§4.2. Развеска локомотива.

Развеска локомотива определяет в процессе компоновки такое взаимное расположение его оборудования, при котором сохраняются функциональные связи и реализуется наивыгоднейшее распределение нагрузок от колесных пар на рельсы. В частности, если все колесные пары являются ведущими, то эта нагрузка должна быть распределена между ними равномерно. В практике локомотивостроения неравномерность распределения нагрузки по ведущим осям не должна превышать ±З%.

Развеска — задача статическая, плоскостная. Нагрузки от всех элементов локомотивов представляют как систему сил, действующих в продольной вертикальной плоскости (в отдельных случаях в поперечной плоскости) симметрии, проходящей через центр тяжести локомотива. При решении используют два уравнения статики: суммы сил и суммы моментов этих сил относительно произвольно выбранной оси.

Для выполнения развески вычерчивают схему расположения оборудования с указанием положения центров тяжести всех элементов машины относительно оси моментов и составляют ведомость развески по приведенной ниже форме.

Наи мено вание	Номер чер тежа	Масса, кг	Вес, Н	Продольное направление		Поперечное направление		Приме чание
				Плечо, м	Момент, Н • м	Плечо, м	Момент, Н-м

Ведомость развески заполняют в порядке деления чертежей локомотива на группы и подгруппы. Если развеску в поперечном направлении не производят, то графу «Поперечное направление» в ведомости не заполняют.

Расчет развески тележечных локомотивов выполняется в два этапа: на первом определяется положение центра тяжести надтележечного строения, на втором — точки приложения нагрузки от кузова на рамы тележек. Ось моментов обычно проводится через головку передней автосцепки. При симметричном расположении оборудования эта ось совмещается с поперечной плоскостью симметрии локомотива. Методику дальнейших расчетов рассмотрим на конкретном примере. На рис. 4.6 приведена схема развески тепловоза ТЭП60, а упрощенная ведомость — в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Упрощенная ведомость развески тепловоза ТЭП60.

Рисунок 4.6 – Схема развески тепловоза ТЭП60:

/— VI — номера колесных пар; 1 — массы обрессоренных частей; 2 — массынеобрессоренных частей; 3 — нагрузки от колесных пар на рельс, кН.

Координата х_ц центра тяжести верхнего строения тепловоза

(4.1)

где ΣM_i — суммарный момент от сил тяжести элементов конструкции и оборудования кузова, Н·м; ΣNi – вес верхнего строения, Н.

Подставляя в формулу (4.1) числовые значения ΣM_i и ΣNi (табл. 4.1), получим х_ц = 6 855 103/722 055 = 9,49 м.

База тепловоза ТЭП60 (расстояние между мнимыми точками опирания кузова на тележки) по предварительной компоновке составляет 10,2 м. Для обеспечения равенства нагрузок от кузова на тележки расположим эти точки на равном удалении от центра тяжести (l₁ = 5,1 м и l₂ = 5,1 м) и найдем, пользуясь схемой на рис. 4.6, их координаты от оси моментов. Для передней тележки l_T1 = x_ц — l₁ = 9,494 — 5,1 = 4,394 м; для задней l_т2 = х_ц + l₂ = 9,494 + +5,1 = 14,594 м. Если точки опирания кузова определены заранее (предусмотрены конструкцией) и если окажется, что расстояния l₁ и l₂ различны, то для их равенства перемещают центр тяжести верхнего строения в продольном направлении путем перекомпоновки кузова.

Решение второго этапа развески возможно, если известен центр упругости рессорного подвешивания х_ц1 (рис. 4.6) для первой тележки и центр тяжести ее подрессорной массы. Следует учитывать при развеске, что возможность перераспределения масс обрессорных частей тележки для изменения ее центра тяжести весьма ограниченна. Заданное распределение нагрузок на рельсы от колесных пар обеспечивается, если равнодействующая нагрузок от веса обрессоренных частей тележки N_п и кузова N_T1 проходит через центр упругости ее рессорного подвешивания. Из этого условия определяем координату точки х_T1 приложения нагрузки от кузова

(4.2)

где х_п — координата центра тяжести обрессоренной части тележки, м.

Подставляя в выражение (4.2) числовые значения сил и координат из табл. 4.1, получим х_T1 — 4,40 м, что практически не отличается от координаты l_т1. Это означает, что предварительно принятое положение тележки относительно кузова выбрано правильно.

Если этого не получилось, то необходимо было бы изменить положение тележки относительно кузова или перенести точки кузова с координатами l_т1 и l_т2 , не нарушая равенство l₁ = l₂. Так как тележки конструктивно аналогичны, то расчет развески второй тележки не выполняем.

Допоміжні системи енергетичної установки. Паливна система.

Вспомогательные системы энергетической установки.