Дослідження поширення вібрації від ходової частини тепловоза.

Охорона праці

Вступ

У процесі виконання машиністом основної роботи на нього негативно впливаєряд факторів зовнішнього середовища. При впливі цих факторів, головним чином вібрації, відбуваються зміни фізіологічних функцій організму. Величина цих змін залежить від інтенсивності вібрації, його спектрального состава й часу дії. При знятті вібраційного впливу й після відпочинку організму людини фізіологічні функції вертаються до свого нормального стану. Ці оборотні зсуви не приносять шкоди здоров'ю людини. Якщо ж інтенсивність вібрацію, що впливає, великий і час відпочинку недостатньо, то фізіологічні зміни не встигають прийти у свій первісний нормальний стан до моменту початку нового циклу вібраційного навантаження. Така ситуація приводить до нагромадження змін фізіологічних функцій і вони здобувають необоротний характер. За певних умов в організмі людини можуть розвиватися патологічні зміни.

4.1.Характеристика і параметри вібрації рухомого складу

При створенні перших вітчизняних тепловозів не було достатнього досвіду в області боротьби з вібрацією, не розроблялися спеціальні засоби захисту від вібрації, у зв'язку з чим рівні вібрації в кабінах машиніста були досить високими. Загальний рівень шуму в кабінах перших тепловозів ТЕЗ при роботі двигуна з номінальною частотою обертання вала і рух зі швидкістю від 20 до 80 км/год досягав 107-108 дБ, а при роботі на стоянці - 102,5-106 дБ. Дослідження показали, що певного ефекту зниження вібрації в кабінах можна досягти лише при використанні комплексу заходів по зниженню як повітряної, так і структурної складових. Проведено великий обсяг дослідницьких робіт по зниженню низькочастотних вібрацій вузлів тепловозів.

Тепловоз 2ТЭ116. Кузов тепловоза суцільнометалевий, а дах кузова складається з п'яти легкосъемных секцій з вбудованими коробами для очищення повітря, що надходить на охолодження електричних машин. Між задньою стінкою кабіни тепловоза і кузовом над силовою установкою є тамбур, всередині якого встановлені високовольтні камери. Випрямна установка з двигун-вентилятором для охолодження та охолодження тягових електродвигунів передній візки розташована між дизель-генератором і тамбуром. У шахті холодильника встановлено двигун-вентилятор охолодження тягових електродвигунів задній візки та двигун-компресор. У даху шахти холодильника розміщені чотири осьових восьмилопостных вентилятора серії КК-2М з діаметром вентиляторного колеса 1100 мм.

Силова установка тепловоза 2ТЭ116 складається з дизеля 5-Д49 і тягового генератора змінного струму ГС-501А. Дизель - чотиритактний, шестнадцатицилиндровый, v-образний, потужністю 3000 л. з. При номінальній частоті обертання 1000 об/хв. Мінімальні стійкі обороти - 350 про/хв.

Ротор тягового генератора з боку контактних кілець встановлений на двухрядном сферичному підшипнику, а з боку дизеля за допомогою пластинчастої муфти з'єднаний з колінчастим валом дизеля. На опорних майданчиках генератора встановлені збудник НД-650 і стартер-генератор СТГ7, що приводяться від вбудованого в дизель редуктора з передавальним відношенням 3,3. Конструкція приводного валопроводу являє собою здвоєну втулково-пальцевую муфту з круглими гумовими втулками. Номінальна частота обертання збудника і стартер-генератора - 3300 про/хв.

Дизель і генератор змонтовані на загальній поддизельной. рамі, яка в трьох точках (з кожної сторони) спирається на раму тепловоза; під генератором - через опорну пружину, в центральній частині дизель-генератора - жорстко і жорстко з нажимною пружиною - з боку передньої частини дизеля. Аналогічне кріплення дизель-генератора до рами мають тепловози ТЕЗ. Тепловоз обладнаний глушником шуму випуску, що приєднаний патрубками до компенсаторам з фланцями турбокомпресорів дизеля. Стінки кузова всередині покриті вібро-демпфуючої мастикою.

Каркас кабіни тепловоза гратчастого типу з 2-образних профілів. Зовнішня обшивка кабіни виконана зі сталевих аркушів товщиною 2--2,5 мм. Звукоізолюючі конструкції огороджень кабіни тепловоза аналогічні конструкцій, застосованим на тепловозі .

В результаті досліджень вибросостояния-дизель генераторів тепловоза встановлено, що в діапазоні робочих частот обертання як на стендової установки, так і на тепловозі-дизель генератор має дві власні форми коливань. Перша форма з частотою 790-850 кол/хв на тепловозі і 820-860 кол/хв на стенді характеризується вертикальними коливаннями тягового генератора, а також поздовжніми (сильнішими) і вертикальними коливаннями допоміжних електричних машин. Друга форма з частотою 113О-1150 кол/хв на стенді характеризується поперечними коливаннями лап дизель-генератора і електричних машин.

Аналізом результатів випробувань встановлено, що в робочому діапазоні частоти обертання рівні низькочастотних вібрацій визначаються по суті однією формою коливань і резонан-

Рис1.Развитие вібрацій дизель-генератора: 1А-9ДГ па стенді і на тепловозі

2ТЭ116:а - лапа тягового генератора (вертикальне напрямок); б - лапа стартер-генератора (поздовжнє напрямок); 1 - дизель-генератор на тепловозі. 2 - дизель-генератор на стенде.

сом першого порядку при 675-700 про/хв на тепловозі і 800- 850 об/хв на стенді (рис.1). Форма коливань характеризується низьким рівнем вертикальних вібрацій дизеля, дещо більшим рівнем вертикальних вібрацій генератора і значними поздовжніми вібраціями верху генератора і встановлених на ньому електричних машин. Подібний характер розвитку вібрацій мав місце і на дизель-генераторах тепловозів М62, ТЕП60 , тобто є характерним для всіх-дизель генераторів, змонтованих на загальній поддизельной рамі з кріпленням генератора до дизеля пластинчастими муфтами.

Для обмеження низькочастотних вібрацій-дизель генераторів 1-9ДГ і 1А-9ДГ рівнями, не роблять впливу на їх працездатність, а також не викликають збільшення вібрацій інших вузлів і агрегатів тепловоза, розроблені "Норми контролю амплітуд низькочастотних вібрацій-дизель генераторів 1-9ДГ і 1А-9ДГ тепловозів 2ТЭ116 і ТЭ109".

Поряд з нормами вібрацій-дизель генераторів на тепловозі були встановлені також гранично допустимі значення амплітуд виброперемещений в міліметрах-дизель генераторів типу 9ДГ при роботі на випробувальних стендах дизелебудівних заводів, які забезпечують задовільний вибросостояние тепловоза після установки дизель-генератора .

Виконуваність і реальність встановлених граничних значень була підтверджена у контрольних вимірах вібрацій на дизель-генераторах і тепловозах (30 локомотивів)

Прийняті за нормами граничні значення амплітуд вібрацій-дизель генераторів тепловозів 2ТЭ116 жорсткіше, ніж аналогічні норми для тепловозів М62. Допустимого впливу на електричні нормами встановлюються жорсткіші вимоги, ніж чинним ГОСТ 17516--72 Вироби електротехнічні. Умови експлуатації в частині впливу механічних факторів зовнішнього середовища. За вимогам ГОСТ рівні вібрацій, що впливають на електричні машини, розташовані в кузовах тепловозів, не повинні перевищувати 1 g. Допустимі ж значення за нормами (перераховані в частки g) навіть при номінальній частоті обертання (частота 16,75. Гц) не перевищують на тепловозі 0,5g, а на стенді 0,6 g. Норми забезпечують низькі вібрації елементів кузова і встановлених у ньому агрегатів.

Тепловоз М62. Кузов тепловоза складається з двох кабін машиніста, машинного відділення, шахти холодильника і приміщення високовольтної камери. Між машинним відділенням і кабінами машиніста утворені два проміжних приміщення (тамбура): з боку тягового генератора - шириною 1740 мм (в цьому тамбурі розташована високовольтна камера) і з боку холодильника -- шириною 680 мм.

Силова установка тепловоза М62 складається з дизеля 14Д40 і тягового генератор постійного струму ДП-312. Дизель 14Д40 потужністю 2000 л. з. - дванадцятициліндровий двотактний, V-образний з кутом розвалу циліндрів 45°. Дизель-генератор, змонтований на загальній поддизельной рамі, спирається на раму тепловоза у 22 точках через амортизатори тієї ж конструкції, що і на тепловозі ТЕП60- Чотирнадцять амортизаторів розташовані під дизелем і вісім (по два в ряд) - під генератором. Повітряний компресор КТ7 жорстко кріпиться до рами і приводиться карданним валом від валу тягового генератора. З протилежного боку генератора, розташована шахта холодильника. Привід вентилятора холодильника механічний - від колінчатого вала дизеля через розподільчий двоступінчастий редуктор, гидромуфту і кутовий редуктор. Номінальна частота обертання вала вентилятора при 750 об/хв колінчатого вала дизеля - 1395 про/хв.

Звукоізоляція кабін здійснюється наступним чином: внутрішня поверхня обшивки та каркас покриті шаром демпфуючої мастики № 579 ТУ МХП 27^8-50 або № 580 ТУ МХП 4468-55 товщиною 2-4 мм.

4.2 Методи зниження вібрації в кабіні машиніста.

4.2.1.Эффективними засобами зниження вібрацій є застосування гумових прокладок між рамою тепловоза й кабіною, а також виброгасящих крісел для машиніста і його помічника.

4.2.2 Для зменшення вібрації можна вікористовивать машиністові взуття на гумовій підошві.

4.2.2 Можна обшити кабіну машиніста спеціальними матеріалами.

Висновки

У результаті проведеного аналізу джерел вібраційпропонують наступні заходи: для зниження вібрації в кабіні машиніста.

1.В результаті досліджень вибросостоянія-дизель генераторів тепловоза встановлено, що в діапазоні робочих частот обертання як на стендової установки, так і на тепловозі-дизель генератор має дві власні форми коливань. Перша форма характеризується вертикальними коливаннями тягового генератора, а також поздовжніми (сильнішими) і вертикальними коливаннями допоміжних електричних машин. Друга форма характеризується поперечними коливаннями лап дизель-генератора і електричних машин.

2. Також запропоновані такі методи рішення проблеми: машиністові можно використовивать взуття на гумовій підошві, обшити кабіни машиніста спеціальними матеріалами, а також встановити виброгасящіє крісла для машиніста і його помічника.