CC BY
29
УДК 629.45.62-832/-833
I. Ю. ХОМЕНКО (Д11Т)
УДОСКОНАЛЕННЯ КОНСТРУКЦП ПРИВОДА ГЕНЕРАТОРА В1Д ТОРЦЯ ОС1 КОЛ1СНО1 ПАРИ
Розглянута можливiсть збiльшення тягово! здатностi привода ТРК ввд торця oci з метою забезпечення енерпею системи кондищювання пасажирського вагона при двогенераторнiй CTcreMi енергозабезпечення. Проведено випробування пасiв ХРС шмецько! фiрми «Continental ContiTech», яш пвдтвердили можливiсть !х використання з метою покращення характеристик привода. Ключовi слова: привод генератора, клинопасова передача
При двохгенераторнш схемi електрозабез-печення [1] пасажирського вагона, що може використовуватися в разi оснащення його кон-дицiонером, використовуються стандартнi приводи вщ торця осi.
В експлуатаци знаходяться двi модифшацп привода: ТРК, призначений для роботи з генератором 2ГВ-003 в електричних схемах ЕВ-7 та ТК-2, призначений для роботи з генератором 2ГВ-008 в електричних схемах ЕВ-10. Ц схеми постшно вдосконалюються, тому застосову-еться декiлька аналогiв вказаних генераторiв, в основному росiйського виробництва. Обидва привода з'еднують генератор з торцем осi кол> сно! пари клинопасовою передачею. У приводi ТРК у цьому ланцюгу присутнiй ще i зубчатий одноступеневий редуктор, що дозволяе збшь-шити 11 передатне вщношення. Вказанi приводи широко поширенi. Ними обладнано 2/3 паса-жирських вагошв. 1х обслуговування i ремонт оргашзовано на високому рiвнi. Чим бшьша потужнiсть приводiв, тим ефективнiше може працювати схема в цiлому. В новш шструкци ЦЛ-0078 [2], вказано, що потужшсть приводiв у дiапазонi 40... 160 км/год (37... 160 км/год для ТРК) складае 8 кВт. Уже традицшно для цих приводiв потужшсть вимiрюеться на виходi випрямляча вагона за постшним струмом. Фак-тично, це i е потужнiсть, необхщна для вагона з електрообладнанням ЕВ-7 та ЕВ-10 (у ЕВ-10 при швидкосп бшьше 50 км/год - 9 кВт). Вка-зана потужшсть привода може бути достатнь-ою для живлення економiчного кондицiонера. Привод, що забезпечуе на виходi з випрямляча 8 кВт при швидкостях 37...40 км/год, при збшьшенш швидкосп зможе передати значно бiльшу потужшсть, що в комплекс з модерш-зованим генератором повнiстю може задовшь-нити потреби в енерги вагонного кондищонера.
Для забезпечення тако! електрично! по-тужностi пасова передача привода повинна ма-
ти мехашчну потужшсть дещо бшьшу за елек-тричну потужшсть, а саме:
—пр ваг+—випр^^г
(1)
де Рпр - потужшсть привода;
Рваг - потужнiсть, що споживаеться електро-обладнанням вагона;
Рвипр - втрати у випрямлячц
дген - ККД генератора.
Таким чином, при потужносп користувачiв вагона 8 кВт, потужшсть привода не може бути нижчою вщ 9,5.10,5 кВт.
Нам вiдомi геометричнi параметри приводiв, типи паев, !х кiлькiсть i норматив затягання пристрою натягу. Використовуючи довiдники [3, 4] неважко переконатися, що пасова передача обох приводiв не в змозi передати необхiдну потужшсть при швидкосп вагона 40 км/год, якщо натяг ременiв буде вщповщати норматив-ним документам. Так згщно табл. Х111-19 дов> дника [3] потужшсть, що передаеться пасом С (або пасом В за старою класифшащею), що за-стосовуеться в приводах ТРК, на 40 % менше вщ необхщно1. За формулою (28) довщника [3] попереднiй натяг пашв мае суттево перевищу-вати натяг, вказаний в шструкци. Звичайно при розрахунках використовуеться ряд коефщен-т1в, тобто е певний запас, але й умови, в яких працюють приводи доволi жорсткi. Розгляну-вши бiльш детально натяжний пристрш приводу ТРК, неважко шдрахувати, що допуски гео-метричних розмiрiв деталей та допустимi жорс-ткосп пружин забезпечують попереднiй натяг пашв з зусиллям 200... 400 кг, в той час як вва-жаеться, що натяг дорiвнюе 315.330 кг [5].
1снуе ще один недолш в конструкци приво-дiв: потужнiсть, що передаеться, в значнш мiрi залежить вiд напрямку обертання привода, тобто вщ напрямку руху вагона. Такий ефект по-яснюеться на прикладi привода ТРК (рис. 1).
© I. Ю. Хоменко, 2012
43
Рис. 1. Змша навантаження на пристрш натягу привода в залежностi ввд напрямку обертання
Змша напрямку руху вагона призводить до змши навантаження на пружинний мехашзм пристрою натягу. При вщсутносп компенсато-р1в цього ефекту, натяг пас1в 1, вщповщно, по-тужшсть, що передаеться, змшюеться. У привод! ТК компенсатор вщсутнш, а у ТРК в натяжному пристро! е додаткова пружина велико! жорсткость
Така невщповщшсть м1ж вказаними { фак-тичними характеристиками привод1в змусила нас провести наступи дослщження, так як у раз1 неможливост передач! приводами необ-хщно! потужносп, попршуються вс характеристики системи в цшому.
Проанатзуемо роботу привод1в на вагонах. На графшу 1 (рис. 2) мехашчну потужшсть привода, що виражена в електричнш потужносп за постшним струмом, позначимо прямою 1.
Проанатзувавши систему ЕВ-10 (привод ТК-2) з урахуванням змщення точки переклю-чення з батаре! на генератор в залежносп вщ
вв1мкненого навантаження, 1 струму зарядки батарей в залежносп вщ швидкосн руху, отри-муемо криву 2. Ця крива, що враховуе також { допуски регулювання, характеризуе верхню межу потужносп, що споживаеться, в залежносп вщ швидкосн руху вагона. Аналопчно для системи ЕВ-7 (привод ТРК) одержуемо пряму 3.
З одержаних результапв видно, що переда-вати задекларовану потужшсть при малих шви-дкостях руху потяга в схемах ЕВ-10 завдяки конструктивним ршенням електрообладнання неможливо. У схемах ЕВ-7 це можливо лише у випадку затягування пас1в бшьше норми, що зустр1чаеться рщко. Як правило, провщники намагаються не вмикати потужних споживач1в енерги при малих швидкостях руху потяга, тоб-то, у схемах ЕВ-7 обмеження споживання елек-трично! енергн при низьких швидкостях руху потяга здшснюетъся ручним способом.
Рис. 2. Потужносп, що передаються приводами ТК-2
ЕВ-
Слщ також зазначити, що привод ТРК для реатзацп поставлено! задач! по забезпеченню енерпею кондищонера виглядае бшьш приваб-ливо не тшьки через бшьший коефщент потужносп, що шдтверджуеться розрахунками, але i через бшьш досконалий пристрш натягу, що мае внутршню додаткову пружину велико! жо-рсткосн, яка дозволяе приводу в меншш мiрi реагувати на змiну напрямку обертання.
Для покращення характеристик привода скористаемося роботами росшських вчених [ 6, 7, 8], яю не тшьки тдтверджують зробленi нами висновки, але i пропонують шляхи подо-лання виявлених недолiкiв. Зокрема для тдви-щення тягово! здатносп приводiв вiд торця осi пропонуеться використовувати паси типу ХРВ (для приводiв ТК-2) i ХРС (для приводiв ТРК). Тягова здатнiсть цих пашв суттево залежить вiд виробника. Рошяни провели випробування па-ав такого типу фiрми «PIX», i фiрми «Volta ISB». Нами вибрано бшьш доступнi на Укра!ш паси шмецько! фiрми «Continental ContiTech». З щею метою ми помiстили комплект ремешв ХРС на стенд для обкатки редукторiв. На вихо-дi генератора встановили активне навантажен-ня, що дозволило, плавно збiльшуючи напругу генератора, регулювати потужшсть, що передашься приводом. Контроль сшввщношення обе-ртiв генератора та приводно! ос стенда здiйс-нювався за допомогою двоканального осцило-графа ( DS1022C № DS1022200004589), яким вимiрювалася частота генератора та тахогене-ратора штатного тахометра, що шдключений на приводi стенда. Контроль попереднього натягу
(електрична схема ЕВ-10) та ТРК (електрична схема ■7)
пасiв здiйснювався шляхом вимiрювання про-гину вiд контрольно! ваги.
При обмеженш ковзання пашв в 2,5 % та при швидкостях приводно! колiсно! пари 220 об/хв. ( 40 км/год) нами одержат наступш результати, як занесет до табл. 1.
Таблиця 1
Потужшсть, що передаеться клинопасовою передачею, в залежносл в1д попереднього натягу паав
Попереднш натяг пас1в, кг 240 320 400
Потужшсть на виход1 генератора, кВт 9,2 11,85 14,6
Пiд час випробувань шдтверджено, що паси ХРС мають одинаковi розмiри i при наванта-женнях не розтягуються. При перевантаженнi ковзання збшьшувалося плавно i паси ХРС продовжували передавати навантаження, в той час як паси С бшьш схильш до буксування. Звичайно, що отримаш нами результати в реа-льних умовах експлуатацi! можуть бути пр-шими, але якiсть i тягова здатнiсть випробува-них пашв пiдтверджують доцiльнiсть !х вико-ристання для покращення характеристик при-водiв ТРК.
Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. Кукса, Ю. Я. Перспективы модернизации пассажирских вагонов при проведении капитально-восстановительного ремонта [Текст] / Ю. Я. Кукса, П. М. Мустафа, И. Ю. Хоменко // Же-
лезнодорожный трансп. Украины. - 2010. -№ 2. - С. 28-30.
2. 1нструкцш з ремонту редукторно-карданних при-водш пасажирських вагонш. ЦЛ-0078 [Текст] : Затв.: Наказ Укрзал1знищ 31.03.09. № 219-С / Державна адмшютращя зал1зничного транспорту Украши. Укрзал1зниця. Головне пасажирське управлшня - К., 2010. - 191 с.
3. Самохвалов, Я. А. Справочник техника-конструктора [Текст] / Я. А. Самохвалов, М. Я. Левицкий, В. Д. Григораш. - К. : Техника, 1978. -592 с.
4. Решетов, Д. Н. Детали машин [Текст] : учебник для вузов / Д. Н. Решетов. - М. : Машиностроение, 1975. - 655 с.
5. Терешкин, Л. В. Приводы генераторов пассажирских вагонов [Текст] : 2е изд., перераб. и доп. / Л. В. Терешкин. - М. : Транспорт, 1990. - 152 с.
6. Самошкин, С. Л. Повышение тягово-энергети-ческих показателей приводов вагонных генераторов пассажирских вагонов [Текст] / С. Л. Са-мошкин // Тяжелое машиностроение. - 1997. -№ 6. - С.14-17.
7. Самошкин, С. Л. Исследование возможности повышения тягово-энергетических показателей серийных клиноременных приводов генераторов пассажирских вагонов [Текст] / С. Л. Са-мошкин // Тяжелое машиностроение. - 1999. -№ 3. - С. 32-36.
8. Самошкин, О. С. Совершенствование генерато-рно-приводных установок пассажирских вагонов. [Текст] / О. С. Самошкин // Железнодорожный трансп. - 2011г. - № 10. - С. 56-59.
Надшшла до редколегп 14.12.2011.
Прийнята до друку 20.12.2011.
И. Ю. ХОМЕНКО
УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ПРИВОДА ГЕНЕРАТОРА ОТ ТОРЦА ОСИ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ
Рассмотрена возможность увеличения тяговой мощности привода ТРК от торца оси с целью обеспечения энергией системы кондиционирования пассажирского вагона при двухгенераторной системе енергоснабже-ния. Проведены испытания ремней ХРС немецкой фирмы «Continental ContiTech», которые подтвердили возможность их использования с целью улучшения характеристик привода.
Ключевые слова: привод генератора от торца оси колесной пары, клиноременная передача
I. Yu. KHOMENKO
BELT DRIVE CONSTRUCTION IMPROVEMENT
The possibility of the traction capacity increase of the belt drive TRK is examined. This was done for the purpose of air conditioning system of passenger car with double-generator system energy supplying. Belts XPC (made by the German firm «Continental ContiTech») testing were conducted. The results confirmed the possibility of their usage in order to improve belt drive TRK characteristics. Keywords: belt drive, multiple V-belt drive
