Лек-6 Перспективная конструкция колесной пары вагонной тележки
.pdf
11 Траектории движения точек контактов гребней колес (Б1) с боковой поверхностью головки рельса при наличии
|
|
|
|
|
|
«забега» λгр. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Зависимость приведенной длины |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
скольжения гребня по головке |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
рельса от угла набегания колесной |
||||||
V |
О |
ζГр |
|
|
О1 |
|
пары на рельс в прямом участке. |
||||||
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Колесо |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rк |
8 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
4 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
rгр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||
|
|
К |
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
D |
|
|
|
|
|
D |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
2 |
|
3 |
град 4 |
|
|
Б0 |
|
λгр |
Б1 |
|
|
|
|
|
|
Гр |
|
|
|
|
|
∆ |
1 – стандартная колесная пара; |
|||||||||
|
|
|
|
|
Б2 |
2 – новая конструкция колесной пары. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Максимально возможные значения |
||||||
|
|
|
|
|
|
Рельс |
угла набегания гребня на рельс: |
||||||
|
|
3 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
3 – стандартная колесная пара; |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
4 - новая конструкция колеса. |
|
|||||
12 Траектории оси рельсовой колеи и продольного движения |
|||||
|
|
центра масс тележки относительно координат ХТ и YТ. |
|||
|
20 |
|
|
1 |
|
|
мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y |
10 |
|
|
|
|
|
0 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-10 |
|
|
|
|
|
20 |
5 |
6 |
3 |
|
|
мм |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
-10 |
|
|
|
|
|
20 |
|
|
8 |
|
|
мм |
|
|
9 |
|
|
|
|
|
||
Y |
10 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
3 |
|
|
|
|
7 |
|
|
|
-10 0 |
4 8 12 |
16 20 24 28 32 36 40 44 мм 52 |
||
|
|
|
|
|
L |
Траектория оси рельсовой колеи: линии: 1 – по уровню (zП ); 2 – в плане (yП). Траектория движения стандартной колесной пары: линия 3 – y0= 0 мм.
Траектории движения тележки с новой конструкцией колесных пар: при воздействии неровностей в плане: линии 4 – y 0 = 0 мм; 5 – y 0 = 6,0 мм ; при воздействии неровностей
по уровню и в плане: линии: 6 – y 0 = 0 мм; 7 – y 0 = 0 мм; 8 – y 0 = 6,0 мм; 9 – при скорости движения V =50,0 м/с.
13 |
Положение колесных пар относительно оси рельсовой |
||
колеи по координате УКП : |
|
||
|
|
||
20 |
|
|
|
мм |
1 |
0,05 |
|
|
3 |
||
10 |
|
yСР 5,76 мм |
|
|
|
||
0 |
2 |
|
|
-10 |
|
||
а |
|
||
20 |
|
||
|
|
||
мм |
4 |
0,025 |
|
|
|
||
10 |
|
yСР 5,64мм |
|
|
2 |
|
|
0 |
б |
|
|
20 |
|
||
|
|
||
-10 |
|
|
|
мм |
5 |
0,01 |
|
|
|||
10 |
|
||
1 |
yСР 5,48мм |
||
|
|||
0 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-10 |
0 |
4 |
8 |
12 |
16 |
20 |
24 |
28 |
32 |
g 36 |
40 |
44 |
м |
52 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 – траектория оси рельсовой колеи по уровню (zП ); 2 – траектория оси рельсовой
колеи в плане (yП); 3 – |
движение колесной |
пары при |
y0= 0 мм и μ=0,05 |
(стандартная конусность); |
4 - движения |
колесной |
пары при μ=0,025; |
5 - движения колесной пары при μ=0,01. |
1 |
|
14 Трение качения одиночного колеса по поверхности
a a b b 
Взаимодействие колеса с опорной плоскостью в процессе качения по теории Рейнольдса
Зависимость для силы трения качения одиночного колеса, предложенная Кулоном
T k Pr
15
•Общие сведения о трении качения
Согласно теории Рейнольдса [4], трение качения формируется за счет встречного микроскольжения материалов в плоскости вращения колеса на противоположных концах площадки контакта «колесо-рельс» аа´ и b´b которая, согласно теории Герца, имеет форму эллипса. В центре площадки контакта (а´ b´) действует трение "покоя»
16 |
|
Трение скольжения |
|
|
|
|
||
Зависимость коэффициентов трения скольжения (f) |
|
|
|
|
||||
от относительной скорости проскальзывания ( |
кр ). |
|
|
|
|
|||
f |
|
1 |
3. Формула Боше: |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
k |
|
|
||
|
|
|
f |
|
|
|
||
|
2 |
|
1 0 ,03 |
|
||||
fК.max |
3 |
|
4. Формула Вихерта: |
|||||
fП.max |
|
|
f |
|
1 a |
f |
|
|
|
|
|
0 |
|||||
|
|
|
|
|
1 b |
|
||
кр.3 |
кр.2 кр.1 |
|
|
|
|
|
||
кр |
5. Формула Франке: |
|||||||
Линии для уровней нагрузки: |
||||||||
|
|
f 0 e |
c |
|||||
1 – малой; 2 – средней; 3 – большой. |
|
f |
||||||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
6. Формула ВНИИЖТа: |
|||||
2. Формулы И.В. Крагельского |
f |
|
|
|
17 |
|
|||||||||
|
|
f a b e c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
d |
|
|
|
|
( 40 ) |
||||||||
|
|
|
|
P |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
0 |
hmax 0,5 |
|
Pc 0,25 |
7. Сила крипа по Картеру: |
|||||||||
|
П |
|
|
|
|
|
|
||||||||
f |
|
|
|
|
К |
||||||||||
|
0,44 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HB |
|
R |
|
E |
|
К N V |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
17
•Общие сведения о трении скольжения Как известно,
характеристика трения скольжения состоит из трех зон (рис. 1, [4]): в первой зоне при отсутствии относительного движения между двумя телами (ɛ=0 ) коэффициент трения скольжения
имеет постоянное значение – это трение" покоя" (fп ); во второй зоне начинается относительное перемещение контактирующих тел и с ростом абсолютной скорости относительного скольжения (ɛ>0) коэффициент трения скольжения увеличивается от значения
трения "покоя" (fп ) до максимального (fД max ) – эта зона, так называемого "трения движения" (fД max ). Максимальное значение общего коэффициента трения ( ) (критическая точка) равно сумме значений коэффициентов двух видов трения:
• |
fC max = fП max + fД max |
•. Третья зона находится за критической точкой, основной
особенностью которой является отрицательный наклон характеристики "трения движения" – это зона боксования.
18 |
Векторные диаграммы сил трения и абсолютных |
|
скоростей относительного проскальзывания в точке |
||
|
||
|
контакта колесо – рельс. |
F1 Х 
F1
OЦ |
|
|
F Y |
F2X |
1 |
1 |
|
|
2 
а
1 0
1 0
ОЦ
д
|
F2X |
|
|
|
|
F2 |
|
|
|
F3 |
|
|
F4X |
|
F |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
F X |
|
|
|
|
|
4 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OЦ 2 |
|
|
F Y |
OЦ |
3 F Y |
|
|
OЦ |
4 |
F4Y |
|
||||||
|
F2X |
|
|
|
|
|
2 |
1 |
|
|
3 |
|
|
FПX FКX |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
OЦ |
|
|
|
|
OЦ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Х |
|
|
|
Х |
|
|
4 |
||||||
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|||||
|
О |
|
|
|
|
|
3 |
|
3 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Х |
ОЦ |
|
Y |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Ц |
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Y |
|
2 |
|
|
|
Х |
|
|
Х |
О |
4 |
4 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|||||||
2 |
|
|
|
|
|
Кр |
|
|
|
|
|
Ц |
|
|
|
|
||
|
|
|
е |
|
|
|
|
|
|
ж |
|
|
|
з |
|
|
|
|
Окружности: – ( ОЦ 1) геометрическое место предельных значений результирующих векторов сил трения – трения «покоя» ( FП . max ); (ОЦ 2 ) – геометрическое место предельных значений суммы результирующих векторов сил трения "покоя"
и "крипа" ( |
|
|
|
|
); (О |
|
3) – геометрическое место критических значений |
|||||
FП. max FК. max |
Ц |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
результирующих векторов абсолютной скорости скольжения ( |
|
) колеса по |
||||||||||
кр |
||||||||||||
рельсу. |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
19 |
Зависимости сил сцепления колесной пары новой |
|
конструкции |
||
|
140 |
|
|
100 |
|
|
|
кН |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
120 |
|
|
кН |
1 |
2 3 4 |
|
РΣ |
|
|
80 |
|
|
|
100 |
|
|
РТ |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
80 |
|
|
60 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
60 |
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
40 |
|
|
|
6 |
|
|
|
2 |
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
20 |
1 |
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
0 |
|
|
0 |
|
|
|
|
|
0 40 |
80 120 160 200 км/ч 280 |
|||
0 |
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 % |
0,7 |
||||
|
V |
|
||||
|
V |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
От относительной скорости |
|
От скорости движения подвижного состава: |
||||
|
Линии амплитуд извилистого движения: 1 – |
|||||
проскальзывания: |
|
|||||
Линии: 1 и 2 – силы сцепления |
|
h=5; 2 – h=10; 3 – h=15; 4 – h=20; |
||||
стандартного колеса и колесной пары, |
5 – зависимость предельной силы сцепления |
|||||
соответственно; 3 и 4 – силы сцепления |
стандартной колесной пары (h=0,1 м и L = |
|||||
новой конструкции колеса и колесной |
20м); 6 – расчетная зависимость силы |
|||||
пары, соответственно. |
|
сцепления по методике ПТР. |
|
|||
20 |
Зависимость амплитуд ускорений колесной пары от |
скорости движения
(при воздействии сочетаний неровностей в прямом участке рельсовой колеи)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1/с2 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
zКП |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
yКП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0,2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
100 |
200 км/ч 300 |
0 |
100 |
200 км/ч 300 |
0 |
100 |
200 км/ч 300 |
|
|
υ |
|
|
υ |
|
|
υ |
|
|
а |
|
|
б |
|
|
в |
а) ускорения по координате yКП; б) ускорения по координате КП ; в) ускорения по координате z КП .
Линии: 1 – стандартная колесная пара; 2 – новая конструкция колесной пары.