39 Применение метода внешних сил при расчёте использования сцепного веса локомотива. Четырехосный рамный электровоз

Для этого должны выполнятся условия:

1). Рамные электровозы с тяговым приводом 1 или 2 класса:

1. система рессорного подвешивания должна быть статически определимой

2. тяговые двигатели или их редукторы должны быть расположены одинаково относительно движущих кп

2). Тележечные электровозы с тяговым приводом 1 или 2 класс:

1. электровозы со свободными тележками должны иметь не более двух групп продольно сбалансированных движущих кп в каждой тележки.

2. электровозы с сочлененными тележками должны иметь не более трех групп сбалансированных движущих кп в целом.

3. см п.1.2

3). Электровозы с опорно-рамным тяговым приводом.Система рессорного подвешивания должна быть статически определимой.

Четырехосный рамный электровоз

Составляем уравнение равновесия 2∆S₁₂+2∆S₃₄=0

4FH+2∆S₁₂ 2(a+b)-4Ta=0

Решая эти уравнения:

∆S₁=∆S₂=(Ta-FH)/a+b

∆S₃=∆S₄=(FH-Ta)/a+b

Учитывая направление сил:

∆П₁+Т+∆S₁=0

∆П₁=(Та-FH)/(a+b)-T

∆П₂=(Та-FH)/(a+b)+T

∆П₃=(Та-FH)/(a+b)-T

∆П₄=(Та-FH)/(a+b)+T

∆П₁+∆П₂+∆П₃+∆П₄=0 – условие соблюдено

В приводе 1 класса Т=(D_k/2L_дв)*F

T=(D_k/2L_p)*(1+1/u)*F

∆П₁=-((H+(D_k*b)/2L_дв)/(a+b)*F=-ζF

Тогда

ε=1-ζψ=1-Нψ/(a+b)

Рассмотрим тот же электровоз, изменив лишь схему расположения тяговых двигателей.

Составляем уравнение:

2∆П_1,2+2∆П_3.4=0

Решаем систему:

∆П₁=∆П₂=-H/(a+b)*F

∆П₃=∆П₄=+H/(a+b)*F

Разгруженными в одинаковой степени являются первая и вторая кп.

Коэффициент использования сцепного веса:

ε=1-ζψ=1-H/(a+b)*ψ

40 Коэффициент использования сцепного веса электровоза с несочлененными тележками

В рассматриваемом случае каждая тележка передает на кузов силу тяги 2F. Рама кузова суммирует эти силы, и результирующая сила тяги F_w = 4F через автосцепку передается на прицепную часть (со­став). Так как конструктивно не всегда можно добиться Н = h то кузов подвергается действию опрокидывающего момента, ведущего к появлению дополнительных реакций ΔП_К в опорах кузова на тележки.

Из равенства 4F •(Н - h) = ΔП_к . L_K.

Отсюда

Эти силы ΔП_К совместно с силами тяги вызывают изменение давлений колесных пар на рельсы. После замены влияния кузова на тележки силами ΔП_К появляется возможность рассматривать каждую тележку в отдельности как самостоятельный двухосный электровоз. Следовательно, далее можно применить метод внешних сил. На рис приведена расчетная схема тележки и действующие на нее внешние силы.

Для первой тележки уравнения равновесия имеют вид:

Решая совместно находим,

Уравнения для второй тележки:

Решая эти уравнения совместно находим:

Следовательно условие выполнено, так как

Из анализа полученных результатов следует, что наиболее разгруженной является первая колесная пара, разгрузка которой равна:

Коэффициент использования сцепного веса:

Где -база кузова

41 Электровоз с сочленёнными тележками и его коэффициент использования сцепного веса

Расчетная схема

Данный экипаж отвечает условиям применения метода внешних сил. Так же в данном случае автосцепка располагается на раме тележки, изменения давления опор кузова на тележки не происходит. Расчет следует проводить с первой ( по ходу) тележки, так как в ней число действующих внешних сил меньше.

Рассмотрим первую тележку и действующие на неё силы.

Уравнения статического равновесия первой тележки

Отсюда ; где u-вертикальная сила в сочленении

Уравнение статического равновесия второй тележки имеют вид:

Из представленных выше уравнений следует, что

Таким образом то есть +

Можно сделать вывод, что наиболее разгруженным(лимитирующим) является первая и вторая колесные пары. Коэффициент использования сцепного веса будет равен