Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Другое / Конспекты / Проблемная лекция с элементами «вкрапления» на тему: «Конструкция тягового привода тепловозов с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей»

Проблемная лекция с элементами «вкрапления» на тему: «Конструкция тягового привода тепловозов с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей»



Осталось всего 4 дня приёма заявок на
Международный конкурс "Мириады открытий"
(конкурс сразу по 24 предметам за один оргвзнос)


  • Другое

Поделитесь материалом с коллегами:

Проблемная лекция с элементами «вкрапления» на тему:

«Конструкция тягового привода тепловозов с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей».

Цели:

  1. Знакомство с устройством и работой тягового привода.

  2. На примере тягового привода дать представление об основных этапах конструирования и изготовления деталей передач.

I. Проблемная лекция с элементами «вкрапления».

Вопросы:

1.Определение тягового привода. Общая классификация приводов.

2. Проектирование привода.

3. Выбор требуемого типа передачи.

4. Определение параметров зубчатого зацепления тягового привода: числа зубьев шестерни и колеса, модуль зацепления. Разработка конструкции шестерни и зубчатого колеса. Выбор материала, способов изготовления видов ТО и посадки зубчатых колес.

5 Выявление недостатки спроектированного тягового редуктора с жесткой конструкцией колес.

6. Предложения по изменению конструкции зубчатого колеса.

1. Определение тягового привода. Общая классификация приводов. Под тяговым приводом понимают комплекс устройств, передающих крутящий момент от электродвигателя или карданного вала на движущие оси локомотива.

Тяговые приводы разделяются на групповые и индивидуальные.

Рассмотрим индивидуальный тяговый привод тепловоза с опорно-осевой подвеской ТЭД.

2. Проектирование привода.

Требуется передать крутящий момент от электродвигателя номинальной мощностью 305 кВт на колесную пару с передаточным отношением 4,4-4,6.

Каким требованиям должен удовлетворять привод?

1.неразрывная кинематическая связь ТЭД с колесной парой.

2.надежность в эксплуатации, связь технического состояния с безопасностью движения.

3.высокий КПД

4. небольшая масса неподрессоренных частей.

5. возможность перемещения колесной пары относительно рамы тележки.

3.Выбор требуемого типа передачи.

Вопрос к студентам: 1. В приводе применяется зубчатая передача. Какие еще передачи вы знаете, и чем они уступают зубчатой?

2. Различают зубчатое зацепление прямозубое и косозубое, при одних и тех же габаритах колес косозубое зацепление способно передавать большую мощность, чем прямозубое, потому что у косозубой передачи отсутствует зона однопарного зацепления. Можем ли мы использовать такую передачу в нашем приводе?

Нам нужно спроектировать цилиндрическую зубчатую передачу с передаточным отношением 4,4, способную передавать мощность 305 кВт.

4. Определение параметров зубчатого зацепления тягового привода: числа зубьев шестерни и колеса, модуль зацепления. Разработка конструкции шестерни и зубчатого колеса. Выбор материала, способов изготовления видов ТО и посадки зубчатых колес.

Эвольвента и ее свойства. Для обеспечения непрерывного зацепления зубьев и вращение колес с постоянным передаточным числом, боковые

поверхности, или как их называют профили зубьев, должны быть

очерчены по кривым, подчиняющимся определенным законам. Одной из таких кривых является эвольвента. Эвольвентой называют кривую, которую описывает любая точка, производящей прямой NN, перекатываемая без скольжения по основной окружности радиусом r0 .

Что такое модуль зубчатого зацепления? И отчего он зависит?

(Часть диаметра делительной окружности (в миллиметрах) приходящихся на один зуб m=D \ z; или m=t\π. )

Определим число зубьев колеса и шестерни. Число зубьев шестерни выбираем 17. Почему 17 зубьев?

(При ограниченном диаметре зубчатого колеса, расположенного концентрично колесу колесной пары, увеличение передаточного отношения возможно только уменьшением числа зубьев шестерни. Однако снижение числа зубьев шестерни ограничивается из-за увеличения кривизны эвольвентного профиля и подрезания ножки зуба. На рисунках мы видим, как изготавливается шестерня методом обкатки по рейке.

Исходя из заданного передаточного числа, число зубьев колеса 4,4*17=75. При проектном расчете зубчатой передачи вычисляют модуль зацепления, следует отметить, что этот расчет гостирован. Полученное значение модуля округляют до стандартного, а затем вычисляют межцентровое

расстояние.

Не углубляясь в подробности расчетов, можно утверждать, что для передаваемой мощности подойдут зубчатые колеса с модулем зацепления 10 мм.

Разрабатывая конструкцию шестерни, вспомним о материалах из курса из « Материаловедения».

Какие материалы применяются для изготовления зубчатых передач?

Какие виды термообработки знаете? ( Отжиг, закалка, отпуск).

Какие виды химико-термической обработки знаете? (Оксидирование цементация, нитроцементация, цианирование, обработка токами высокой

чистоты.)

Какие виды посадок знаете? (С зазором, с натягом, переходные.)

Сообщение студента( «вкрапление»):

Шестерни тепловозов изготавливаются из хромоникелевых сталей марок20ХН3А и 20Х2Н4А, шестерни из этих сталей подвергают цементации или нитроцементации с последующей закалкой до твердости HRC58 при твердости сердцевины не менее HRC28 . После закалки и шлифовки шестерня подвергается магнитной дефектоскопии.

Шестерни в ТП устанавливаются на удлиненную конусную часть вала тягового двигателя степень конусности 1:10.

Такое соединение по сравнению с цилиндрическим обеспечивает большую равномерность контактных напряжений и существенно упрощает демонтаж.

Величина натяга при сборке контролируется перемещением в осевом направлении. Посадку шестерен прямозубых шестерен производят с натягом 1,3-1,5мм. Посадка производится с предварительным подогревом индукционным нагревателем до температуры 180-200градусов.

Разрабатываем конструкцию зубчатого колеса. Прямозубые колеса тепловозов изготавливают из стали 45XH или30XH3А. Поверхность подвергают закалке токами высокой чистоты до твердости не

менееHRC58, с последующим отпуском и обязательным упрочнением впадин накатыванием роликами без последующего шлифования.

В чем преимущество накатки по сравнению со шлифованием? Зубчатые колеса тепловозов напрессовывают на ось колесной пары по диаметру 320мм с натягом 0,2-,0,28 Посадка производится с предварительным подогревом индукционным нагревателем до температуры 180-200градусов. Зачем нужна канавка на посадочной поверхности? Для подачи масла при гидравлическом методе спрессовки. Прессовка с применением подачи масла под высоким давлением на посадочные поверхности предохраняет их от возможных задиров и значительно снижает трудоемкость за счет исключения токарных работ с целью восстановления задранных поверхностей при смене зубчатых колес

Таким образом, получили конструкцию зубчатых колес тягового привода.

5.Выявление недостатков спроектированного тягового редуктора с жесткой конструкцией колес.

1.Такой тяговый привод был хорош лет 50 назад, когда участковые скорости движения поездов были сравнительно небольшими, сегодня он приемлем только для маневровых локомотивов. При разработке не были учтены следующие особенности эксплуатации:

1) поворот зубчатого колеса при нагружении колесной пары вертикальной нагрузкой, что приводит к ухудшению зацепления и выкрашиванию или излому зубьев;

2) с ростом скоростей движения к усилиям, возникающим в зацеплении, добавляются динамические нагрузки, которые появляются при вертикальном перемещении колесной пары в момент прохождения неровностей пути, что в свою очередь может привести к излому зубьев.

6. Предложения по изменению конструкции зубчатого колеса.

Как избавиться, хотя бы частично, от таких вредных явлений?

Нужно подстраивать зубья колеса шестерни; ввести для зубьев колеса

некое рессорное подвешивание. Удобна конструкция УСЗК. (рис.7.) Вместо одной детали – зубчатого колеса, мы получили 10 деталей не считая мелких стандартных, ( винтов, гаек) стопорных колец и т. д. Вынуждены отдельно делать ступицу и зубчатый венец, притом ступицу со сферой с радиусом 300мм, закаливать поверхности под роликами до твердости HRC48, 90 роликов из шарикоподшипниковой стали с последующей термообработкой, как минимум 50 резиновых амортизаторов ( в разных конструкциях разное количество),которые прессуются из маслостойкой резины марки В14 по ТУ 38-005-295-77, с запрессовкой в металлическую арматуру, пальцы, втулки тарелки изготовлены из Стали45 или 38ХС и термообработаны до твердости НВ225-302,

Конструкция усложнилась и естественно удорожала. Согласно нашего технического задания, нам придется выбрать материал, изготовить их, собрать узел. Нам необходимо продлить срок эксплуатации. В этом случае нам необходим кожух тягового редуктора.

Сообщение студентов (« вкрапление»):

1.Требования конструкции: Для того чтобы наш редуктор работал нормально необходимо защитить его от попадания посторонних частиц, а также подавать смазку в зону зацепления. Как этого добиться?

Требуется изготовить кожух.(рис.8.) Условия работы кожуха? Конструкция кожуха должна удовлетворять следующим требованиям: легкий, жесткий, герметичный, разъемный.

Корпус сварной, материал сталь3,изготавливают из листовой стали и крепят бобышками и болтами к остову тяговых двигателей. Лист 6 и 4мм. В корпусе предусмотрена войлочная и лабиринтная система уплотнений.

Новые конструкции – это корпус состоящий из двух штампованных частей - снижение массы и количества сварных швов обеспечивает больший срок службы, или для снижения массы, и повышения вибропрочности, увеличения надежности уплотнений кожуха, а также облегчения условий труда предложены кожуха из стеклопластика.

2.Тип смазки. Основное назначение смазки – снижение трения и износа рабочих поверхностей зубьев и отвод тепла. Смазка окунанием, применяемая в тяговых зубчатых передачах более надежна, допускает

применение более вязких масел. Почему вязкие масла лучше?

Смазка в системе окунанием должна иметь достаточную вязкость, чтобы ее могли захватить зубья зубчатого колеса. В тоже время она должна обладать определенной текучестью, чтобы не оставаться на стенках кожуха. Таким условиям удовлетворяют осерненные смазки Кусковского завода консистентных смазок для зимних условий V100( Вязкость40-сСТ), а для летнихV50.( Вязкость60-80cСТ) В состав входит трансмиссионное автотракторное масло ( Нигрол)93%-95% , гудронное сало2%-;%) и противозадирные присадки( СЕРА 1,5%) СТП-3 ТУ.38.УССР201.130.-81).

II. Работа в группах (бригадах).

1.Преподаватель распределяет детали по бригадам для составления маршрута обработки.

2. Самостоятельная работа студентов по составлению маршрута.

3. Бригадный доклад по составленному маршруту.

Маршрутная карта.

1.Наименование детали ____________________________

2.Материал _________________________

3.Узел тягового привода тепловоза_________________________

операции

Наименование операции

Наименование перехода

Оборудование













1._______________________________ ( подпись)______________

2________________________________ ( подпись)______________

3__________________________________( подпись)______________

4._________________________________ ( подпись)______________

5__________________________________( подпись)______________



Список литературы:

1. Воронин Н.Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов для железнодорожной техники. - М.: Маршрут, 2013. – 456с.

2. Колихович. А.М. Тяговые приводы тепловозов. - М.: Транспорт, 2013. - 215с.

3.Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы. - М.: Высшая школа, 2012- 360с.

4.Эрдеди А.А. Техническая механика.- М.: Высшая школа, 2011. – 446с.

5.Пойда А.А., Хуторянский Н.М., Кононов В.Е. Тепловозы. Механическое оборудование.- М.: Транспорт, 2011. -312с.

6.ФилоновС.П. и др. Тепловозы 2ТЭ10М, 3ТЭ10М – М.: Транспорт, 2012-288 с.

Иллюстрированные учебные пособия и электронные образовательные ресурсы:

1. Зарембо Е.Г. Материаловедение.- М.: ГОУ «УМЦ ЖДТ», 2008. -65с

2.Электронный ресурс- Все о материалах и материаловедении.

Форма доступа: materiall.ru




57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)


Автор
Дата добавления 16.09.2016
Раздел Другое
Подраздел Конспекты
Просмотров24
Номер материала ДБ-197476
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх