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文檔簡介
1、CFR MRT98.003ZAGRO 原車功率(Kw)65傳動比2519.05轉速(r/min)20002000車輪直徑(mm)310285速度(km/h)4.675.64速度(m/s)1.30 1.57 電機提供的牽引扭力28.723.9T=9549Pn小車的牽引力(KN)18.512.78F=4×TiR 由于各被牽引車輛在公鐵牽引時,均處于無動力的自由狀態(tài),故系統(tǒng)的受力可表示為:Ft=Fa+Fb其中,F(xiàn)t牽引車提供動力; Fa牽引車所受阻力: Fb被牽引車所受阻力:被牽引車阻力FbFb按產(chǎn)生原因可以分為基本阻力和附加阻力兩種;按運動狀態(tài)可分為起動阻力Wq和運行阻力。起動基本阻力W
2、q=K=1Nmkgwqkmk第k節(jié)被牽引車的質量(t);wqk第k節(jié)被牽引車的起動單位基本阻力(N/kN),電力、內燃車取5N/kN;N被牽引列車的節(jié)數(shù);g9.81m/s2.故:Wq=mgwq=200×9.81×5=9.81KN運行基本阻力基本阻力+附加阻力基本阻力(軸承摩擦、車輪在鋼軌上滾動、車輪與鋼軌的滑動摩擦等)w0=A+Bv+Cv2其中:w0被牽引車運行單位基本阻力(N/kN);v列車運行速度(km/h)。被牽引車輛的運行基本阻力為:W0=K=1Nmkgw0k附加阻力(坡道附加阻力、曲線附加阻力、隧道附加阻力等)運行阻力:動車組最大基本阻力:CRH2動車組 w0=0
3、.88+0.0074v+0.000114v2電力機車基本阻力:8G型: w0=2.55+0.0083v+0.000212v2內燃機車基本阻力:ND5型: w0=2.98+0.0202v+0.000033v2牽引時速度為5km/h,不足10km/h按照10km/h計算。 得出w0最大為3.2N/kN.按照牽引噸位200t計算: W0=200×9.8×w0=6.3KN最大啟動力:F=mg=0.25×200×9.8=490KN最小啟動力:F阻=w0mg=5×200×9.81000=9.8KN小車可以提供的牽引力:T=9549Pn=9549&
4、#215;62000=28.7KNF=4×TiR=4×25×28.70.31/2=18.5KN按照MRT98提供的最大扭力TMAX=940計算,F(xiàn)MAX=4×TMAXR=4×9400.31/2=24.3KN小車提供的牽引力大于最小啟動阻力,小于最大粘著力,可以牽引小車。 根據(jù)受力分析,假設小車在負載啟動時,前輪處于正好要打滑的臨界狀態(tài),此時,前輪所受的地面反作用力,即G1=0;前輪水平方向不受力,即Fa=0;在啟動的瞬間,假設受力點為M,此時,F(xiàn)a的力臂la=0,F(xiàn)b的力臂lb=0,G2的力臂h2=0;根據(jù)力矩平衡:F*h+Fa*la+Fb*l
5、b+G1*a+G2*h2=G*1/2*a其中,F(xiàn)=F牽【此處按照牽規(guī)計算,F(xiàn)牽=9.81KN;按照招標文件啟動牽引力為23KN】因此,23*880+Fa*0+Fb*0+0*2000+G2*0=G*1/2*1700;故,G=23.812KN=mg;故,m=2381.2kg;因此,小車必須在自重m小車2381.2kg時,方可確保前輪不打滑,目前小車自重m小車=(35004000)kg2381.2kg;由此可得,目前設計狀態(tài)下,牽引200T機車,前輪不打滑。在啟動狀態(tài)下:計算后輪在負載啟動時的瞬時受力F2=G2;此時后輪主要受力來自于牽引產(chǎn)生的扭力,以及重力產(chǎn)生的扭力,假設相對于后輪牽引施加的扭力為
6、Fb1=sin*cos*F;重力施加的扭力為Gb2=sin*cos*G;F2=G2=Fb1+Gb2=sin*cos*F+sin*cos*G=40.22KN;此時,后輪承重m2=4.022T;后輪單輪承重m21=2.011T;后輪啟動需要的扭矩T2=umg*r=1837Nm;齒箱傳動比i=1:19.9;T2電=92.3Nm;此時,電機輸出功率P=T*n/9550=92.3Nm*1600rpm/9550=15.46KW;此時,所需輸入電流I=P/V=332A;計算前輪在負載時的瞬時受力F1=G1;前輪牽引施加的扭力為Fa1=sin*cos*F;重力施加的扭力為Ga2=sin*cos*G;F1=G1
7、=Ga1-Fa1=10.79KN;此時,前輪承重m1=1.079T;前輪單輪承重m11=0.5385T;此時前輪需要扭矩T1=492Nm;齒箱傳動比i=1:19.9;T1電=24.72Nm;此時,電機輸出功率P=T*n/9550=24.72Nm*1600rpm/9550=4.14KW;此時,所需輸入電流I=P/V=86.3A;因此,加速啟動時所需總扭矩T=4658Nm;所需總電流I總=332A*2+86.3A*2=836.6A。在連續(xù)運行狀態(tài)下:由于如果能夠正常啟動的話,連續(xù)運行時就無需考慮前輪打滑問題,計算時,可直接考慮作為一個整體進行計算。此時,小車施加的扭力,可僅考慮牽引力施加的力;故,
8、F總=Fa+Fb;前輪Fa=sin*cos*F;后輪Fb=sin*cos*F;此時,牽引所需的相對作用力F=F牽=9.7KN;故,F(xiàn)a=2.39KN;Fb=4.78KN;F總=7.17KN;此時驅動輪所需的總扭矩T=1456Nm;齒箱傳動比i=1:19.9;T電=73.2Nm;此時,電機輸出功率P=T*n/9550=73.2Nm*1600rpm/9550=12.3KW;此時,所需輸入電流I=P/V=255.5A。在空載運行狀態(tài)下:由于小車在空載狀態(tài)下一般為在公路上行駛,故摩擦系數(shù)將隨路面狀態(tài)不同而變化,這里取中間值u=0.025;并且由于啟動加速時間較短,這里僅計算以10km/h運行過程中所需
9、的電量;F=umg=0.025*4000*10=1KN;故,此時總扭矩T=155Nm;齒箱傳動比i=1:25;T電=6.2Nm;此時,電機輸出功率P=T*n/9550=6.2Nm*2000rpm/9550=1.30KW;此時,所需輸入電流I=P/V=1.30KW/48V=27A??蛰d制動:制動時小車總重m=4000kg;膠輪與鋼軌粘著系數(shù)fa=0.4;車輪與鋼軌粘著力計算:Fh=fa*m*g=0.4×4000×9.8=15.68KN;F推=F減=ma a=15.68/4=3.92m/s22as=v2 s=(1.3)2/2/3.92=0.2m空載時可以提供最大的減速度為3.9
10、2m/s2,最小的制動距離為0.2m。負載制動分析:制動時機車及小車總重m=204T;假定機車做勻減速運動,減速度a=0.07m/s2;減速時間20S,減速距離約28m;小車自重m1=4T;膠輪與鋼軌粘著系數(shù)fa=0.4;制動時,下車所受推力:F推=F減-F阻;其中,F(xiàn)減=ma=204t×0.07=14.28KN; F阻=w0mg=5×200×9.81000=9.8KN;F推=14.28-9.8=4.48KN;車輪與鋼軌粘著力計算:Fh=fa*m1*g=0.4×4000×9.8=15.68KN;Fh>F推;因此,在正常狀態(tài)下,可以有效制動
11、不打滑;假定Fh=F推F減=F推 +F阻=15.68+9.8=25.48KNa=F減m=25.48204t=0.12按照初始速度為5km/h計算:t=v/a=5/3.6/0.12=11.5ss=7.9m按照初始速度為4km/h計算:t=v/a=4/3.6/0.12=9.25ss=5.1m制動力矩驗算:制動時所需總扭矩T= F推×r=15.68×0.155=2430.4Nm(按照Fh=F推);齒箱傳動比i=1:25;T電=97.22Nm;單個驅動輪電機扭矩T電單=24.3Nm;T電單<T制=60Nm;因此,所選型號驅動電機制動滿足制動需求。由此,若選用MRT98的驅動裝置,啟動時最大扭矩2600Nm>1837Nm;額定扭矩540Nm>連續(xù)運行485.
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