Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции локомотивы.doc
Скачиваний:
1045
Добавлен:
01.02.2015
Размер:
26.27 Mб
Скачать

§2.16. Пневматические рессоры.

Значительный интерес представляет пневматическое рессорное подвешивание в связи с положительными качествами:

– возможность получения параметров подвешивания с большим значением статического прогиба;

– простое регулирование жесткости и величины демпфирования;

–возможность автоматического регулирования перекоса кузова при прохождении кривых участков пути, что имеет большое значение для скоростного движения;

– с помощью таких рессор можно поддерживать постоянную высоту пола кузова над головками рельсов измененем давления.

В отечественном локомотивостроении пневматическое подвешивание применялось на опытных тепловозах (ТЭ7, 2ТЭ10Л, ТГМЗ и ТЭМ7).

Баллонные пневморессоры (рис. 2.74, а) работают только в вертикальном направлении, диафрагменные (рис. 2.74, б) — в вертикальном и горизонтальном, подушечные (рис. 2.74, в) — в вертикальном и продольном.

Комбинированные пневморессоры (рис. 2.74, г) допускают повышенные вертикальные перемещения по сравнению с диафрагменными. Сопротивления диафрагменной рессоры поперечной деформации возникает вследствие изменения площади и формы поверхности контакта оболочки с поршнем пневморессоры и частично из-за жесткости оболочки.

Для снижения вертикальной жесткости пневморессоры соединяют с дополнительным резервуаром большого объема, в качестве которого используют обычно внутренние полости отдельных балок рамы тележки или специальные баллоны.

Пневморессоры с дополнительным резервуаром соединяют трубопроводами, которые используют в качестве дросселей, обеспечивающих требуемый демпфирующий эффект.

Основные параметры пневморессор приведены в табл. 2.19.

В первом приближении жесткость пневморессоры можно принять равной:

(2.167)

где Sэ — эффективная (несущая) площадь пневморессоры; р0— давление в исходном положении статического равновесия; V0 — объем воздуха в положении статического равновесия; п — показатель политропы (при медленном статическом деформировании пневморессоры п = 1, а при динамическом п = 1,3—1,4); Δ — деформация пневморессоры.

О

Таблица 2.19

сновные параметры пневморессор

Тип пневморес

Нагрузка

Внутреннее

Наи

Диаметр

Высота,

соры

Р, кН

рабочее давление, МПа

больший

прогиб,

мм

наружный,

мм

мм

Балонная

150

0,520

40

672

162

100

0,500

50

572

152

45

0,700

40

338

135

Диафрагменная

100

0,500

50

371

168

100

0,500

30

570

165

150

0,518

50

682

180

Подушечная

90

0,700

40

1100x244

110

§2.17. Опорно-возвращающие устройства.

В экипажной части тягового подвижного состава и вагонов для передачи вертикальной нагрузки от кузова на тележки, создания возвращающих сил и моментов при поперечном относе кузова и повороте тележки вокруг вертикальной оси применяются опорно - возвращающие устройства различной конструкции.

Для возможности оценки влияния поперечных связей кузова и тележек на горизонтальную динамику локомотива рассмотрим схемы, приведенные на рис. 2.75.

При жесткой связи в поперечном направлении рамы тележки с кузовом траектория движения неподрессоренных частей yн(х)навязывается тележке и кузову, что приводит к увеличению сил взаимодействия с путем Yвозм (рис. 2.75, а) и поперечных ускорений кузова ӱk .

При устранении жесткой связи и замене ее квазиупругой (рис. 2.75, б) силы поперечного взаимодействия с путем и ускорения кузова уменьшаются. Этот подход используется в отечественном локомо- тивостроении (тепловозы 2ТЭ116, ТЭП70).

Возможен и промежуточный вариант — снижение инерционной связи предоставлением кузову возможности поворота с упругой

Рисунок 2.75 – Схемы поперечной связи кузова и тележки: а — жесткая; б — квазиупругая; в — упругая поперечно-угловая.

поперечной угловой связью кузова с рамой тележки (рис. 2.75, в). Такое устройство применено на тепловозе ТЭП60.

Рассмотрим более подробно опорно-возвращающие устройства локомотивов, передающие массу кузова с оборудованием на тележки и возвращающие ее в первоначальное положение при выходе из кривых участков пути. Движение по прямым участкам сопровождается интенсивным вилянием тележек, которое вызвано конусностью бандажей и зазорами между их гребнями и головками рельсов. Для уменьшения виляния экипажа кроме возвращающего момента, создаваемого опорами кузова, необходимо обеспечивать демпфирование перемещений.

На тепловозах применяются различные конструктивные схемы опор и возвращающих устройств: роликовые с постоянным возвращающим моментом и моментом трения (тепловозы ТЭ10, 2ТЭ10Л и др.); комбинированные резино-роликовые опоры с упругим шкворневым устройством (2ТЭ10М, 2ТЭ10В, 2ТЭ116 и др.); маятниковые опоры с пружинными возвращающими устройствами (ТЭП60); пружинные, работающие на вертикальную и горизонтальную нагрузки (ТЭП70, ТЭП80, ТЭМ21); опоры на маятниковых подвесках (ТЭМ7, ЧМЭЗ).

Роликовые опорно-возвращающие устройства с постоянным возвращающим моментом и моментом трения. Устройства этого типа применены на тележках тепловозов ТЭЗ, ТЭ10, 2ТЭ10Л и др. (рис. 2.76).

Нагрузка от кузова передается через четыре роликовые опоры, установленные на боковины рамы тележки по окружности, центр которой является центром поворота тележки (рис. 2.77). Внутри корпуса 1 (см. рис. 2.76) помещен подвижный механизм опоры, состоящий из сферического гнезда 4, верхней опорной плиты 3 и цилиндрических роликов 2. Хвостовики роликов с обеих сторон входят в отверстия обойм 5, что обеспечивает их параллельное перемещение при перекатывании. Рабочие поверхности верхней 3 и нижней 6 опорных плит представляют собой наклонные плоскости. Внутренняя плоскость корпуса заполнена осевым маслом Л в летний период и маслом 3 — в зимний. Уровень масла необходимо поддерживать между верхней и нижней отметками маслоука - зателя. От пыли и влаги опора защищена брезентовым чехлом 7.

При прохождении тепловозом кривых участков пути тележка поворачивается, и в результате наклона поверхностей опорных плит возникают горизонтальные усилия, стремящиеся вернуть тележку в первоначальное положение. Тележка поворачивается по окружности вокруг центра шкворня, а ролики катятся по наклонным поверхностям, перемещаясь по прямой. В результате сферическое гнездо 4 проскальзывает по верхней опорной плите. Если оси опор повернуть относительно радиуса окружности, на которой они расположены, то перемещение сферического гнезда по опорной плите увеличится, и работа трения возрастет.

Рисунок 2.76 – Роликовое опорно-возвращающее устройство тележки тепловоза 2ТЭ10Л.

Рисунок 2.77 – Схема расположения роликовых опор.

Для получения возвращающих сил и моментов трения, необходимых для устойчивого положения тележки под тепловозом и плавного вписывания экипажа в кривую, после проведения испытаний был установлен угол наклона опорных плит, равный 2°, и угол поворота в плане, равный 5°. При этом возвращающий момент получился 17,95, а момент трения — 13,8 кН͘·м.

Опоры тепловозов обеспечивают только поворот тележек в плане относительно кузова. Продольные и поперечные горизонтальные силы от тележки к кузову передаются через шкворень.

Возвращающая сила опоры с наклонными плоскостями и роликами может быть определена по выражению

(2.168)

где Q0— нагрузка главной рамы на одну опору; α— угол наклона плоскостей опорных плит.

Это выражение справедливо, если пренебречь трением между роликами и плоскостями. При неправильном выборе угла наклона плоскости и при плохой смазке возвращающая сила превышает допустимую величину, что вызывает увеличение боковых усилий на рельс при движении локомотива в кривых.

Для предупреждения виляния локомотива в конструкции возвращающего устройства предусматривается начальная возвращающая сила, равная в среднем 20 кН.

Опорно-возвращающее устройство с пружинами типа «Флексикойл» тепловоза ТЭП70. Опорно-возвращающее устройство тележки тепловоза ТЭП70 (рис. 2.78), начиная с 8-го номера, включает группу из восьми пружин 3 типа «Флексикойл» (по четыре пружины на каждой боковине), упругое шкворневое устройство 7 с низким расположением шкворня 8, четыре вертикальных гидравлических гасителя 2 и два горизонтальных гасителя колебаний 4.

Рисунок 2.78 – Схема работы опорно-возвращающего устройства тепловоза ТЭП70:

1 — рама тепловоза; 2 — гаситель вертикальных колебаний; 3 — пружины второй ступени подвешивания; 4 — гаситель горизонтальных колебаний; 5 — пружины первой ступени; 6 — рама тележки; 7— пружинное устройство; 8 — низкоопущенный шкворень рамы.

Пружины закреплены от смещения своими опорными витками на раме тележки и кузова. При смещении ук кузова под действием центробежной силы Ск относительно тележки возникают противодействующие силы упругости пружин Fп, а при выборе поперечного зазора в шкворневом узле сила упругости пружин 7 — Fш. Одновременно поперечному относу (колебаниям) кузова препятствуют диссипативные силы сопротивления гасителей колебаний 4. При прекращении действия центробежной силы Ск пружины 3 и 7 возвращают кузов в первоначальное положение.

Возвращающая сила, возникающая при поперечном относе кузова, изменяется нелинейно.

При движении локомотива в прямых и кривых участках пути, кроме поперечных относительных перемещений кузова и тележек, возникают и угловые перемещения. При этом пружины 3 создают возвращающий момент. Величина этого момента определяется следующим образом (рис. 2.79).

Рисунок 2.79 – Схема для определения возвращающего момента, создаваемого пружинами типа «Флексикойл» тепловоза ТЭП70:

1—8 — пружины; 9 — рама тележки; 10 — шкворень

При повороте кузова относительно тележки на угол ψ в каждой пружине 3 возникает горизонтальная сила

(2.169)

Из-за малой величины угла поворота ψ (до 3—4°) можно принять

sin ψ≈ ψ, тогда

(2.170)

Возвращающий момент, действующий на тележку,

(2.171)

В конструкциях опорно-возвращающих устройств отечественных и зарубежных локомотивов с двухступенчатым рессорным подвешиванием в качестве упругих элементов второй ступени чаще всего используются пружины типа «Флексикойл» или резинометаллические опоры, работающие на сжатие и сдвиг. Для уменьшения возвращающего момента, создаваемого пружинами типа «Флексикойл», их устанавливают на резиновые амортизаторы.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]