9. Геометрическое вписывание тепловоза в кривую заданного радиуса

Основное назначение операции графического вписывания тепловоза – проверить возможность прохождения локомотивом кривую заданного радиуса без заклинивания и подреза гребней бандажей колесных пар или разрушения рельсовой колеи, т.е. теоретическим способом определить условия безопасного движения проектируемого по кривым участкам пути.

Различают геометрическое (статическое) и динамическое вписывание локомотива в кривую. Геометрическое вписывание локомотива в кривую заданного радиуса является наиболее простым способом, позволяющим оценить лишь саму возможность вписывания тепловоза при движении с малыми скоростями.

Наиболее часто для геометрического вписывания применяется метод параболической диаграммы, который и используется для выполнения пункта 5 задания.

Последовательность проведения геометрического вписывания методом параболической диаграммы:

1.На листе миллиметровой бумаги в масштабе m_x = 1:100 вычерчиваем в упрощенном виде схему экипажной части, включающую раму тепловоза, рамы тележек, колесные пары и центры поворота тележек (шкворневые узлы) с указанием основных размеров. Ось х совмещается с головкой рельсовой колеи.

1. Задаемся направлением движения локомотива – вектором скорости v. Обозначаем все колесные пары по ходу движения тепловоза.

2. Под схемой экипажной части проводим горизонтальную ось абсцисс х, в середине этой оси отмечаем начало координат О, от которого вниз направляется вертикальная ось ординат у. обе оси х и у на равные отрезки по 10 мм. Длина оси х может быть примерно равна длине тепловоза в масштабе m_x.

3. Рассчитываем координаты (х, у) точек кривой , отображающей ветви параболы наружного рельса по уравнению, мм

у = m_yx²/m_x² 2 R 10³

где х,у – координаты точек ветвей параболы, изображающей положение наружного рельса в кривой, мм; при расчета шаг изменения координаты х принимаем равным 10 мм;

R – радиус кривой, R = 130 м;

m_x– масштаб по оси х;

m_y– поперечный масштаб; принимается равным для трехосных экипажей –

m_y= 1:1.

Таблица 5.1

Расчет координат точек ветвей параболы наружного рельса

Х, мм	0	10	20	30	40	50	60	70	80
Y, мм	0	3,8	15,4	34,6	61,5	96,1	138,5	188,5	246,1

Из точки О (начало координат) по данным таблицы 5 строим обе ветви параболы наружного рельса.

Изображение внутреннего рельса получается при смещении координаты точек наружного рельса по вертикали параллельно самим себе в направлении оси ординат «у» на величину (2σ + δ) m_y.; при поперечном масштабе m_y= 1:1 будет равна 29 мм (при R< 300м).

4. На параболической диаграмме в зазорах между рельсами строятся линии, изображающие положение рам тележек тепловоза в кривой.

При этом руководствуемся следующим:

- тележки изображаются в так называемом положении наибольшегоперекоса, когда передняя колесная пара тележки гребнем упирается вовнутреннюю грань наружного рельса Н, а последняя колесная пара тележки – во внутренний рельс В; в этом положении зазор между гребнем бандажа и соответствующим рельсом будет равен нулю;

- точки, показывающие на схеме экипажа положение крайних колесных пар тележки по оси х, проектируются вертикально (по оси у) на параболы, изображающие соответствующие рельсы; при этом надо иметь ввиду, что первая по ходу колесная пара упирается в наружный рельс;

- точки, показывающие положение крайних колесных пар в кривой на параболах, соединяются отрезками попарно для каждой тележки; на эти отрезки проектируются точки 2 и 5, соответствующие положению средних колесных пар тележек локомотива по оси х; в результате получаем положение всех осей тележек локомотива при прохождении кривой заданного радиуса;

Точки отрезка, показывающие положение рамы тележки, оказались вне кривой, т.е. вне параболы, значит такая тележка и тепловоз не вписываются в кривую, и эксплуатация локомотива с экипажной частью по кривым такого радиуса невозможна. В этом случае в конструкцию экипажа должны быть внесены изменения. Например, возможно применение колесных пар с уменьшенной толщиной гребня бандажа или без гребневых колес на центральной колесной паре; устройств поперечных разбегов колесных пар; изменение базы тележки; применение тележек с радиальной установкой колесных пар в кривой и других.Геометрическое вписывание в кривой построено на Рис. 3.