Коэффициент использования сцепного веса электровоза с наклонными тягами

Разгрузка движущих колесных пар и коэффициент использования сцепного веса локомотивов со статически неопределимой системой рессорного подвешивания. Электровоз с сочлененными тележками

Разгрузка движущих колесных пар и коэффициент использования сцепного веса локомотивов со статически неопределимой системой рессорного подвешивания. Шестиосный электровоз со свободными тележками.

Расчетная схема локомотива.

Рассматривая уравнения рав­новесия кузова, найдем изменение давлений опор ку­зова на тележки ΔП_к.

Со стороны каждой из тележек на раму кузова через опорные устройства передается сила тяги 3F на высоте h от головок рельсов. В результате кузов подвергается опрокидывающему моменту , вызывающему изменение давлений опор кузова с уравновешивающим моментом . Из равенства этих моментов находим

Далее рассмотрим силы, действующие на каждую из тележек с учетом их направления.

В первой (по ходу) тележке силы, действующие на раму, показа­ны на рис. (в) действует сила тяги тележки 3F и вертикальные силы ΔПк и 3Т. Под действием этих сил и моментов рама тележки получит вертикальное перемещение У₁ и повернется вокруг центра

упругости О₁ на угол ϕ₁. Пусть Ж1 = Ж2 = Ж3 = Ж. Вследствие сим­метричности рессорного подвешивания центр упругости тележки на­ходится посередине экипажа.

Уравнения равновесия рамы тележки дают возможность найти:

– вертикальное перемещение рамы тележки:

– угол поворота рамы относительно центра упругости:

Изменения реакций рессорных комплектов, приложенные к раме тележки:

С учетом полученных значений Δs₁,₂,₃ и их направления перехо­дим к отдельным колесным парам. Составим уравнения их равно­весия (г):

Для первой колесной пары:

Для второй колесной пары:

Для третьей колесной пары:

Аналогично рассчитываем вторую тележку.

Самой разгруженной является первая колесная пара.

Коэффициент использования сцепного веса элек­тровоза ε:

Находим расположение центров упругости.(0₁,0₂) Для первой тележки вертикальное перемещение рамы под действием внешних сил. Угол поворота рамы: Н и h – высоты автосцепки и оси сочленения над УГР. b-расстояние от оси сочленения до кп. u- вертикальная сила в сочленении. Для второй тележки

Из рисунка следует: . Где δ- вертикальный зазор.

Y2=-Y1 Реакция рессорных комплектов: “+”-вправо от центра упругости, “-”- влево. Вследствие симметричности экипажа s1+s2+s3+s4=0 Силы действующие: первая кп:

Наиболее разгруженная первая кп. Для 1 класса для 2 класса или

45 Рамный симметричный электровоз с поддерживающими колесными парами и тяговым приводом III класса.
Система рессорного подвешивания статически неопределима. Однако в опорно-рамном тяговом приводе вертикальные силы (T или T`) отсутствуют. Поэтому вертикальных перемещений надрессорное строение не получит. Изменение давлений колесных пар возможно лишь вследствие поворота надрессорного строения при реализации силы тяги под действием опрокидывающего момента . Вследствие симметричности локомотива центр упругости рессорного подвешивания располагается на вертикали, проходящей через центр средней колесной пары. Центр упругости совпадает с эквивалентной точкой подвешивания сбалансированных движущих осей. Вследствие отсутствия вертикальных перемещения эквивалентной точки и балансировки движущих осей изменения вертикального давления движущих осей не происходит так как . Следовательно, коэффициент использования сцепного веса равен 1.
;
Действующий опрокидывающий момент уравновешивается изменением давления поддерживающих бегунковых осей. В данном случае уравнение равновесия системы определяется из равенства
. Отсюда можно определить изменения давлений бегунковых колесных пар. ;

На рис показана схема четырехосного экипажа локомотива с наклонными тягами. В первоначальных конструкциях таких экипажей кузов с каждой тележкой соединялся двумя наклонными тягами, работающими только на растяжение. Конструктивно для этого применяются эллипсные отверстия в одном из шарниров наклонных тяг и возможность небольшого продольного смещения тележек относительно кузова. В режиме тяги тележки смещаются вперед, при этом передние тяги выключаются из работы, и передача тяговых сил от тележек на кузов осуществляется задними тягами, работающими на растяжение.

Схема четырехосного локомотива с наклонными тягами: 2l_к — база кузова; 2l_T — база тележки; β — угол наклона тяги.

С помощью наклонных тяг можно обеспечить одинаковые нагрузки по колесным парам в одной тележке и тем самым значительно уменьшить изменение нагрузок колесных пар локомотива. У современных локомотивов с мягким двухступенчатым рессорным подвешиванием при применении наклонных тяг удается получить значения коэффициента использования сцепного веса ≥ 0,92.

47Боксование движущих колесных пар ЭПС В процессе реализации силы тяги под действием приложенных к надрессорному строению локомотивавнешних вертикальных сил последнее получает соответствующее вертикальное и угловое перемещения, величина которых зависит, от инерционных, линейных и упругих параметров экипажа. Получающаяся при этом деформация упругих элементов рессорного подвешивания приводит к перераспределению давлений между отдельными колесными парами на путь. Так как об­щий сцепной вес локомотива остался неизменным, то сумма изменений давлений в пределах всего экипажа равна нулю. То есть > где ΔП, - изменение давления i-ой колесной нары на путь. кН.В тяговом режиме величина реализуемой колесной парой силы тяги будет зависеть от соотношения действующих и точке контакта колеса и рельса независимых друг от друга сил:1)Электромагнитной силы тяги, величина которой в основном опреде­ляется мощностью тягового двигателя и схемой соединения тяговых дви­гателей в силовой пени электровоза F_эм. кН;2)механической силы, определяемой в основном условиями сцепления (трения) колеса и рельса по кругу катания F_сц. кНЭти силы приложены в одной и той же точке по кругу катания коле­са и действуют в противоположные стороны. Режим движения колеса определяемся их соотношением. Возможно взаимодействие колеса и рельса при отсутствии проскальзывания - нормальное качение, скорость сколь­жения колеса по поверхности головки рельса V_ск = 0 или при наличии проскальзывания - боксование. V_ск ≠ 0.Различают три основных вида боксования.1. Прерывистое боксование (кривая 1.рис. 1).В этом случае проскальзывание колеса но рельсу зависит как от внешних (условия сцепления). так и от внутренних (опыт, искусствоуправления машинистом) условий. Процесс боксования не достигает как правило, опасных размеров, он то проявляется, то внезапно исчезает.2. Перемежающееся боксование (кривая 2. Рис 1.) Когда проскальзывание носит синусоидальный характер. Возникнув боксование достигает неопасного максимума, падает до нуля, затем вновь возникает, достигает неопасного максимума и падает до нуля и т.д

3. Разносное боксование (кривая 3). В этом случае F_эм > F_cц. Это самый опасный вид боксования. Разносное боксование должно быть пресечено любыми имеющимися в распо­ряжении машиниста средствами мри первых признаках его появления. Не­обходимо иметь в виду, что и прерывистое, и особенно перемежающееся боксование, довольно быстро могут перерасти в разносное. Безусловно, любой вид боксования является нежелательным, так как ведет к интенсивному износу бандажей колес, рельсов, подшипниковых узлов тягового привода, рессорной системы и других узлов и деталей хо­довой части локомотива, ухудшая его тяговые и динамические характеристики и сокращая срок службы. При этом разносное боксование недопустимо, гак как является аварийным режимом.

Дата добавления: 2015-07-02