РАЗРАБОТКА ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ ВЫВЕШИВАНИЯ И ВРАЩЕНИЯ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ И РАСЧЕТ ПРИВОДА.

4.1. Описание приспособления.

Для проведения магнитоплазменного упрочнения необходимо вывешивание и вращение колесной пары без выкатки из под локомотива. В данный момент в локомотивном депо для этого используется колесо-фрезерный станок КЖ-20, что вынуждает использовать и без того загруженный станок КЖ-20 не по назначению (в качестве вращателя колесной пары).

В данном дипломе предлагается проект приспособления для вывешивания и вращения колесной пары, который представлен на черт.04.

Приспособление состоит из двух основных частей: винтового домкрата и приспособления для вращения колесной пары.

Винтовой домкрат состоит из четырех конических редукторов поз.3, ведомое коническое колесо которых посажено на нижний конец винтов поз.5 домкрата. Для получения эффекта самоторможения предусмотрены два червячных редуктора типа РЧУ-100 поз.11, имеющие угол подъема винтовой линии червяка больше угла трения. Валы червяков редукторов соединены с коническим редуктором поз.1 ведущее коническое колесо, которого приводится во вращение мотор - редуктором с асинхронным двигателем поз.2. Все валы редукторов соединены с помощью муфт и, при необходимости, промежуточных валов. Винты домкрата защищены от попадания грязи жестяными кожухами. Все редукторы и мотор – редуктор с асинхронным двигателем закреплены на основании домкрата, которое установлено на полу смотровой канавы стойла для проведения магнитоплазменного упрочнения гребней бандажей колесных пар локомотивов.

Приспособление для вращения колесной пары представляет собой каркас поз.6 на котором установлены четыре ролика поз.8. Два ролика имеют двухступенчатые цилиндрические редукторы поз.9, валы которых соединены с тихоходными валами червячного редуктора типа РЧУ-160 поз.10. Быстроходный вал червячного редуктора поз.10 приводится во вращение мотор - редуктором с асинхронным двигателем поз.7. На каркасе жестко закреплены четыре гайки поз.4, которые позволяют осуществлять подъем приспособления для вращения колесной пары на 200 мм.

4.2. Схемы приспособления.

Кинематическая схема приспособления представлена на рис.17.

Электрическая принципиальная схема представлена на рис.18.

Описание работы электрической принципиальной схемы.

В исходном состоянии установка обесточена. Приводные ролики приспособления для вращения колесной пары отведены от колесной пары (SQ1 - разомкнут).

При включении автоматического выключателя QF, расположенного на правой боковой панели шкафа управления, напряжение через плавкий предохранитель FА подается в цепи управления. При нажатии на кнопку SВ1 «ВВЕРХ» получает питание магнитный пускатель KM2, который берется на самоблокировку контактом KМ2.

При подводе приводных роликов на приспособлении для вывешивания к колесной размыкается контакт конечного выключателя SQ1, теряет питание КМ2 и поднятие вверх прекращается. Замыкающий контакт SQ1 подготавливает к включению реле пуска электродвигателя привода вращения роликов КМ1. Поворотом переключателя SA4 в положение 1 (на пульте управления установки магнитоплазменного упрочнения) через контакт КV11 включается реле KV5. Его замыкающий контакт включит соответствующее реле пуска привода приспособления для вращения колесной пары КМ1. Замыкающий контакт этого реле подготавливает цепь питания реле пуска АПР КV6 плазменной установки, а размыкающий контакт является одним из контактов управления реле отключения АПР КV11. Колесная пара начнет вращаться.

После срабатывания блокировок наличия охлаждающей воды, газа, питания ЭМС включается реле готовности КV4, один из замыкающих контактов которого находится в цепи блокировок БЭП, второй - подготавливает к включению реле КV6, третий - используется в автоматическом режиме для включения реле пуска станка КV5.

При возникновении аварийной (нештатной) ситуации установка отключается (при любом режиме работы) кнопками аварийного отклонения SB1, выключая АПР и разрывая цепь реле питания KV1 и KM1.

Электрическая схема установки предусматривает следующие блокировочные устройства:

· автоматическое выключение привода при достижении максимальной высоты подъема колесной пары;

· автоматическое выключение привода при достижении нижней точки опускания роликов установки;

· невозможность включения плазмотрона при не вращающихся роликах приспособления;

· невозможность включения вращения роликов при опущенных домкратах;

· оперативное отключение установки при аварийных ситуациях (отсутствие заданного давления воды, воздуха, а также при коротких замыканиях и перегрузках).

4.3.Расчет привода приспособления для вывешивания и вращения колесной пары.

I. Выполним расчет привода двухосного приспособления для вращения колесной пары.

Исходные данные:

Скорость вращения колесной пары при обработке V_обр = 0,01 м/с

Нагрузка на ролики приспособления от колесной пары Р₀ = 226000 Н

Диаметр колесной пары по вершине гребня D_кп = 1,11 м

Диаметр шейки оси колесной пары под буксовые подшипники d_кп = 0,18 м

Диаметр роликов приспособления D_р= 0,26 м

КПД редуктора η = 0,7

Кинематическая схема приспособления представлена на рисунке 17.

Решение:

1. Рассчитаем силу сопротивления движению колес привода по формуле

Где – сила сопротивления от трения в подшипниках.

Где – коэффициент трения подшипников качения.

– сила сопротивления движению колеса при качении

Где Н/ – удельная сила сопротивления от трения качения.

2. Находим момент сопротивления по формуле

3. Находим угловую скорость вращения колесной пары по формуле

ω_кп = 2· V_обр/D_кп = 2·0,1/1,11 = 0,180 рад/с

4. Принимаем мотор – редуктор с частотой вращения выходного вала n = 28 об/мин, тогда угловая скорость будет:

5. Находим момент сопротивления движению по формуле

Н·м

6. Находим мощность двигателя

Вт

7. Определим момент сцепления по формуле

Н·м

Где - коэффициент сцепления, для скорости V_обр = 0,01 м/с = 0,036 км/ч будет:

Максимальный момент на валу мотор-редуктора

Н·м

Максимальная мощность двигателя

Вт

По полученным данным выбираем в качестве электропривода для вращения колесной пары мотор-редуктор типа МЦ2С-80 n_ном = 28 об/мин, М_доп = 243 Н·м, тип электродвигателя 4А90LА8Р3, Р = 0,75 кВт, n = 700 об/мин.

II. Выполним расчет привода винтового домкрата для вывешивания колесной пары.

Исходные данные:

Нагрузка на винты домкратов Q₀ = 1,1·Р₀ = 248000 Н

Винт изготовлен из стали 35, гайка из бронзы, резьба однозаходная с шагом Р = 10 мм

Наружный диаметр винта d = 50 мм

Внутренний диаметр винта d₁ = 40 мм

КПД редуктора η = 0,362

Кинематическая схема приспособления представлена на рисунке 17.

Решение:

1. Определим КПД домкрата:

1.1. Угол β подъема винтовой линии прямоугольной резьбы (при среднем диаметре d₂)

или β = 4º 03΄;

1.2. Угол трения ρ при ƒ = 0,12 tgρ = 0,12 или ρ = 6º 51΄;

1.3. Работа за один оборот винта, необходимая для подъема груза и преодоления силы трения в резьбе

А_р =q₁·π· d₂·tg(β + ρ) = 62150·3,14·45·0,1925 = 1690496 ≈ 1700000 Н·мм

Где q₁ = Q₀/4 = 248000/4 = 62150 Н – нагрузка, приходящаяся на один винт.

1.4. Полезная работа подъема груза

А_п = q₁·Р = 62150·10 = 621500 Н·мм

1.5. КПД домкрата

2. Определим крутящий момент

Н·м

Определим момент сопротивления на валу двигателя

М_сопр = М_общ / (u · η) = 1077 / ( 12 · 0,44) = 203,9 Н·м

Определим мощность электродвигателя

Р_дв = М_сд· ω_дв = 203,9·29,3 = 5976 Вт = 6 кВт.

Где ω_дв для мотор – редуктора с частотой вращения выходного вала n = 280 об/мин, будет:

Принимаем в качестве электропривода домкратов мотор-редуктор типа МЦ-100 n_ном = 280 об/мин, М_доп = 259 Н·м, тип электродвигателя 4А132М6Р3, Р = 7,5 кВт, n = 960 об/мин.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результатом работы являются теоретически и практически обоснованные выводы:

1. Упрочнение гребней колес на твердость 460 – 480 НВ является эффективным способом борьбы с боковым износом, причем не только гребней колес, но и рельсов.

2. Наиболее применимой в депо является магнитоплазменная технология, использующая плазмотрон с вынесенной электрической дугой, управляемой магнитными полями, которая имеет ряд технологических преимуществ перед другими способами закалки и позволяет получать более качественные упрочненные слои на гребнях локомотивных и вагонных колес.

3. Для реализации наибольшего эффекта от магнитоплазменного упрочнения необходимо осуществление мероприятий позволяющих постоянно поддерживать в эксплуатации упрочненный слой на гребнях колесных пар всех локомотивов эксплуатируемого парка.

Для локомотивного депо комплексное применение технических средств лубрикации, развески, плазменного упрочнения гребней колесных пар позволит не только позволит сократить потребление электроэнергии и дизельного топлива на тягу поездов, но и уменьшить износ гребней и за счет этого сократить число обточек колесных пар, снизить объемы их ремонта и закупки бандажей.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. Т.1. – М.: Машиностроение, 1980.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. Т.2. – М.: Машиностроение, 1992.

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. Т.3. – М.: Машиностроение, 1982.

4. Белов И.В., Гибшман А.Е., Галабурда В.Г. и др. Экономика железнодорожного транспорта. Учебник для вузов. – М.: Транспорт, 1999.

5. Богданов В.М., Марков Д.П., Пенькова Г.И. Оптимизация триботехнических характеристик гребней колес подвижного состава // Вестник ВНИИЖТ.1998. №4.

6. Васин В.К., Чепульский Ю.П. Основы пожарной безопасности. – М.: Альфа-Композит, 1999.

7. Горский А.В., Воробьев А.А., Куанышев Б.М. Лазер сделает колеса прочными // Локомотив. 2002. №7.

8. Григоренко В.Г., и др.1.Предлагаем комплексную программу. 2. Устройство для измерения нагрузки от колёс локомотива //Локомотив. 1997.№ 5.

9. Девяткин В.П., Пан А.В., Федин В.М. Перспективы технологии объемно-поверхностной закалки деталей верхнего строения пути и подвижного состава // Вестник ВНИИЖТ.1998. №5.

10. Дорожкин В.Н., Фроянц Г.С. Как продлить ресурс колесных пар // Локомотив. 2002. №4.

11. Копылов И.П., Клоков Б.К. Справочник по электрическим машинам. Т.1. – М.: Энергоиздат, 1988.

12. Лощинин А. В. Охрана труда на железнодорожном транспорте и в транспортном строительстве. – М.: Транспорт, 1976.

13. Лыков А.К., Редькин Ю.Г., Глибина Л.А. Плазменное упрочнение гребней колес: за и против // Локомотив.2001. №4.

14. Марков Д.П. Закалка гребней колес подвижного состава на высокую твердость для снижения бокового износа // Вестник ВНИИЖТ.1997. №1.

15. Мозберг Р.К. Материаловедение. Учебное пособие. – М.: Высшая школа, 1991.

16. Москаленко В.В. Электрический привод. Учебник для электротехнич. спец. техникумов. – М.: Высшая школа, 1991.

17. Осипов С.И. Основы электрической и тепловозной тяги. Учебник для техникумов ж.д. транспорта. – М.: Транспорт, 1985.

18. Паристый И.Л., Троицкий А.А. Плазменное упрочнение колесных пар // Локомотив. 1999. №3.

19. Пашолок И.Л., Харитонов В.Б. О возможном повышении износостойкости железнодорожных колес // Вестник ВНИИЖТ.1997. №1.

20. Петров С.В., Саков А.Г. Возможности плазменной закалки колес // Локомотив.2001. №8.

21. Пьянов А.И., Прохоренко И.М., Попов А.Ю. Повышение эффективности механической обработки колесных пар подвижного состава // Вестник ВНИИЖТ.2000. №1.

22. Сибаров Ю.Г. Охрана труда на железнодорожном транспорте. – М.: Транспорт, 1981.

23. Установка рельсосмазывающая РС-2 ВНИИЖТ. Руководство по эксплуатации. М.: ВНИИЖТ 2001.

24. Цейтлин Л.С. Электропривод, электрооборудование и основы управления. Учебник для электромеханических техникумов. – М.: Высшая школа, 1985.

25. Чиликин М.Г. Общий курс электропривода. Учебник для вузов. – М.: Энергия, 1971.

Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 392; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 23

Мы поможем в написании ваших работ!