42 Разгрузка движущих колесных пар и коэффициент использования сцепного веса локомотивов со статически неопределимой системой рессорного подвешивания. Рамный четырехосный электровоз.

Для решения поставленной задачи необходимо предварительно найти центр упругости рессорного подвешивания. Только после этого можно приступить к расчету разгрузок движущих колесных пар и определению коэффициента использования сцепного веса локомотива ε.

У рассматриваемого электровоза система рессорного подвешивания статически неопределима, следовательно, метод внешних сил применить невозможно. Находим внешние силы, приложенные к кузову электровоза: силу тяги 4F, вертикальные силы Т (при приводе I класса) или Т ′ (при приводе II класса). Направление этих сил показано на схеме (а) и соответствует принятому направлению движения и расположению тяговых двигателей (или редукторов у привода II класса) относительно осей движущих колесных пар. Под действием этих внешних сил надрессорное строение (кузов) переместится вертикально на некоторую величину У (вместе с центром упругости) и повернется на некоторый угол ϕ относительно центра упругости в продольной вертикальной плоскости

Определим место положения (координаты) центра упругости:

X₀ — расстояние от точки А (последней колесной пары) до центра упругости. Центр упругости находится посередине экипажа. Ж_эi — эквивалентная жесткость рессорного подвешивания, отнесенная к одной оси, кН/м; X_i — расстояние от iй точки подвешивания до центра упругости.

Вертикальное перемещение надрессорного строения (см. свойства центра упругости):

Угол поворота надрессорного строения относительно центра упругости:

где ΣМ_{внешн.сил} — суммарный (результирующий) момент внешних сил, действующих на надрессорное строение относительно центра упругости, кН⋅м;

Найденные перемещения вызовут изменения реакций рессорных комплектов на надрессорное строение Δs_i, сумма которых равна 0 вследствие симметричности экипажа.

Рассмотрим силы, действующие на каждую из движущих осей:

Для первой колесной пары:

Для второй колесной пары:

Для третьей колесной пары:

Для четвертой колесной пары:

Из сравнения всех ΔП_i следует, что наиболее разгруженной яв­ляется первая колесная пара.

Коэффициент использования сцепного веса ε данного электро­воза можно определить из следующего выражения:

Где γ – коэффициент при F у наиболее разгруженной оси, имеющей максимальное отрицательное ∆П; Ψ – коэффициент сцепления отдельной оси.

43 Разгрузка движущих колесных пар и коэффициент использования сцепного веса локомотивов со статически неопределимой системой рессорного подвешивания. Шестиосный электровоз со свободными тележками.

Расчетная схема локомотива.

Рассматривая уравнения рав­новесия кузова, найдем изменение давлений опор ку­зова на тележки ΔП_к.

Со стороны каждой из тележек на раму кузова через опорные устройства передается сила тяги 3F на высоте h от головок рельсов. В результате кузов подвергается опрокидывающему моменту , вызывающему изменение давлений опор кузова с уравновешивающим моментом . Из равенства этих моментов находим

Далее рассмотрим силы, действующие на каждую из тележек с учетом их направления.

В первой (по ходу) тележке силы, действующие на раму, показа­ны на рис. (в) действует сила тяги тележки 3F и вертикальные силы ΔПк и 3Т. Под действием этих сил и моментов рама тележки получит вертикальное перемещение У₁ и повернется вокруг центра

упругости О₁ на угол ϕ₁. Пусть Ж1 = Ж2 = Ж3 = Ж. Вследствие сим­метричности рессорного подвешивания центр упругости тележки на­ходится посередине экипажа.

Уравнения равновесия рамы тележки дают возможность найти:

– вертикальное перемещение рамы тележки:

– угол поворота рамы относительно центра упругости:

Изменения реакций рессорных комплектов, приложенные к раме тележки:

С учетом полученных значений Δs₁,₂,₃ и их направления перехо­дим к отдельным колесным парам. Составим уравнения их равно­весия (г):

Для первой колесной пары:

Для второй колесной пары:

Для третьей колесной пары:

Аналогично рассчитываем вторую тележку.

Самой разгруженной является первая колесная пара.

Коэффициент использования сцепного веса элек­тровоза ε: