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

Вписывание тележки подвижного состава в кривую

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
25.07.2025
Размер:
394.3 Кб
Скачать

Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Электрическая тяга»

И. С. Цихалевский Г.-А. М. Нафиков К. А. Стаценко

ВПИСЫВАНИЕ ТЕЛЕЖКИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА В КРИВУЮ

Екатеринбург

УрГУПС

2017

Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра «Электрическая тяга»

И. С. Цихалевский Г.-А. М. Нафиков К. А. Стаценко

ВПИСЫВАНИЕ ТЕЛЕЖКИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА В КРИВУЮ

Методические рекомендации к выполнению расчетно-графической работы

по дисциплине «Основы механики подвижного состава» для студентов специальности 23.05.03 –

«Подвижной состав железных дорог» всех форм обучения

Екатеринбург

УрГУПС

2017

1

УДК 629.4.023.11 Ц67

Цихалевский, И. С.

Ц67 Вписывание тележки подвижного состава в кривую : метод. рекомендации / И. С. Цихалевский, Г.-А. М. Нафиков, К. А. Стаценко. – Екатеринбург : УрГУПС, 2017. – 47, [1] с.

Методические рекомендации составлены в соответствии с учебным планом направления подготовки 23.05.03 – «Подвижной состав железных дорог». Рекомендации должны использоваться студентами в процессе выполнения динамических расчетов основных узлов ходовой части подвижного состава.

Текстовая часть пособия выполнена согласно ГОСТ 2.105–95 ЕСКД «Общие требования к текстовым документам».

УДК 629.4.023.11

Опубликовано по решению редакционно-издательского совета университета

Авторы: И. С. Цихалевский, доцент кафедры «Электрическая тяга», канд. техн. наук, УрГУПС Г.-А. М. Нафиков, доцент кафедры «Электрическая тяга», канд. техн. наук, УрГУПС

К. А. Стаценко, доцент кафедры «Электрическая тяга», канд. техн. наук, УрГУПС

Рецензент: Н. О. Фролов, доцент кафедры «Электрическая тяга», канд. техн. наук, УрГУПС

©Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС), 2017

2

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Введение................................................................…........……........................ 4

1

Исходные данные для расчетно-графической работы............................

6

2

Взаимодействие экипажа и пути на прямом участке.…...……....…….

16

2.1Возбудители колебаний и динамических сил подвижного состава… 16

2.2Вертикальные ускорения неподрессоренной массы на неровно-

стях жесткого и упругого пути...…………………………….................. 19

2.3 Расчёт вертикальных ускорений неподрессоренной массы…..… 22

2.4Вертикальные ускорения подрессоренных частей…...………….. 25

2.5Эмпирические формулы для определения вертикальных ускоре-

ний и динамических сил………………………………...……………….. 26

3 Движение экипажа в кривой………..………………….…………………. 31

3.1 Расчет геометрического вписывания круговым методом……...… 31

3.2Расчет геометрического вписывания эллиптическим методом….. 37

3.3Динамическое вписывание экипажа в кривую…..……..…………. 40

Контрольные вопросы..……………………………………………………. 46

Список использованных источников..……………………………………. 47

3

Введение

Расчетно-графическая работа на тему: «Вписывание тележки подвижного состава в кривую» выполняется студентами по дисциплине «Основы механики подвижного состава» в соответствии с учебным планом направления подготовки 23.05.03 «Подвижной состав железных дорог».

В соответствии с рабочей программой дисциплины «Основы механики подвижного состава» студенты в результате выполнения расчетнографической работы овладевают методикой выбора схем и параметров механической части на основе оценки показателей ее динамических качеств и у них формируется компетенция ПК-8 в части «способности в составе

коллектива исполнителей участвовать в разработке конструкторскотехнической документации новых или модернизируемых образцов наземных транспортно-технологических машин».

Срок проведения оценочной процедуры указывается в календарном плане изучения дисциплины.

Оценка за расчетно-графическую работу выставляется в соответствии со шкалой оценивания результатов освоения дисциплины.

Оценочное

Компетенция не

Уровень 1

Уровень 2

Уровень 3

средство

сформирована,

(пороговый),

(средний),

(высокий),

сформирован-

соответствует

соответствует

соответствует

соответствует

ности компе-

оценке «неудов-

оценке «удов-

оценке

оценке

тенций

летворительно»

летворительно»

«хорошо»

«отлично»

 

 

Содержание

Содержание

Содержание

Требования к

 

соответствует

соответствует

соответствует

 

требованиям,

требованиям,

требованиям,

содержанию

 

 

имеются не-

имеются незна-

ошибки от-

расчетно-

Минимальное

значительные

чительные

сутствуют.

графической

соответствие

ошибки.

ошибки.

Оформление

работы и каче-

требованиям

Оформление не

Оформление в

в полной ме-

ству ее выпол-

 

в полной мере

полной мере

ре соответст-

нения

 

 

соответствует

соответствует

вует требова-

 

 

 

 

требованиям

требованиям

ниям

Данные методические рекомендации состоят из трех разделов. В первом разделе задаются исходные данные для выполнения расчетнографической работы.

Во втором разделе рассматривается взаимодействие подвижного состава и пути при движении на прямом участке. Рассчитываются вертикальные

4

ускорения и динамические силы, сравниваются различные способы определения вертикальных ускорений, проводится оценка влияния отдельных параметров механической части, в частности жесткости рессорного подвешивания и неподрессоренной массы, на величину вертикальных ускорений.

В третьем разделе исследуются процессы, возникающие при движении экипажа в кривых участках пути. Рассматривается движение в кривых малого радиуса (деповские и тракционные пути), где скорость экипажа ограничена, центробежные силы достаточно малы и их влиянием можно пренебречь. При этом решаются задачи геометрического характера:

проверяют проходимость экипажа в кривой без выдавливания рельсов гребнями бандажей колесных пар;

определяют углы поворота тележек относительно кузова и углы поворота тележек относительно друг друга;

устанавливают величины бокового выноса той или иной части кузова от оси пути.

Кроме того, в третьем разделе рассматривается движение в кривых большого радиуса, где скорость движения достаточно большая, вплоть до конструкционной. Возникающие при этом значительные центробежные силы могут вызывать потерю поперечной устойчивости, сползание гребней направляющих колесных пар на головку рельса, поперечный сдвиг рельсошпальной решетки, расшивку и опрокидывание нагруженного рельса. Кроме того, из-за больших поперечных ускорений (более 0,7 м/с2) происходит нарушение комфорта локомотивных бригад (пассажиров). При этом решается задача определения максимально допустимой скорости движения

вкривой данного радиуса, даются рекомендации возможного ее увеличения при соблюдении безопасного хода в кривой.

Выполняя расчетно-графическую работу, студент приобретает навыки работы с технической литературой, справочниками и материалами ЕСКД. Текстовую часть расчетно-графической работы выполняют в соответствии с ГОСТ 2.105–95 ЕСКД «Общие требования к текстовым документам».

На заключительном этапе, защищая расчетно-графическую работу, студенты учатся всесторонне обосновывать принятые ими технические решения.

5

1 Исходные данные для расчетно-графической работы

Исходными для расчетно-графической работы являются следующие данные:

высота неровности, b, м;

скорость экипажа, V, м/с;

длина волны неровности, Lp, м;

масса верхнего строения пути, участвующая в вертикальном перемещении, отнесённая к одному рельсу, m′, кг;

неподрессоренная масса, приходящаяся на одно колесо, m, кг;

жёсткость верхнего строения пути, отнесённая к одному рельсу, ж′, кгс/м;

жесткость рессорного подвешивания, ж, кгс/м;

надрессорная масса, приходящаяся на одно колесо, mр, кг;

статический прогиб первой ступени рессорного подвешивания,

f , мм;

статический прогиб второй ступени рессорного подвешивания,

f ′′, мм;

радиус кривой для статического вписывания, Rст, м;

жесткая база кузова, Lк, м;

жесткая база тележки, 2a, м;

формула ходовой части экипажа;

осевая нагрузка, 2П, тс;

радиус кривой для динамического вписывания, Rд, м;

возвышение наружного рельса над внутренним, h, мм;

дополнительные указания.

Таблицы исходных данных (таблицы 1.1 – 1.8) для удобства разбиты по разделам расчетно-графической работы.

6

Таблица 1.1 – Исходные данные для раздела 2 «Взаимодействие экипажа и пути на прямом участке» для первой группы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант

b

V

Lp

m′

m

ж

ж

mр

f

f ′′

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м

м/с

м

кг

кг

кгс/м

кгс/м

кг

мм

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0,002

15

2,0

300

2075

7·106

20·103

16150

20

30

2

0,003

20

2,5

150

2100

4·106

40·103

16300

22

32

3

0,004

15

3,0

200

2125

5·106

80·103

16450

24

34

4

0,004

20

3,5

250

2150

6·106

100·103

16600

26

36

5

0,001

35

4,0

300

2175

7·106

140·103

16750

28

38

6

0,001

10

0,5

150

2200

4·106

160·103

16900

30

40

7

0,002

45

1,0

200

2225

5·106

180·103

17050

32

42

8

0,003

40

1,5

250

2250

6·106

200·103

17200

34

44

9

0,001

15

0,5

350

2200

4·106

20·103

17350

36

46

10

0,002

20

1,0

400

2225

5·106

40·103

17500

38

48

11

0,003

25

1,5

450

2250

6·106

80·103

17650

40

50

12

0,004

15

0,5

150

2275

7·106

100·103

17800

42

52

13

0,004

20

1,0

200

2300

4·106

140·103

17950

44

54

14

0,003

25

1,5

250

2325

5·106

160·103

18100

46

56

15

0,002

35

0,5

150

2350

6·106

180·103

18250

48

58

16

0,001

40

1,0

200

2375

7·106

200·103

18400

50

60

17

0,001

45

1,5

250

2400

4·106

20·103

18550

52

62

18

0,002

15

0,5

350

2425

5·106

40·103

18700

54

64

19

0,003

50

1,0

400

2450

6·106

80·103

18850

56

66

20

0,004

40

1,5

450

2475

7·106

100·103

19000

58

68

21

0,004

15

2,0

150

2500

4·106

140·103

19150

60

70

22

0,001

45

3,5

250

2050

6·106

160·103

19300

62

72

23

0,001

10

4,0

300

2075

7·106

180·103

19450

64

74

24

0,002

15

0,5

150

2100

4·106

200·103

19600

66

76

25

0,003

10

0,5

150

2125

4·106

20·103

19750

68

78

26

0,001

10

4,0

300

2150

7·106

40·103

19900

70

80

27

0,002

15

0,5

150

2175

4·106

80·103

20050

72

82

28

0,002

20

4,0

250

2200

7·106

160·103

17050

66

76

29

0,003

35

0,5

300

2225

4·106

180·103

17200

68

78

30

0,001

10

1,0

150

2250

5·106

200·103

17350

70

80

31

0,002

45

1,5

200

2200

6·106

20·103

17500

72

82

32

0,003

40

0,5

250

2225

4·106

40·103

17650

50

60

33

0,004

15

1,0

350

2250

5·106

80·103

17800

46

56

34

0,004

20

1,5

400

2275

6·106

100·103

17950

48

58

7

Таблица 1.2 – Исходные данные для раздела 2 «Взаимодействие экипажа и пути на прямом участке» для второй группы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант

b

V

Lp

m′

m

ж

ж

mр

f

f ′′

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м

м/с

м

кг

кг

кгс/м

кгс/м

кг

мм

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0,004

50

0,5

150

2000

4·106

0,003

18100

50

60

2

0,004

15

1,0

200

2025

5·106

0,004

18250

52

62

3

0,001

30

1,5

250

2050

6·106

0,004

18400

54

64

4

0,002

15

2,0

300

2075

7·106

0,001

18550

56

66

5

0,003

20

2,5

150

2100

4·106

0,004

18700

58

68

6

0,004

15

3,0

200

2125

5·106

0,004

18850

60

70

7

0,004

20

3,5

250

2150

6·106

0,001

19000

62

72

8

0,001

35

4,0

300

2175

7·106

0,002

19150

64

74

9

0,001

10

0,5

150

2200

4·106

0,003

19300

66

76

10

0,002

45

1,0

200

2225

5·106

0,002

19450

68

78

11

0,003

40

1,5

250

2250

6·106

0,003

19600

70

80

12

0,004

45

2,0

300

2275

7·106

0,004

19750

72

82

13

0,004

10

2,5

150

2300

4·106

0,004

19900

50

60

14

0,001

35

3,0

200

2325

5·106

0,001

20050

64

74

15

0,004

20

3,5

250

2350

6·106

0,004

18250

66

76

16

0,004

25

4,0

300

2375

7·106

0,004

18400

68

78

17

0,001

10

0,5

150

2400

4·106

0,001

19000

70

80

18

0,002

15

0,5

150

2425

4·106

0,002

19150

72

82

19

0,003

20

1,0

200

2450

5·106

0,003

19300

50

60

20

0,004

25

1,5

250

2475

6·106

0,004

19450

46

56

21

0,004

30

2,0

300

2500

7·106

0,004

19600

48

58

22

0,001

35

2,5

150

2000

4·106

0,001

19750

50

60

23

0,001

40

3,0

200

2025

5·106

0,001

19900

52

62

24

0,002

45

3,5

250

2050

6·106

0,002

20050

54

64

25

0,003

10

4,0

300

2075

7·106

0,003

18250

56

66

26

0,004

15

0,5

150

2100

4·106

0,004

18400

58

68

27

0,004

10

0,5

150

2125

4·106

0,004

18550

72

82

28

0,001

10

0,5

200

2225

6·106

0,003

19750

72

82

29

0,002

45

1,0

250

2250

7·106

0,004

19900

50

60

30

0,003

40

1,5

300

2275

4·106

0,004

20050

64

74

31

0,004

45

2,0

150

2300

5·106

0,001

18250

66

76

32

0,004

10

2,5

200

2325

6·106

0,004

19000

62

72

33

0,001

35

3,0

250

2350

7·106

0,004

19150

64

74

34

0,004

20

3,5

300

2375

4·106

0,001

19300

66

76

8

Таблица 1.3 – Исходные данные для раздела 2 «Взаимодействие экипажа и пути на прямом участке» для третьей группы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вариант

b

V

Lp

m′

m

ж

ж

mр

f

f ′′

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м

м/с

м

кг

кг

кгс/м

кгс/м

кг

мм

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0,001

45

2,0

300

2300

7·106

0,002

19450

68

78

2

0,002

10

2,5

150

2325

4·106

0,003

19600

70

80

3

0,003

35

3,0

200

2350

5·106

0,004

19750

72

82

4

0,004

20

3,5

250

2375

4·106

0,004

19900

50

60

5

0,004

25

4,0

300

2400

5·106

0,001

20050

64

74

6

0,001

10

0,5

150

2425

6·106

0,004

18250

66

76

7

0,001

30

2,0

300

2450

7·106

0,004

18400

68

78

8

0,002

35

2,5

150

2475

4·106

0,001

19000

70

80

9

0,001

40

3,0

200

2500

4·106

0,002

19150

72

82

10

0,002

10

2,5

150

2450

5·106

0,003

19300

50

60

11

0,003

35

3,0

200

2475

6·106

0,004

19450

46

56

12

0,004

20

3,5

250

2350

5·106

0,004

19750

48

58

13

0,004

25

4,0

300

2375

4·106

0,004

19900

50

60

14

0,001

10

0,5

150

2400

5·106

0,001

20050

52

62

15

0,004

15

0,5

150

2425

6·106

0,004

18250

54

64

16

0,004

20

1,0

200

2450

7·106

0,004

18400

68

78

17

0,001

25

1,5

250

2475

4·106

0,001

19000

70

80

18

0,002

30

2,0

300

2500

4·106

0,002

19150

72

82

19

0,003

20

1,0

200

2450

5·106

0,003

19300

50

60

20

0,004

25

1,5

250

2350

5·106

0,004

19750

46

56

21

0,004

20

3,5

250

2375

4·106

0,004

19900

48

58

22

0,001

25

4,0

300

2400

5·106

0,001

20050

50

60

23

0,001

10

0,5

150

2425

6·106

0,004

18250

52

62

24

0,002

30

2,0

300

2450

7·106

0,004

18400

54

64

25

0,003

35

2,5

150

2475

4·106

0,001

19000

56

66

26

0,004

40

3,0

200

2500

4·106

0,002

19150

58

68

27

0,004

10

2,5

150

2450

5·106

0,003

19300

72

82

28

0,004

45

2,0

300

2100

4·106

0,004

18700

56

66

29

0,004

10

2,5

150

2125

5·106

0,004

18850

58

68

30

0,001

35

3,0

200

2150

6·106

0,001

19000

60

70

31

0,004

20

3,5

250

2175

7·106

0,002

19150

62

72

32

0,004

25

4,0

300

2200

4·106

0,003

19300

64

74

33

0,001

10

0,5

150

2225

5·106

0,002

19450

66

76

34

0,002

15

0,5

150

2250

6·106

0,003

19600

68

78

9