Продольные силы

К ним относятся сжимающие и растягивающие, возникающие в процессе работы трамвайного поезда. Их расчетная величина определяется из условий удара по тяговому динамометру при соударении вагонов или по результатам натурных испытаний поезда.

Добавочные нагрузки от силы инерции при пуске и торможении вызывают перераспределение вертикальных нагрузок между элементами кузова и ходовой части и появление добавочных нагрузок на эти элементы. Характер перераспределения и величина добавочных нагрузок, связанных с действием силы инерции зависят от положения центра масс трамвая, реализуемого им ускорения или замедления, конструкции ходовых частей и кузова, базы и ограничиваются величиной сцепления колес с рельсами или предельной силой тяги по тока срабатывания аппаратов защиты. Обычно рассматривают:

1. Перераспределение инерционных нагрузок в зависимости от расположения центра масс, конструкции и кинематической схемы трамвая.

2. Перераспределение инерционных нагрузок, определяемое особенностями конструкции ходовых частей.

У трамваев инерционные нагрузки передаются через пятники, надшкворневые балки тележек. Схема действия силы 2F_к на ходовые части вагонов тележечного исполнения для наиболее распространенных типов тележек приведены на схемах а, б, в, г.

На схеме обозначено:

h_o – высота центра масс над пятником;

h_п – высота пятника над головкой рельса;

L – база вагона;

При переносе силы 2F_к на линию пятников, момент 2F_кh₀ нагрузку дополнительно переднего и разгрузку заднего пятника на величину:

, где

a_T – замедление;

G_k – вес кузова.

Приведенные выражения позволяют определять добавочные вертикальные силы в том случае, когда задана расчетная величина тормозного замедления, и распространяется на вагоны, оборудованные рельсовыми тормозами. При тормозах, реализующих тормозную силу через сцепление колес с рельсами, нагрузку П_П выражают через расчетный коэффициент сцепления φ. Из уравнения движения поезда можно определить замедление при торможении:

, где

1+γ – коэффициент инерции вращающихся масс вагона. Учитывая этот коэффициент, можно определить П_П из соотношения

У тележек с шарнирномаятниковой люлькой безбаласирного (б) м балансирного (в) исполнения момент от силы , т.е. приходящийся на одну тележку и приведенный в плоскости опор буксовых или балансирных упругих элементов вызывает добавочное распределение вертикальной нагрузки между элементами тележки. Принимая, что опоры буксовых упругих элементов тележки (б) лежат в плоскости осей колесных пар и приводя в эту плоскость силу F_k, получаем M_F , вызывающий перераспределение вертикальных нагрузок между буксами.

, D_k - диаметр колеса.

Добавочные нагрузки на одну буксу первой и второй колесной тележки определяются из следующего соотношения

‘+’ - для нагрузок первой колесной пары тележки;

‘-’ - для нагрузок второй колесной пары тележки;

Момент вызывающий перераспределение вертикальных нагрузок между балансирными пружинами (в) определяется:

,

где - расстояние от опорной поверхности нижней части балансирной пружины до головки рельса.

Из условия равновесия рамы тележки на балансирных пружинах:

,

где - сила догружающая одну балансирную пружину.

.

Дополнительная вертикальная нагрузка на буксы определяется из следующего соотношения:

.

Для тележки с безлюлечным центральным подрессориванием (г) добавочная вертикальная нагрузка на буксы, связанная с действием силы определяется из уравнения:

.