13 Извилистое движение колесных пар и боковая качка экипажа

Извилистое движение – одна из причин боковой качки экипажа.

а)

б)

Рассмотрим среднее положение КП, имеющее одинаковые радиусы кругов катания колес и расстояние между ними 2S. Обозначим S1 расстояние от круга катания до оси рессор. В процессе колебаний виляния колесной пары перемещаются в поперечном направление (вдоль оси у). В обе стороны от среднего положения, совершается возвратно-угловые перемещения вокруг горизонтальной и продольной оси х. Эти возвратно-угловые перемещения КП будут неизменно связаны с вертикальными перемещениями.

Из рис б:

Деформация рессорного комплекта:

Из полученных выражений видно, что виляние КП вызывает вертикальных рессорных комплектов h синусоидального характера с частотой K.

Деформация рессорных комплектов вызывает появление упругих сил Р=h*Ж, действующих на подрессорное строение с моментом боковой качки:

где 2*(S+S1)-поперечное расстояние между осями рессорных комплектов КП.

14 Гашение колебаний. Вертикальные колебания эпс с учетом сил сопротивления в системе рессорного подвешивания.

При рассмотрении вынужденных колебаний экипажа, установлено, что в режиме резонанса при отсутствии в системе РП сил сопротивления амплитуда колебаний над рессорного строения стремительно нарастает, увеличиваясь в течении каждого периода главных колебаний на величину ∆Zp.

Для ограничения амплитуды колебаний в резонансном режиме конструкция РП должна содержать необходимое количество сил сопротивления, источником которых является гасители колебаний.

Типы гасителей колебаний применяемых на отечественном ЭПС.

В современных ЭПС используют гасители колебаний двух видов: фрикционные и вязкого сопротивления(гидравлические).

Среди фрикционных гасителей используются 2 типа:

1 с постоянной силой трения(буксовая ступени электропоездов)

Жр – жесткость рессорного подвешивания

Сила сопротивления (трения) возникает между корпусом буксы и рамой тележки за счет упругого прижатия элемента гасителя 1 к элементу боковой рамы 2.

2 клиновые – с силой трения пропорционально перемещению

К данному типу также относятся листовая рессора.

Вязкого сопротивления так же два типа:

1 С силой сопротивления, пропорциональной 1ой степени скорости перемещения

2 Гасители с зависимостью силы сопротивления от скорости перемещения другого вида: В таких гасителях применяют сложенную систему клапанов, при которой каждый клапан вступает в действие селективно при определенной частоте колебаний. Наиболее эффективны в кузовной ступени экипажа

15 Свободные вертикальные колебания системы с одной степенью свободы с учетом силы сопротивления

При заданных начальных условиях и при отсутствии сил сопротивления М будет совершать незатухающие синусоидальные колебания с амплитудой Z_n=Z_УСТ м круговой частотой k=(Ж/М)^(1/2), то есть вида Z=Z_nsin(kt) с периодом свободных колебаний Т_св=2π/k

При введении в систему сил сопротивления F(t) характер колебаний может резко измениться в зависимости от величины силы сопротивления. Прежде всего колебания будут затухающими. Их амплитуда будет уменьшаться в течении некоторого периода ΔZ_F.

Основное условие выбора необходимой силы сопротивления гасителя колебаний в системе рессорного подвешивания

При отсутствие сил сопротивления в системе рессорного подвешивания под воздействием возмущающей силы подрессоренное строение совершает синусоидальные колебания с двумя частотами:

1 Вынужденные с круговой частотой возмущающей силы p=2πV/L, где L – длина повторяющейся неровности

2 Свободные колебания с круговой частотой

Если прекратить действие возмущающей силы и ввести силу сопротивления, то амплитуда колебаний начнёт изменятся на величину . Если в режиме резонанса одновременно действуют сила сопротивления и возмущающая сила, то будет происходить ↓, ↑, . Если результирующее изменение амплитуды =0, то наступит устойчивый колебательный процесс. = – главное условие устойчивого колебательного процесса при резонансе.