Определение основных параметров тепловоза ТЭ-116 (стр. 2 из 5)
Для отечественных тепловозов применяют кузова вагонного (закрытого) и капотного типа. Кузова вагонного типа применяют на магистральных, а капотного на маневровых тепловозах. Кузов тепловоза 2ТЭ116 вагонного (закрытого типа).
На отечественных тепловозах применяют две основные конструкции кузовов: с несущей рамой и цельнонесущие. В кузовах с несущей рамой расчет главной рамы ведется на все нагрузки, т.е. не учитывается частичное восприятие этих нагрузок стенками кузова. У цельнонесущих кузовов необходимая несущая способность для восприятия нагрузок достигается совместной работой всех его элементов, включая и раму как его составную часть. Кузов тепловоза 2ТЭ116 выполнен с несущей рамой и состоит из главной (несущей) рамы, кабины машиниста с проставкой, кузова над дизелем и охлаждающего устройства.
2.2 Главная рама
Для восприятия веса оборудования, находящегося в кузове тепловоза, передачи тягового усилия, тормозных сил, динамических и ударных нагрузок, возникающих при движении тепловоза, предназначена главная рама тепловоза (Рис. 2). При проектировании рамы стремятся обеспечить наибольшую надежность, прочность и жесткость при наименьшей металлоемкости. Важные требования к конструкции рамы: удобство компоновки рамы оборудования, технологичность изготовления, обслуживания и ремонта. Практически невозможно добиться полного удовлетворения одного из этих показателей, не ухудшив другие. Например уменьшение металлоемкости конструкции связано с опасностью уменьшения её несущей способности. Компромисионные решения следует искать из технико-экономического анализа. Наиболее приемлемым при этом будет считаться то конструктивное решение при котором можно добиться наибольшего экономического эффекта при эксплуатации локомотива.
Основными несущими элементами рамы являются две хребтовые балки, выполненные из двутавров, усиленных приваренными к нижним и верхним полкам усиливающими полосами толщиной 18 мм и скрепленных
стяжными ящиками и, приваренными к нижним усиливающим полосам. К задним и передним торцам хребтовых балок приварены лобовые листы толщиной 14 мм, в которые стяжные ящики упираются своими буртами. Стяжные ящики представляют собой литые пустотелые конструкции. Для увеличения жесткости рамы хребтовые балки соединены между собой поперечными диафрагмами толщиной 8 мм. С левой и правой сторон в средней части рамы для увеличения ее несущей способности в месте ее наибольшего нагружения (установка дизеля, бака для топлива, аккумуляторных батарей) в раму вварены две фермы. Рама сверху по всей своей поверхности, кроме центральной части, где выполнен поддон для дизеля, зашита настилом.
Рис. 3. главная рама кузова
1,6-стяжные ящики; 2-опора; 3-обносной швеллер; 4-ферма; 7-шкворневые кольца; 8-шквореня; 9-хребтовые балки; 10-место под установку верхних элементов опорно-возращающих устройств; I 1 -штампованные желоба.
В зоне установки передних и задних элементов опорно-возвращающих устройств тепловоза приварены четыре опоры 2 под домкраты для подъемки надтележечного строения тепловоза. В раме также выполнены (вварены) каналы сварной конструкции для подвода воздуха на наддув к тяговым электродвигателям передней и задней тележек, а также каналы для наддува к
аппаратным камерам. Для достижения расчетного веса тепловоза и получения удовлетворительной его развески по осям на раме установлены балласты.
2.3. Выбор кабины машиниста
Кабина машиниста (рис. 3) является постоянным рабочим местом локомотивной бригады при правлении тепловозом. Она должна быть удобной и удовлетворять требованиям санитарных норм. Эти условия и были положены в основу при создании кабины машиниста тепловоза 2 ТЭ116. В лобовой части кабины установлены песочные бункера, которые заправляются песком через закрытые горловины. Расположение окон и их конструкция обеспечивают хороший обзор пути. Для уменьшения воздействия прямых солнечных лучей и бликов лобовые окна имеют отрицательный угол установки. Боковые окна раздвижные, имеют поворотные предохранительные щитки. Для остекления всех окон и предохранительных щитков применены безосколочные стекла. Для вентиляции кабины вверху в лобовой части предусмотрен лючок, а также два лючка в задней части крыши. От отопительно-вентиляционного агрегата предусмотрен также обдув теплым воздухом стекол лобовых окон через сопла. С целью удобства управления тепловозом при подходе к составу предусмотрена кнопка маневровой работы. В задней стенке кабины имеется центральная входная дверь, имеющая окно с двойным остеклением. Крышка кабины, боковые стенки, задняя стенка (включая дверь) и полы имеют хорошую шумоизоляцию.
Шумоизоляция выполнена из стеклоплиты в виде отдельных пакетов различных размеров, обтянутых полиамидной пленкой, склеенной полиамидным клеем, и штапельного волокна из капроновых отходов в виде отдельных матов, обтянутых стекловолокном и простроченных. Маты и пакеты уложены в каркас кабины.
Рис. 3. Кабина машиниста
I-штурвал привода ручного тормоза; 2-огнетушитель; 3-съемные щитки пола; 4-пульт радиостанции; 5-электроплитка; 6-горловина для заправки бачка установки обмыва лобовых окон;7-сопло обогрева лобовых стекол; 8-крышка-горловины переднего песочного бункера; 9-буферный фонарь; Ю-полы; Il-прожектор; 12-графикодержатель; 13-локомотивный светофор; 14-вентиляционный люк; 15-боковое раздвижное стекло; 16-кнопка маневровой работы; 17-клапан тифона и свистка; 18-привод ручного тормоза; 19-входная дверь; 20-штурвал контролера; 21-пневмотический привод стеклоочистителя; 22-пульт управления; 23-кран вспомогательного тормоза; 23-скоростемер; 24-кран машиниста; 25-кран вспомогательного тормоза; 26-сиденье машиниста; 27-откидное сиденье; 28-звукоизоляция.
2.4 Конструктивные особенности тележки
После усовершенствования тепловоза 2ТЭ10Л установкой бесчелюстных тележек и некоторых новых элементов получил обозначение в начале 2ТЭ10В, а затем 2ТЭ10М. Луганским заводом были разработаны бесчелюстные унифицированные тележки для тепловозов 2ТЭ116, 2ТЭ116А и экспортных грузопассажирских типа ТЭ109.
Тягово-ходовая часть тепловоза выполнена тележечной на двух движущих тележках (рис. 5) с осевой характеристикой 30—30. Поэтому от конструкции тележек в значительной степени зависят передача и реализация силы тяги, плавность хода и взаимодействие экипажной части и пути, безопасность движения и другие динамические характеристики тепловоза. На тепловозе применена унифицированная бесчелюстная тележка, разработанная и освоенная в серийном производстве ПО Ворошиловградтепловоз для отечественных магистральных грузовых тепловозов 2ТЭ116, 2ТЭ116А, 2ТЭ1ОВ, ТЭ1ОМ, ТЭ130, 2М62, маневровых — ТЭМЗ. Тележка в исполнении для тепловоза 2ТЭ116 (Рис. 5) представляет собой унифицированную бесчелюстную трехосную тележку с индивидуальным приводом каждой колесной пары через односторонний и одноступенчатый тяговый редуктор от тягового электродвигателя постоянного тока ЭД-118А или ЭД-118Б с циркуляционной принудительной системой смазки моторно-осевых подшипников. Установка двигателей на тележке выполнена опорно-осевой с рядным их расположением. Такое расположение двигателей является одним из средств улучшения использования сцепной массы за счет однозначного распределения нагрузок по осям от тяги при движении тепловоза. Как показали испытания, улучшилось использование сцепной массы тепловоза на 10—12 %. Связь между рамой тележки и колесными парами осуществляется через поводковые бесчелюстные буксы с жесткими осевыми упорами качения одностороннего действия. Такая связь позволяет передавать от колесных пар на раму тележки упруго, без наличия трения скольжения и зазоров, силу тяги и торможения, поперечные силы при набегании на рельс, а также обеспечивать симметричность и параллельность осей колесных пар в раме тележки и относительные вертикальные колебательные перемещения рамы тележки. Положение рамы тележки относительно колесных пар определяется пружинными комплектами индивидуального буксового рессорного подвешивания. Каждый пружинный комплект устанавливается с прокладками, которые служат для регулирования распределения нагрузок по осям тепловоза. Параллельно индивидуальному буксовому рессорному подвешиванию включены фрикционные гасители колебаний сухого трения, которые способны одновременно гасить все три вида колебаний:подпрыгивание, галопирование и поперечную качку. В конструкции тележки применен пневматический, индивидуальый (для каждого колеса) колодочный тормоз с двусторонним нажатием чугунных гребневых тормозных колодок на колеса тепловоза.
Рис. 5. Тележка тепловоза.
1 - рама тележки; 2 - песочный трубопровод; 3 - рессорное подвешивание; 4 - рычажная передача тормоза; 5 - колесно-моторные блоки; 6 опорно-возвращающееся устройство. 7 - тормозной воздухопровод.
Каждое колесо обслуживается одним тормозным цилиндром через рычажную передачу. Рычажная передача имеет повышенную жесткость в плоскости благодаря установке между тормозными колодками поперечных триангелей для более надежного удержания колодок от сползания с бандажей и возможности применения безгребневых секционных тормозных колодок. Нагрузка от надтележечного строения тепловоза передается на четыре комбинированные с резинометаллическими элементами роликовые опоры, которые размещены на боковинах рамы тележки. Как возвращающий момент, так и момент упругих сил опор обеспечивают гашение относительных колебаний кузова и тележек в горизонтальной плоскости без установки дополнительных демпферов при движении тепловоза со скоростью до 120 км/ч. При таком спорно-возвращающем устройстве возможен устойчивый максимальный поворот тележки (с учетом относа) относительно кузова до 5°, а упругое опирание кузова позволяет получить дополнительный прогиб до 20 мм в рессорном подвешивании тепловоза. Сила тяги от рамы тележки на кузов передается шкворневым узлом, обеспечивающим поперечную свободно-упругую подвижность шкворня кузова ±40 мм. Шкворень также является осью поворота тележки в горизонтальной плоскости. Вследствие минимального одинакового значения лесной базы тележки 1850 х 2 мм и рядного расположения двигателей шкворневой узел размещен на продольной балке, расположенной над боковинами рамы тележки. Обе тележки (передняя и задняя) тепловоза по своей конструкции одинаковы, за исключением наличия на передней рычажной передаче ручного тормоза, подножек для входа в тепловоз и привода скоростемера.