22.) Силы, действующие на поезд.

Поезд состоит из локомотива массой m_Л и составных вагонов массой m_С , каждый вагон имеет собственную массу m_{В .}

m_С = ∑ m_{В .}

Поезд представляет собой систему материальных тел, связанных между собой упругими связями, а с ж/д путем – жесткая связь.

Прицепная часть поезда – состав. В теории тяги поездов движение поезда рассматривается только как поступательное. С целью упрощения поезд представляют в виде материальных (^.) бесконечно малых размеров, но конечной массы.

На поезд действует много сил, разнообразных по величине и направлению. Однако рассматриваются только те силы, которые действуют на поезд либо по направлению движения, либо против него.

m_П= m_Л + m_С

V

B W F

К ним относятся (см. рисунок):

1. Сила, созданная локомотивом – F(сила тяги)

2. Силы, оказывающие сопротивление движению – W. Эти силы являются естественными, они возникают независимо от нашего желания и действуют всегда. Могут, как замедлять, так и ускорять движение поезда.

3. Тормозная сила – B. Эта сила является искусственной. Она создается специальными устройствами и направлена против движения поезда.

23.) Сопротивление движению поезда и его составляющие.

Сопротивление движению – эквивалентная сила, на преодоление которой затрачена такая же работа, как и на преодоление всех сил против движения. Сопротивления движению делят на 3 вида:

1. Основное сопротивление – сопротивление движению на прямом горизонтальном участке пути при нормальных метеорологических условиях (760 мм. рт. ст., t=+20 C, V=0м/с)

2. Дополнительное сопротивление –зависит от профиля и плана пути, т.е. возникающее при движении поезда по подъёму, либо на кривом участке пути.

3. Добавочное сопротивление – появляется при особых обстоятельствах (трогания поезда с места, движение в тоннеле)

В сумме все эти 3 составляющие образуют полное сопротивление движению поезда.

24.) Колесная пара и ж/д путь. Взаимодействие колеса с рельсом.

Рис. 5.1.

Важнейшим элементом ж/д состава является колесная пара. Она представляет собой 2 колеса(1), жестко соединены осью (2). Ось вращается в подшипниках (3), через эти подшипники передается сила тяжести локомотива или вагона на рельсовый путь. Сила тяжести локомотива, приходящаяся на одну ось, обозначается G_КП ^`` . Рельсовый путь определяет направление движения. Колесо колесной пары состоит из центра (4) и бандажа (5). Бандаж жестко закреплен на колесном центре с помощью натяга и фиксирования с помощью стопорного кольца.

Рис. 5.2.

Конусность бандажа обеспечивает перемещение точки контакта колеса с рельсом поперек пути в процессе качения колесной пары. При этом износ бандажа равномерно распределяется. Гребень бандажа необходим для ограничения поперечного перемещения колёсной пары и для направления движения на кривом участке пути. Бандаж изготавливают из специальной износостойкой стали. Его профиль в процессе эксплуатации нарушается и периодически восстанавливается путем обточки в депо.

Предельно изношенный бандаж заменяется. Конусность бандажа и форма головки рельса способствует установке колесной пары в среднем положении. Качение происходит по некоторой окружности диаметром D_К , называемой кругом катания.

Сила, с которой колесо действует на рельс:

масса локомотива в т.

количество осей локомотива.

На ось современных электровозов приходится нагрузка 23-25т, поэтому сила достигает больших значений. Под действием этой силы возникают микродеформации колеса Δ₂ и рельса Δ₁ .

Рис. 5.3.????????

Из-за микродеформации контакт колеса и рельса происходит не в точке К, а на некоторой площадке 400 мм² в форме эллипса, давление в которой достигается 3500 кПа (35кг/мм²)

Чтобы избежать деформацию грунта, рельсовый путь имеет специальную конструкцию, состоящую из нижнего и верхнего строения пути, сложного по конструкции.

Ж/д путь является дорогостоящим сооружением (на путевое хозяйство приходится 45% основных фондов ж/д транспорта)