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

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 ; гдеu-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

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.