Служебная масса секции как постройки (металлоконструкции)

(20)

где m_уд – удельная строительная масса (металлоемкость) тепловоза, кг/кВт.

Значения металлоемкости m_уд (кг/кВт) для отечественных магистральных тепловозов с электрической передачей можно оценить с помощью эмпирических формул:

Ø для грузовых тепловозов

(21)

Ø для пассажирских тепловозов

(22)

В качестве окончательного значения служебной массы m_сл (т) принимают максимальную из двух полученных величин (m_сл)_сц и (m_сл)_стр , то есть

m_сл = max [(m_сл)_сц ,(m_сл)_стр]. (23)

Примечание: если (m_сл)_сц > (m_сл)_стр , то секцию тепловоза догружают чугунным балластом массой m_бал = (m_сл)_сц - (m_сл)_стр , т.

1.8. Осевая нагрузка тепловоза и число движущих осей

Значения осевой нагрузки 2П (кН) и числа движущих осей секции тепловоза n_ос взаимосвязаны друг с другом соотношением

(24)

Число движущих осей секции может составлять n_ос=2;3;4;6;8. Его необходимо подобрать таким, чтобы выполнялось ограничение 2П ≤ [2П], где [2П] – допустимая осевая нагрузка локомотива. Для грузовых тепловозов [2П]=226-245 кН, для пассажирских тепловозов [2П]=211-221 кН [4].

Если при n_ос=8 осевая нагрузка 2П превышает допустимую величину [2П], то необходимо выполнить пересчет основных технических параметров локомотива с увеличением числа его секций n_с либо с увеличением значений расчетных коэффициентов сцепления ψ_кр и ψ_ктр (по согласованию с консультантом курсового проекта).

Используя окончательные результаты, составляют осевую формулу проектируемого локомотива, отображающую число его секций, а также количество и назначение осей.

1.9. Ориентировочный диаметр колеса тепловоза

Ориентировочный диаметр колеса тепловоза D_к (мм) определяют по условию контактной прочности колеса и рельса, выражаемому неравенством [3,4]

(25)

где [2р] – допустимая по условию контактной прочности колеса и рельса удельная нагрузка, приходящаяся на 1 мм диаметра колеса ([2р]=0,20-0,24 кН/мм).

Полученное значение D_к округляют в большую сторону до ближайшего стандартного диаметра: 1050 мм, 1250 мм. Для тепловозов типа ТЭП70 с тяговым приводом III класса допускается использовать колеса с диаметром D_к=1220 мм.

Примечание: выбранное значение диаметра колеса уточняется в дальнейшем при разработке компоновочной схемы тягового привода проектируемого тепловоза

1.10. Ориентировочные размеры секции тепловоза

1) Длина секции по осям автосцепок L_а, м

(26)

где L_уд – удельная длина тепловоза, мм/кВт.

Значение L_уд (мм/кВт) для магистрального тепловоза можно оценить по эмпирической формуле

(27)

Длина секции по осям автосцепок L_а должна соответствовать ограничению по прочности искусственных сооружений пути [3]:

(28)

где [q_п] – погонная нагрузка локомотива, допускаемая по условию прочности искусственных сооружений пути ([q_п]=73,5-88,5 кН/м).

2) База локомотива L_б, м

Значение базы локомотива, то есть расстояния между шкворнями или геометрическими центрами тележек одной секции, можно оценить с помощью формулы [3,4]

(29)

где е – числовой коэффициент (е=0,50-0,54 при L_а≤20 м; е=0,55-0,60 при L_а>20 м).

3) База тележки L_т, м

Ориентировочное значение базы тележки – расстояния между крайними осями тележки – для двух- и трехосных тележек составляет

(30)

где n^т_ос – число осей в тележке;

L_ос – расстояние между смежными осями в тележке, мм (L_ос=1850-2300 мм).

По результатам расчетов необходимо заполнить таблицу 1 с полученными значениями основных технических параметров проектируемого локомотива, а также выбрать локомотив-прототип из числа существующих магистральных тепловозов.

Таблица 1.

Основные технические параметры проектируемого локомотива

№ п/п	Название параметра	Значение параметра
1.	Число секций
2.	Расчетная скорость, км/ч
3.	Конструкционная скорость, км/ч
4.	Расчетная касательная сила тяги секции, кН 1)
5.	Номинальная касательная мощность секции, кВт 2)
6.	Секционная мощность по дизелю, кВт
7.	Сцепной вес секции, кН
8.	Служебная масса секции, т
9.	Осевая нагрузка локомотива, кН
10.	Осевая формула
11.	Диаметр колеса, мм
Серия локомотива-прототипа

Примечания:

¹⁾ расчетная касательная сила тяги секции определяется как F_кр/n_с;

²⁾ номинальная касательная мощность секции определяется как N_к/n_с