Расчет спрямления заданного профиля пути

N заданных элементов	Заданный профиль пути	Спрямленный профиль пути	N спрямленных элементов	ПРОВЕРКА
	S, м	i, %	Sc ,м	iс %
1	1050	0
2	1000	-3,7	2500	-4,96	2	1000?1587
3	1500	-5,8			3	1500?2381
4	1000	0
5 скор	1500	+11,4
6	1000	0
7 рас	3000	+10,2
8	1000	+3,2
9	1050	0
10	1200	-2,3	3500	-3,3	10	1200?2000
11	1800	-3,8			11	1800?4000
12	500	-4			12	500?2857
13	1000	0
14	1500	-11,4
15	500	0
16	1000	+2,3
17	1050	0

Контрольные вопросы

1. Что проверяют на локомотиве при заводских (стендовых) испытаниях?

Проверяются отдельные узлы и агрегаты, также наладка оборудования, проверка прочности узлов и контрольно-ходовые испытания.

2. Что проверяется на локомотиве при тягово-энергетических испытаниях?

На различных скоростях определяются следующие параметры: сила тяги, её ограничения, сопротивление движению локомотива как повозки, касательная мощность, при наличии электрического торможения проверяют его эффективность.

3. С применением какой единицы подвижного состава проводятся тягово-эксплуатационные испытания?

Локомотив и динамометрический вагон.

4. Что проверяется на локомотиве при тягово-эксплуатационных испытаниях?

Определяют оптимальную весовую норму поезда, а также рациональные режимы ведения поезда по участкам при заданной весовой норме с минимальным расходом дизельного топлива или более полным использованием сцепного веса и мощности тяговых электродвигателей.

5. Дайте определение терминам:

Сопротивление движению поезда - это понятие, включающее в себя возникающие при движении поезда силы трения в узлах подвижного состава, силы взаимодействия между подвижным составом и путем, наружными поверхностями подвижного состава и окружающей воздушной средой, а также силу тяжести, проявляющуюся на уклонах пути.

Расчетный подъем - это наиболее трудный для движения в выбранном направлении элемент профиля пути, на котором достигается расчетная скорость, соответствующая расчетной силе тяги локомотива.



Лабораторная работа №2

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЦЕПИ ТЕПЛОВОЗОВ С ПЕРЕДАЧАМИ ПОСТОЯННОГО И ПЕРЕМЕННО - ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы: закрепить теоретические знания об основных элементах энергетических цепей тепловозов с передачей постоянного и переменно-постоянного тока

Описание энергетической цепи тепловоза с электрической передачей мощности

Работа элементов энергетической цепи тепловоза в значительной степени автоматизирована. Автоматическое регулирование осуществляется через обратные связи. Состояние энергетической цепи тепловоза характеризуется четырьмя координатами состояния: nд; Iг; Uг; nтд,

где: nд - частота вращения (обороты) коленчатого вала дизеля (Д);

Iг - ток тягового генератора;

Uг - напряжения тягового генератора;

nтд - частота вращения колесных пар тяговых электродвигателей (ТД).

Рисунок 2 - Функциональная схема энергетической цепи тепловоза с обратными связями по координатам состояния

Характеристики раздельных и объединенных систем регулирования мощности

В системах объединенного регулирования обязательно используется частота вращения вала ДГУ (nдг), являющаяся координатой, непосредственно отражающей режим нагрузки дизеля.

а)	б)

Рисунок 3 - Функциональные схемы систем:

а) раздельного регулирования; б) объединенного регулирования

«Объединение» условно представлено блоком М - регулятором мощности, который функционально, конструкционно, а значит и структурно, связывает регулятор дизеля РД с регулятором генератора РГ.

Функциональная схема объединенного регулирования отражает два свойства современных систем регулирования энергетической цепи мощного магистрального тепловоза: объединенное регулирование дизеля и генератора и каскадное регулирование тягового генератора.

Описание основных элементов функциональных схем систем регулирования мощности тепловозов с передачами постоянного и переменно - постоянного тока

В общем случае электрическая передача переменно-постоянного тока состоит из синхронного тягового генератора переменного тока СГ, выпрямительной установки ВУ, тяговых электродвигателей постоянного тока ТЭД и автоматической системы регулирования напряжения тягового генератора СГ.

Рисунок 4 - Принципиальная схема управления работой тепловозной электрической передачей переменно-постоянного тока

Переменный ток, вырабатываемый возбудителем СВ, вначале выпрямляется в тиристорном управляемом выпрямителе УВВ.

Тепловозные СГ обычно имеют две независимые тяговые трехфазные обмотки, соединенные по схеме «звезда», каждая из которых присоединена к выпрямительной установке ВУ передачи тепловоза. От установки ВУ выпрямленное напряжение через поездные контакторы П электрической схемы передачи подается на зажимы тяговых электродвигателей постоянного тока ТЭД.

Разработка функциональной энергетической цепи тепловоза с передачей переменно-постоянного тока на примере тепловоза 2ТЭ116

На тепловозе 2ТЭ116 применяется передача переменно-постоянного тока. Переменное напряжение тягового синхронного генератора подается к выпрямительной установке и после выпрямления подводится к шести тяговым электродвигателям. Двигатели, соединенные параллельно, подключаются к тяговому генератору с помощью электропневматических контакторов. Генератор также обеспечивает питание переменным током асинхронные электродвигатели вентиляторов охлаждения различного назначения.

Схема приведена на рисунке 5.

Рисунок 5 - Принципиальная схема управления работы электрической передачей на тепловозе 2ТЭ116



Контрольные вопросы

1. Перечислите основные элементы и координаты состояния энергетической цепи тепловоза с электрической передачей мощности.

Дизель, генератор, тяговой электродвигатель. Координаты состояния:

nд - частота вращения (обороты) коленчатого вала дизеля;

Iг - ток тягового генератора;

Uг - напряжения тягового генератора;

nтд - частота вращения колесных пар ТД.

2. Каким элементом отличается схема объединенного регулирования от схемы раздельного регулирования? Как называется этот элемент в автоматической системе регулирования мощности тягового генератора тепловоза типа ТЭ10?

Регулятором мощности. На схеме силовой цепи ТЭ10 регулятор мощности представлен золотниками и сервомотором.

3. С какой целью используется синхронный подвозбудитель в автоматической системе регулирования мощности тягового генератора тепловоза типа ТЭ10?

Для питания переменным напряжением цепей магнитного усилителя и трансформаторов.

4. Какой элемент схемы АСРГ тепловоза 2ТЭ116 отвечает за возбуждение синхронного возбудителя?

БЗВ - блок задания возбуждения.



Лабораторная работа №3

КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИСПЫТАНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЯГОВО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ

тепловоз ток переменный

Цель работы: ознакомиться с методами и средствами контроля параметров тепловоза при проведении тягово-энергетических испытаний

Конспект

При испытаниях локомотивов в составе с тягово-энергетической лабораторией (ТЭЛ) приходится измерять и регистрировать в основном токи и напряжения. Даже контроль теплоэнергетических параметров дизель-генераторной установки тепловоза (ДГУ) ведется с использованием стандартизованных первичных преобразователей температур, давлений и других параметров (частота вращения, атмосферное давление, влажность воздуха и др.), имеющих унифицированные выходные сигналы: токовый 4 - 20 мА и напряжения 0 - 10 В.

Термоэлектрические термометры (термопары) применяют на тепловозах для измерения температуры выпускных газов по цилиндрам дизеля.

Принцип действия термоэлектрических термометров основан на термоэлектрическом эффекте, суть которого заключается в следующем:

Если два проводника А и Б из разнородных металлов или сплавов соединить так, чтобы они образовали замкнутую электрическую цепь, а затем изменять температуру одного из мест соединения проводников, например, спая 1, то в цепи возникнет электродвижущая сила (е) и будет протекать электрический ток (i).

Величину этой э. д. с, называемой термоэлектродвижущей силой (термо-э. д .с), можно измерить с помощью электроизмерительного прибора, например, милливольтметра mV.

Преобразователи предназначены для преобразования термо-ЭДС термоэлектрических преобразователей (термопар) в унифицированный токовый сигнал 4 - 20 мА.

Термопары обладают рядом положительных качеств: простотой устройства; малыми размерами рабочего конца, что позволяет размещать их в трубопроводах малого диаметра с небольшой толщиной стенок; возможностью измерения температур в широких пределах с передачей показаний на достаточно большие расстояния; незначительной тепловой инерцией. Недостаток термопар - низкая точность измерения температур меньших 100 - 200 °С.

График градуировочных характеристик термопар типа ТХА и ТХК (термо-э. д. с. mV = f (єC))

Рисунок 6 - Градуировочный график для термопары типа ТХА

Рисунок 7 - Градуировочный график для термопары типа ТХК

Выбор термопары для проведения поездных испытаний в составе ТЭЛ

Для проведения поездных испытаний в составе ТЭЛ выбирается тип термопар, обладающий большой чувствительностью, для контроля температур выпускных газов по цилиндрам тепловозного дизеля.

У большинства тепловозных дизелей температура выпускных газов по цилиндрам не превышает 600 єС. С учетом данного факта, а также умеренной стоимости, можно предложить термопару ТХК.

В пользу данной термопары говорят также следующие факты. Чувствительность термопары ТХК превышает 81 мкВ/°С при температурах выше 200 °С. Также данная термопара имеет практически линейную градуировочную характеристику. ТХК свойственна высокая термоэлектрическая стабильность при температурах до 600 °С.



Контрольные вопросы

1. В чем заключается сущность термоэлектрического эффекта?

Если два проводника из разнородных металлов или сплавов соединить так, чтобы они образовали замкнутую электрическую цепь, а затем изменять температуру одного из мест соединения проводников, например, спая, то в цепи возникнет электродвижущая сила и будет протекать электрический ток.

2. Для чего используются компенсационные провода?

Для подключения термопар к преобразователям и измерительным приборам с целью снизить погрешности измерения.

3. Датчик давления имеет диапазон измерения от 0 до 10 МПа. На вход измерительного прибора от датчика приходит унифицированный сигнал 1.6 В. Какое давление контролирует датчик?

Если используется унифицированный стандарт 0-10В, то 1,6 МПа.

4. Какая из термопар (ПП, ХА, ХК) имеет наибольшую термо-э.д.с. при температуре рабочего спая 100 єС и холодного - 0 єС?

Наибольшую - ХК (6,95 мВ).

5. Компенсационные провода для термопар из благородных (дорогих) металлов (платинородий - платина) изготовлять невыгодно. Назовите основной критерий для подбора материала компенсационных проводов для термопар ПП.

Чтобы компенсационные провода обладали такими свойствами, что и материал термопары, их изготовляют из материалов, обладающих теми же термоэлектрическими характеристиками, что и электроды термопары, но меньшего сечения.



Библиографический список

1. Осипов С. И. Испытания локомотивов и выбор рациональных режимов вождения поездов / Горчаков Е. В., Исаев И. П., Максимов И. В. И др. М. Транспорт, 1975. 271 с.

2. Бабков Ю. В. Автоматизация локомотивов: Учебное пособие / Ю. В. Бабков, Ф. Ю. Базилевский, А. В. Грищенко. - М.: ФГОУ «УМЦ на ж. д. тр-те», 2007. - 323 с.

3. Кузьмич В. Д. Теория локомотивной тяги / Кузьмич В. Д., Руднев В. С., Френкель С. Я. М.: «Маршрут», 2005. 448 с.

4. Морошкин Б. Н. Измерительные приборы магистральных тепловозов / Б. Н. Морошкин. М.: Транспорт, 1975. - 72 с.

5. Райков Я. И. Испытания двигателей внутреннего сгорания / Я. И. Райков. - М.: Высш. школа. 1975. - 320 с.

6. Губин В. И. Статистические методы обработки экспериментальных данных / В. И. Губин, В. Н. Осташков. Тюмень: Изд-во «ТюмГНГУ», 2007. -202 с.

Размещено на Allbest.ru