1 Предмет «Теория локомотивной тяги»

- Наука о механике движения поездов, о тяге поездов или локомотивной тяге, является одной из основ для аналитического подхода к организации работы всего железнодорожного транспорта.

2. Силы, действующие на поезд.

- На движущийся поезд действуют несколько сил:

Fтяги (F); Сила сопротивления движения (w); Тормозная сила (B).

Эти силы действуют в следующем сочетании:

Разгон – F и w

Выбег – w

Тормоз – w и B

В основе действия этих сил лежат силы трения и сцепления.

Кривая движения поезда.

,, , Ст.А Ст.В

На кривой изображено 3 характерных участка,

характеризующих различные режимы движения поезда.

1. Разгон – поезд потребляет эл. энергию;

2. Выбег – запасенная кинетическая энергия расходующаяся на преодоления w.

3. Тормоз – оставшаяся кинетическая энергия гасится в тормозах. Интенсивность тормозной силы выбирает машинист.

Сила трения. Коэффициент трения.

Вт =К·φк кГс

Вт – тормозная сила кГс

К – сила нажатия колодки на колесо кГс

φк – коэффициент трения (Фи)

φк=Вт/К

Сила трения возникает при непосредственном соприкосновении 2^-хтел и всегда направлена вдоль поверхности соприкосновения. При торможении пневматическим тормозом между колодкой и колесом возникает сила трения, численно равная Вт.

Вт=К?φк .φк показывает во сколько раз Вт<К.

φк зависит от материала колодки, скорости движения, t нагрева, состояния трущихся поверхностей. При попадании между колодкой и колесом влагиφк уменьшается, что приводит к увеличению тормозных путей .

Для эксплуатации φк=0,3-0,4

Сила сцепления.

Сила сцепления возникает в точке касания колеса с рельсом и лежит в основе поступательного движения колесного транспорта.

Т=1000 Рсц ?ψкГс

Т – сила сцепления кГс ψ = Т / 1000 Рсц

Возникновение

М– направление движения

Вращающий момент якоря двигателя можно представить в виде пары сил, из которых F1

Приложена к оси колесной пары, а другая F2

Приложена в точку касания колеса с рельсом.

Так как колесная пара опирается на рельсы с

Силой Рсц , то под действием F2 в точке касания колеса с рельсом возникает внешняя сила сцепления Т, которая является горизонтальной реакцией рельса на F2.F2 и T равны по величине, но различны по направлению, поэтому они взаимно уравновешиваются . Остается неуравновешенной F1 , которая заставляет колесо совершать поступательное движение .

Закон нормального движения

F max ? Т= 1000 Рсц •ψкГс

Мax Сила тяги не должна быть больше предельной силы сцепления. Нарушение этого условия приводит к срыву сцепления колес с рельсами и как следствие буксование колесной пары на моторном режиме.

3. Образование силы тяги.

- Пр и подаче напряжения на обмотку якоря и обмотку возбуждения тягового электродвигателя по обмоткам тягового электродвигателя потечет ток, образуется вращающий момент на валу якоря тягового электродвигателя, который через зубчатую передачу передается на колесную паруМ_к. Колесо колесной пары прижато к рельсу с силойР₀. Вращающий момент М_кможно заменить парой силF₁иF₂. СилаF₁приложена к центру колесаО, а силаF₂– к ободу колеса в точкеАкасания его с рельсом. Рельс закреплен! Под действием силF₂иР₀по третьему закону Ньютона возникнут равные им и противоположно направленные реакции со стороны рельса, выраженные силамиF_киR, которые являются внешними силами. СилаRнаправлена вертикально и не влияет характер движения. Сила реакции рельсаF_ки является силой тяги. За счет сцепления колеса с рельсом возникает необходимый упор. При этом силыF₂иF_куравновешиваются. Под действием силыF₁колесо поворачивается относительно точкиА, как мгновенного центра вращения. Так как мгновенный центр вращения при этом перемещается по поверхности головки рельса слева направо, то и центр колеса (точкаО) поступательно будет двигаться в том же направлении.

Сумма сил F_квсех движущих колесных пар локомотива называется силой тяги локомотива.