Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лек-1-ОбщиеСв_201106_

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
05.03.2021
Размер:
239.65 Кб
Скачать

Механическая часть тягового подвижного состава электрических железных дорог.

Общие сведения. Наземному тяговому транспортному средству присуще выполнение двух функций: опирания и приведение в движения. Эти функции соответственно реализуются при помощи опорных элементов и движителей.

Известные опорные элементы можно подразделить на три вида: полоз, шарнирно-рычажный механизм («нога»), колесо. Первый при движении должен преодолевать силу трения скольжения в контакте с поверхностью опирания, во втором преодолевать силу трения скольжения или качения в шарнирах, в третьем – трения качения в контакте с поверхностью опирания. Полоз целесообразно применять только при очень низких коэффициентах трения пары «полоз - поверхность опирания», например, при использовании воздушной подушки или магнитного подвеса; однако требуются дополнительные затраты энергии на реализацию функций опирания. Колесо – при очень малых неровностях на поверхности опирания, т. е. при условии создания специальной дороги, ж.д. пути. Создание шарнирно – рычажных механизмов не вышло из стадий экспериментов ввиду их исключительной сложности изза наличия сложной системы управления.

1

При использовании колеса сопротивление качению тем меньше, чем меньше контактная площадка. это условие реализуется при использовании металлических колес и рельсов с ровной поверхностью.

Современные конструкции рельсового пути допускают нагрузки от одной колесной пары на рельсы до значений, превышающих 300кН.

Подвижной состав на резиновых шинах имеет удельное сопротивление движению по бетонному шоссе на порядок выше, чем при металлических колесе и рельсе. Это определяет преимущества ж.д. транспорта по удельным затратам энергии на перевозки, что является решающим при выборе транспорта для массовых перевозок.

Для выполнения второй основной функции тягового транспортного средства – приведения в движение – оно оснащается тяговым приводом.

Основные узлы механической части тягового подвижного состава и их эволюция.

За более чем 190 – летнюю историю локомотивов их механическая часть претерпела сложную эволюцию и представлена практически необозримым разнообразием конструкций. В этом множестве можно выделить некоторые основные узлы обязательные для любого

2

локомотива, выполняющих важнейшие функции механической части, и ряд дополнительных устройств, обеспечивающих нормальное функционирование этих узлов.

Самым крупным по массе и объему узлом локомотива является кузов, служащий для размещения оборудования, бригады и защиты их от внешних воздействий.

Локомотив опирается на рельсы через колеса, которые для направления экипажа в рельсовой колее снабжены внутренним гребнем и связаны попарно друг с другом в поперечном направлении, образуя колесную пару.

Для беспрепятственного вращения колесной пары относительно невращающихся частей необходим подшипниковый узел.

Рисунок 1 – Общая компоновочная схема механической части тягового подвижного состава.

3

Механическая часть первых локомотивов рисунок 1 состояла из кузова 1 , колесных пар 2 с подшипниковыми узлами 3, тягового привода 4, упряжных приборов 5 и тормоза. Однако необходимость снижения воздействия вибраций на кузов привела к подрессориванию – введению упругих элементов 6 между ним и колесными парами. При этом пришлось ввести дополнительные устройства, обеспечивающие передачу продольных и поперечных сил от колесной пары к кузову в условиях их взаимных вертикальных перемещений. Эти устройства объединены в буксовый узел 7.

Рисунок 2 – Схема вертикального подвешивания механической части тягового подвижного состава.

Дальнейшее совершенствование механической части было связано с улучшением прохождения кривых малого радиуса многоосными локомотивами, имеющими одну общую раму. Это было достигнуто расчленением ходовой части по длине на ряд элементов – тележек, которые могут поворачиваться в горизонтальной

4

плоскости относительно кузова и тем самым позволяют колесным парам более свободно устанавливаться в кривой. В результате конструкция локомотива пополнилась опорными узлами кузова 9 (см. рисунок 2), поворотными устройствами 8, устройством сочленения 10 тележек, через которые передаются силы тяги и торможения.

Конструктивное выполнение тележки как отдельного устройства позволило ввести с целью улучшения виброзащиты кузова вертикальные упругие соединения (кузовную ступень 12 рессорного подвешивания) см. рисунок 3, а с целью улучшения плавности хода и снижения воздействия на путь – отказаться от связи кузова с тележкой в поперечном направлении, введя квазиупругие устройства поперечной связи 13 - так называемые возвращающие устройства.

Рост скорости движения обусловил повышение требований к ограничению амплитуд колебаний при резонансах. Это привело к необходимости вводить гасители колебаний параллельно упругим связям кузова и колесных пар с тележкой.

5

Рисунок 3 – Схема подвешивания в вертикальном и горизонтальном направлениях тягового подвижного

Для снижения вероятности боксования колес используются устройства для выравнивания нагрузок между отдельными колесными парами и препятствующие значительному снижению вертикальных нагрузок передних колесных пар при реализации силы тяги.

Для облегчения условий работы рам тележек и снижения их масс упряжные устройства стали переносить на раму кузова, что привело к ликвидации узла сочленения, ранее передававшего силы тяги и торможения с тележки на тележку.

Однако и этот перечень основных узлов вряд ли можно считать полным. Например, стремление уменьшить сопротивление движению в кривых и снизить

6

износ гребней бандажа и рельса уже привело к тому, что все чаще на локомотивах и моторных вагонах устанавливают устройства для смазывания контакта гребня бандажа и рельса; разрабатывается и уже доведен до опытных образцов подвижной состав с радиальной установкой колесных пар в кривых, делаются попытки создать колесные пары с независимо вращающимися колесами. Несмотря на ряд неудач, все больше завоевывает себе право на существование устройство наклона кузова, позволяющее частично или полностью компенсировать непогашенное поперечное ускорение при движении в кривых и тем самым снять в них ограничение скорости.

Новые возможности повышения равномерности распределения нагрузок между отдельными колесными парами открывает введение дополнительных вертикальных и угловых связей кузовов смежных секций локомотива. Не исключено, что по мере совершенствования подвижного состава и эти устройства станут общепризнанными и войдут в перечень основных узлов механической части локомотива, а ряд других отпадет.

Все изложенное в равной мере относится к основным узлам механической части электровозов и тепловозов, электро-и дизель-поездов, вагонов метрополитена, хотя

7

для каждого из видов тягового подвижного состава сложились свои традиции, во многом определяющие выбор конструктивных решений.

8