книги / Основы теории и расчёты рудничных транспортных установок
..pdfЕсли линия, 1вдоль которой действует вес локомотива Р, расположена посредине между полускатами, то при непод вижном локомотиве, поскольку сила тяги F равна нулю, дав ления на полускаты равны между собой
Р_
Pi = Р 2 |
2 ' |
|
Как только локомотив приходит в движение, сила тяги создает момент, догружающий задний полускат и разгружаю щий передний.
Беря сумму моментов |
относительно точки А, находим |
||||
|
Р1^6 |
| р fa |
Р2*^6 |
|
(1077) |
|
2 |
” |
2 |
|
|
|
|
|
|||
откуда |
|
|
|
|
|
|
р 2 = р 1+ ^ - . |
|
(1078) |
||
Таким образом, |
задний |
полускат догружается |
„ |
2Fh |
|
силон |
-----. |
||||
Поскольку |
|
|
|
|
So |
|
|
|
|
|
|
то |
P , + P , = P, |
|
(1079) |
||
|
|
|
|
|
|
P ^ P - P j - P - P ^ ^ L . |
|
(1080) |
|||
Следовательно, |
передний полускат разгружается |
силой |
|||
2Fh |
|
|
|
|
|
S6
На величину коэффициента сцепления оказывает влияние также скорость движения. Установлено, что с увеличением скорости коэффициент сцепления снижается.
Все эти обстоятельства указывают на то, что коэффициент сцепления для всего локомотива следует принимать меньшим, чем для одного колеса, -ибо принятый «при расчете коэффици- * ент сцепления должен обеспечить отсутствие буксования всех колес.
Дать универсальное выражение для величны коэффициента сцепления не представляется возможным, так как в зависи мости от условий работы (от конструкции и (веса локомотива, состояния поверхности рельс и т. п.) коэффициент сцепления может изменяться в широких пределах. Обычно при расчетах локомотивной откатки исходят из некоторых средних значе ний ф, определенных опытным путем во время специальных исследований.
Так, для угольных шахт можно принимать следующие зна чения коэффициента сцепления: при пуске (с песком) яр = 0,24;
Тормозным весом локомотива называется суммарная верти кальная нагрузка на все его тормозные оси.
Если сила нажатия на колодки NKстанет настолько большой, что тормозная сила Втах превзойдет максимальное значение, определяемое выражением (1083), то произойдет заклинивание колесных пар и локомотив будет двигаться юзом. Приэтом тор мозная сила станет равной
В = Ш 0 Р ^ , к Г , |
(1084) |
где f i — коэффициент трения скольжения обода |
колеса по |
рельсу. |
|
Так как /4<ф, то и В < В тах. Отсюда следует, |
что переход |
локомотива на движение юзом сопровождается снижением тор мозного эффекта.
Как показали исследования, тормозное усилие при движении юзом приблизительно в два раза ниже наибольшего тормозного усилия, реализуемого при нормальном сцеплении [58].
Поэтому основной закон рациональной реализации тормоз
ной силы может быть представлен в виде неравенства |
|
|
В < Zmax. |
|
(1085) |
Тормозная сила связана с суммарным давлением N и коэф |
||
фициентом трения тормозной колодки о бандаж <р |
|
|
В = fN. |
|
(1086) |
Подставляя в выражение (1085) это |
значение В, -на основа |
|
нии уравнений (1081) и (1083), получим |
|
|
<?N< 1000PT<[>, |
|
(1087) |
откуда |
|
|
Nmax — 1000ЯТ-^ , |
к Г. |
(1088) |
¥ |
|
|
Если сила нажатая превысит «величину jVmax, то начнется |
||
движение локомотива юзом. |
|
|
Обозначим |
|
|
3 = — , |
|
(1089) |
¥ |
|
|
где б — носит название коэффициента нажатия тормозных ко лодок и показывает, какая часть веса локомотива реализуется в «виде силы нажатия тормозных колодок.
Получим
Nmax= 1000РД кГ |
(1090) |
или
Исследования показали, что коэффициент трения ср зависит от материала тормозной колодки, скорости движения, удель ного давления и пр.
Так, с увеличением скорости движения и удельного давления величина коэффициента ср падает. Поэтому при расчетах сле
дует для чугунных тормозных колодок |
принимать ф< 0,18—0,2. |
||||
Принимая во внимание, что коэффи |
в |
||||
циент сцепления изменяется в преде |
|
||||
лах 0,12—0;24, получим значение ко |
|
||||
эффициента |
нажатия 6 = 0,6— 1,35. Од |
|
|||
нако |
для обеспечения |
отсутствия за |
|
||
клинивания |
колесных |
пар |
величину |
|
|
коэффициента нажатия |
не |
рекомен |
|
||
дуется |
принимать выше 0,9. |
|
|
||
Для рудничных электровозов весом |
Рис. 170. Двустороннее |
||||
3—8 т коэффициент нажатия лежит в |
|||||
пределах 0,6—0,8 при усилии на тор |
торможение колеса |
||||
мозном маховике 16 кГ [58]. В общем |
|
||||
случае, если усилие на маховике равно S, то суммарная сила |
|||||
нажатия |
|
|
|
|
|
|
|
|
N = Si, к Г , |
(1092) |
|
где i — передаточное число тормозного механизма от тормозно го маховика до тормозной колодки.
Если в составе имеются также вагонетки, снабженные тормо
зами, то суммарная тормозная сила составляет |
|
|
Вmax = |
1000ф (Рт + £р;), кГ, |
(1093) |
где ^Р'т— суммарный |
тормозной вес всех тормозных вагоне |
|
ток в составе при условии наложения всех тормо зов одновременно.
Поскольку коэффициент трения <р снижается с увеличением удельного давления, увеличение тормозного эффекта может быть достигнуто применением двустороннего торможения колеса (рис. 170). Так как в этом случае на каждую колодку дейст вует лишь половина силы нажатия, следовательно, на каждой колодке коэффициент трения ср будет больше, чем при односто роннем торможении. Применение двустороннего торможения целесообразно также из соображений разгрузки оси от одно стороннего давления, которое может достигать больших зна чений.
Эффект торможения может быть значительно повышен при
применении электромагнитных |
рельсовых тормозов, |
укреплен |
||
ных |
на |
пружинах на раме |
локомотива между |
колесами |
(рис. |
171) |
[61]. |
|
|
Для определения тормозной силы в этом случае введем сле дующие обозначения:
А/ — зазор между головкой рельса и тормозным башмаком в отторможенном состоянии, м\
с— упругая постоянная всех пружин, кГ\м;
Ки— сила электромагнитного притяжения всех тормозных башмаков к головке рельса в сумме с собственным весом башмаков, кГ [80];
Кп— сила упругости всех пружин при прижатии тормозных башмаков к головке рельса, кГ
Рт
Кп
Рис. 171. Вертикальные нагрузки на локомотив
Так как при прижатии тормозных башмаков к головке рель са пружины растягиваются на величину Д/, то
К п = сМ ,к Г |
(1094) |
На величину КПуменьшается сила нажатия тормозных баш маков на рельс и на эту же величину возрастает, сила нажатия колес на рельсы (тормозной вес).
При сочетании электромагнитных тормозов с тормозами, воз действующими на колеса, полная тормозная сила составляет
В = ( Ю00Рт + Кп) Ф+ (Км - Kn) f 1, кп |
(1095) |
Если торможение осуществляется Одними только рельсовыми тормозами, то
B = (KU- K n) f v к Г |
(1096) |
Если сила упругости пружин КП намного меньше силы при тяжения Км, то вместо выражения (1095) получи^
Для вагонеток на роликовых подшипниках уклон равных сопротивлений составляет в среднем 2% , что, недостаточно по условию нормального стока шахтных вод. Поэтому рельсовые пути укладываются с уклоном, 'большим уклона равновесия.
Уклон пути, численно равный удельному сопротивлению дви жения груженого состава (в %о), называется уклоном равнове сия. При движении груженого поезда вниз по уклону равновесия тяговое усилие равно нулю.
Характеристикой тягодых качеств профиля пути является величина А механической работы локомотива, отнесенная к 1 ткм транспортной работы. Эта величина называется коэффи циентом качества профиля пути [55]
А |
(1108) |
|
Р = (P + Q)L |
||
|
||
Чем меньше р, тем легче профиль участка (при том же удель |
||
ном сопротивлении движению). |
|
|
Величина механической работы |
|
|
|
|
A = F lL1 + FiLi + F,L9 + |
. + FmLm, |
(1109) |
|
Ly, |
L2; |
; Lm— длины |
участков пути; |
|
|
Fu |
F2\ |
— силы |
тяги локомотива |
на отдельных |
участках |
|
|
пути. |
|
|
|
§ 5. ТАХОГРАММЫ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА
Реальная тахограмма движения поезда на равнонаклонном
пути состоит из пяти периодов (рис. 173): |
|
|||
tl — период |
пуска с |
постоянным ускорением; |
|
|
t2 — период |
разгона |
по |
автоматической характеристике |
дви |
гателя; |
|
|
|
|
t3— период движения |
с установившейся (постоянной) |
ско |
||
ростью; |
|
|
|
|
t4— период свободного выбега; tb — период торможения.
Для удобства подсчета продолжительности движения реаль ную тахограмму упрощают. При длине откатки до 1000 м пя типериодную тахограмму заменяют трехпериодной (рис. 174).
Периоды t\ и t2 в трехпериодной тахограмме заменены одним периодом пуска t\, а периоды t4 и t5— одним периодом свобод ного выбега t$. Уменьшение продолжительности пуска при этом компенсировано увеличением периода остановки, так что ошиб ка в определении полной продолжительности движения Тлв бу дет незначительной.
Для определения элементов трехпериодной тахограммы об ратимся к уравнению движения поезда в удельных величинах.