Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Тема. Рессорное подвешивание




Взаимодействие экипажа и пути. Масса локомотива разделяется на подрессоренную и неподрессоренную. К неподрессоренным массам относят массу колесной пары с буксами, часть массы рессорного подвешивания первой ступени (примерно 2/3), около половины массы тягового электродвигателя при опорно-осевом его подвешивании (двигатель опирается одним концом на ось колесной пары, а другим на раму тележки). Неподрессоренная масса, приходящаяся на одни колесно-моторный блок у тепловозов с опорно-осевой подвеской двигателя (ТЭМ2, М62 и др.), составляет 4,5-4,6 т. У тепловозов ТЭП70 с опорно-рамным подвешиванием двигателя (двигатель закреплен на раме тележки и значит подрессорен) неподрессоренная масса составляет 2,5-2,7 т.

При движении тепловоза его подрессоренные и неподрессоренные массы совершают колебания относительно рельсового пути. Причем колебания колесных пар (неподрессоренных масс) происходят самостоятельно, независимо от колебаний всего экипажа. У тепловозов различают следующие основные виды колебаний: подпрыгивание, галопирование, поперечная качка, виляние и боковой относ.

Подпрыгивание (перемещение вверх и вниз) - совершается под действием периодически изменяющихся вертикальных сил (рис.30, а), вызывающих колебательное движение надрессорного строения относительно колесных пар.

Галопирование (колебание надрессорного строения вокруг поперечной оси у, проходящей через центр тяжести тепловоза) - вызывается (рис.30, б) неодинаковым прогибом рессорного подвешивания передней и задней тележек.

Поперечная (боковая) качка (колебания экипажа вокруг продольной оси экипажа) - возникает вследствие разного по знаку прогиба рессорного подвешивания на одной и другой сторонах тепловоза (рис. 30, в).

Виляние (поперечное перемещение и одновременно вращательное движение относительно вертикальной оси тепловоза в зазорах между колесами и рельсами) - возникает вследствие извилистого движения колесной пары, вызываемого коничностью бандажей, и попеременного воздействия упругих сил со стороны рельсов на колеса каждой колесной пары.

Боковой относ (смещение экипажа в поперечном направлении) - действием центробежных сил (иногда и сильного ветра).

Рис.30. Основные виды колебаний локомотива: а - подпрыгивание; б - галопирование; в - поперечная качка.

 

Колебания локомотива приносят много вреда, сопровождающие колебательный процесс чрезмерные динамические нагрузки расстраивают путь, нарушают плавность хода, а иногда могут вызывать сход экипажа с рельсов. Воспринимаемые экипажем динамические нагрузки вредно отражаются на работе тягового оборудования, ухудшают условия труда локомотивной бригады.

Основными параметрами (характеристиками) всех колебательных процессов являются: массы, участвующие в колебательном процессе, размах (амплитуда) колебаний и частота или период колебаний. Количественные показатели этих параметров для колеблющихся в вертикальном направлении подрессоренных масс характеризуют вертикальную динамику локомотива.

Вертикальная динамика локомотива считается хорошей -если он имеет плавный ход во всем диапазоне скоростей, т. е. оказывает наименьшее динамическое воздействие на путь, обеспечивает минимальную утомляемость локомотивных бригад.

Горизонтальную динамику характеризуют силы - действующие на рельсы и экипаж в горизонтальной плоскости при прохождении кривых и прямых участков пути, а также поведение экипажа в рельсовой колее (виляние, поперечные броски кузова и т. д.).

Возникающие при колебаниях силы растут с увеличением скорости. Во избежание их чрезмерного роста, при котором создается угроза безопасности движения, следует снижать скорость тепловоза. Для установления допускаемой скорости движения в прямых и кривых участках пути необходимо иметь представление о действующих на колесные пары силах в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Силы, возникающие при вертикальных колебаниях экипажа. Причина возникновения вертикальных колебаний надрессорного строения обусловлена различными неровностями рельсового пути. При качении колеса по неровности, рессорное подвешивание как бы разделяет массы нижнего и верхнего строения экипажа. Инерционное же перемещение кузова вниз вызовет сжатие упругих элементов подвешивания и инерционная сила погаснет. Сжатые упругие элементы подвешивания после исчезновения дополнительных инерционных сил восстанавливаются за счет внутренних сил, упругости.

Критическая скорость и гашение колебаний. Катящиеся по рельсам колеса получают толчки и удары с частотой, зависящей главным образом от периодичности повторения рельсовых стыков. Эту частоту называют частотой вынужденных колебаний. Кузов же колеблется с частотой собственных свободных колебаний, которая зависит от статического прогиба рессорного подвешивания под нагрузкой. В случае совпадения частот вынужденных и собственных колебаний наступает явление резонанса, при котором резко возрастают амплитуды колебаний кузова, а значит и динамические силы. Скорость, при которой наступает резонанс, называют критической.

Коэффициентом использования сцепного веса называют -отношение минимальной нагрузки от колесной пары на рельсы к расчетной нагрузке, которую находят из условия равномерного распределения массы локомотива между всеми колесными парами тепловоза. Для тепловозов со смешанным расположением тяговых двигателей и с поднятыми до уровня рамы шкворнями коэффициент использования сцепного веса равен 0,8. У тепловозов 2ТЭ116 тяговые двигатели в тележке расположены друг за другом (гуськом) моторно-осевыми подшипниками в одну сторону. При этом усилия на зубья зубчатых колес у всех трех колесных пар тележек направлены в одну сторону. Это дало возможность повысить у этих тепловозов расчетный коэффициент использования сцепного веса на 10-12 °/о, хотя фактически меньше (9-8°/о). Чтобы полнее использовать сцепной вес локомотива, современные локомотивы (ТЭП70, ТЭМ7) выполняют с низкоопущенными шкворнями, точки передачи тяговых усилий у которых располагаются на уровне осей колесных пар (рис.31). При такой конструкции шкворней у локомотива снижается момент, приводящий к разгрузке передней тележки и перегрузке задней.

Движение по кривым. Известно, что при входе в кривую и движении по ней на локомотив действует центробежная сила, вызываемая изменением направления вектора скорости. Эта сила зависит от массы локомотива, скорости и радиуса кривой. У тележечного экипажа, имеющего значительную длину, проходимость в кривой обеспечивается благодаря повороту тележек относительно оси кузова на некоторый угол. В рельсовой колее тележка направляется гребнями колесных пар. Расположение тележек в кривой без заклинивания оказывается возможным благодаря зазору между рельсами и гребнями бандажей колесных пар. Несмотря на эти мероприятия вход локомотива в кривые и движение по ним сопряжены с большими усилиями, передаваемыми колесными парами на рельсы. Превышение этих усилий создает угрозу безопасности движения.

Рис.31. Схема передачи тягового усилия от рамы тележки к раме тепловоза с помощью низкоопущенного шкворня: 3F-усилие от трех колесных пар.

Рессорное подвешивание -предназначено для уменьшения динамического воздействия колес на рельсы при движении по неровностям пути, распределения нагрузок по колесам и обеспечения плавности хода тепловоза. Рессорное подвешивание бывает сбалансированное и индивидуальное, одноступенчатое и двухступенчатое.

Нагрузка от массы кузова и тележки передается колесным парам через буксы, установленные на концы оси. Упругими элементами, посредством которых нагрузка передается на колесные пары, могут служить листовые рессоры, цилиндрические витые пружины, резиновые амортизаторы.

По способу передачи нагрузки на колесные пары рессорное подвешивание бывает: индивидуальным или сбалансированным. Если упругие элементы размещены только между буксами и рамой тележек, такое подвешивание называют одноступенчатым. Если же, помимо буксовой ступени, упругие элементы имеются между рамами кузова и тележек, подвешивание называется двухступенчатым.

При индивидуальном подвешивании - каждая колесная пара имеет независимые комплекты подвешивания с каждой стороны тележки (рис.32).

Основными параметрами рессорного подвешивания являются - жесткость и определяемый ею статический прогиб. Чем меньше жесткость и выше статический прогиб, тем меньше частота собственных вертикальных колебаний надрессорного строения. Для обеспечения удовлетворительных ходовых качеств тепловоза статический прогиб должен быть примерно численно равен по значению конструкционной скорости, а частота свободных колебаний надрессорного строения.

Рис.32. Рис.33.

Рис.32. Схемы индивидуального рессорного подвешивания: 1 - подвеска; 2 - поводок буксы; 3 - поводковая букса; 4 - фрикционный гаситель колебаний.

Рис.33. Рессорное подвешивание тепловоза 2ТЭ116: 1 - опора пружины нижняя; 2 - пружина нижняя; 3 - пружина внутренняя; 4 - пружина средняя; 5 - опора пружины верхняя; 6 – прокладки.

 

Индивидуальная система рессорного подвешивания чрезвычайно проста, она в 3 раза легче сбалансированной и в ней отсутствуют быстро изнашивающиеся шарнирные соединения. Пружины должны подбираться по жесткости и высоте в свободном состоянии, чтобы не возникло неравенства статических нагрузок, передаваемых колесами на рельсы.

Рессорное подвешивание тепловозов 2ТЭ116 состоит - из 12 одинаковых групп (по шесть групп на тележку). Группа из двух одинаковых пружинных комплектов установлена в опорных гнездах корпуса буксы. Пружинные комплекты состоят из двух или трех пружин (рис.33). Наружная пружина делается с правой навивкой, а внутренние с левой.

Между верхней плитой рамы тележки установлены регулировочные шайбы. В верхнюю плиту вварен стакан с гайкой, в которую ввертывается технологический болт для стягивания комплекта при установке на тележку. Для гашения вертикальных колебаний надрессорного строения между буксами и рамой тележки установлены фрикционные демпферы.

Гасители колебаний (демпферы). Спиральные пружины обладают малым внутренним трением и не могут одни предотвратить явление резонанса (совпадение периода повторяющихся вынужденных колебаний, вызванных стыками рельсов и другими неровностями, с периодом собственных колебаний локомотива). Резонанс приводит к резкому увеличению амплитуды колебаний, к ударам рамы тележек о буксы. Гасители колебаний дают возможность создавать силы трения любого характера, обеспечивающие демпфирование вертикальных колебаний подрессоренной массы локомотива. При этом механическая энергия колебаний переводится в тепловую с последующим ее рассеиванием.

Корпус фрикционного демпфера (рис. 57, 58.) тепловозов 2ТЭ116 прикреплен четырьмя болтами к раме тележки. Для предохранения от пыли и грязи корпус демпфера сверху закрыт пластмассовым кожухом 4. Для создания необходимой силы трения вкладыши 2 прижаты к поршню 3 предварительно поджатой пружиной 6.

Рис. 34. Рис.35.

Рис.34. Фрикционный гаситель колебаний: 1 - амортизатор; 2 - сухарь; 3 - обойма; 4 - шток; 5 - поршень; 6 - фрикционная накладка; 7 - вкладыш; 8 - корпус гасителя; 9 - защитный кожух; 10 - пружина; 11- крышка; 12 - гайка; 13 - шплинт; 14 - крышка буксы.

Рис.35. Фрикционный гаситель колебаний: 1 - корпус; 2 - вкладыш; 3 - поршень; 4 - кожух; 5 - фрикционная накладка; 6 - пружина: 7 - крышка; 8 - обойма; 9 - сухарь; 10 - резиновый амортизатор; 11- кронштейн корпуса буксы; 12 – шток.

 

Гидравлический гаситель колебаний. В рабочем цилиндре 5 (рис.59) перемещается поршень 9, Шток поршня связан с верхней головкой крышки гасителя, на которой винтами укреплен цилиндрический кожух. В диске поршня размещены клапаны 8 с дроссельными отверстиями. Такие же клапаны 10 установлены в днище рабочего цилиндра. Рабочий цилиндр вместе со штоком вставлен в масляный резервуар гасителя, заполненный маслом. Крышка рабочего цилиндра уплотнена в резервуаре и зафиксирована гайкой. Между крышкой и штоком имеется уплотнение 2. Объемы над поршнем и под поршнем сообщаются через клапан 10. Клапаны 8, 10 выполнены в виде пластин с дроссельными отверстиями. Эти пластины прижаты к своим посадочным пояскам нажатием пружин 7, 11. Кроме того, для избежания слишком резкого повышения давления масла в штоке амортизатора предусмотрен шариковый предохранительный клапан 6. В головках гасителя установлены резиновые втулки 1, 12 для гашения высокочастотных вибраций и толчков.

Работа гасителей. При колебаниях надрессорного строения, когда поршень со штоком перемещается вверх, масло из рабочего цилиндра будет вытесняться через дроссельные отверстия клапанов 8 в пространство под поршнем. При этом создается значительное сопротивление перемещению поршня. При обратном движении (поршень перемещается вниз) масло из-под поршня перетекает в полость над поршнем через клапан 8 и одновременно через клапан 10 поступает в масляный резервуар. В этом случае сила сопротивления гасителя меньше.

Достаточно удовлетворительное сопротивление колебаниям в буксовой ступени оказывают резиновые амортизаторы буксовых поводков.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-04-24; Просмотров: 4100; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.021 сек.