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

38 Коэффициент использования сцепного веса двухосного электровоза с опорно-осевым тяговым приводом

Изменение давление КП на путь являются результатом действия сил, приложенных к надрессорному строению и передающихся через рессорное подвешивание на колесные пары. Суммируясь с силами , действующими на колесную пару со стороны тягового привода, они и определяют итоговое изменение давления колесных пар локомотива на путь.

К статически определимым относятся системы рессорного подвешивания следующих типов электровозов:

1 Рамные эл.возы с числом эквивалентных точек подвешивания не более 4х на весь эл.воз или не более 2х на одну его сторону, не более 2х групп продольно сбалансированных осей

2 Тележечные эл.возы с несочлененными тележками с числом эквивалентных точек не более четырех в каждой из тележек на обе стороны

3 Эл.возы с двумя сочлененными тележками с числом эквивалентных точек подвешивания не более шести в двух тележках на обе стороны или не более 3х групп продольно сбалансированных осей в двух тележках.

Системы рессорного подвешивания не удовлетворяющие указанным выше условиям, являются статически не определимыми( расчет с исп-т центра упруг)

При реализации силы тяги на надрессорное строение действуют силы Fэл (на оси автосцепки) и T(над каждой из осей)

Уравнение равенства суммы сил и реакций в условиях равновесия

∑Y=0; ∆s1+Δs2 – 2T = 0 ∆s2 = 2*T – Δs1

Уравнение моментов

∑МА=0 ∆s1*2b+2FH – T*2b=0 Δs1=T-F*H/b

Рассматривая силы, действующие на каждую из колесных пар и учитывая их направления

а для первой колесной пары ∆П1+T – Δs1=0 ∆П1=-F*H/b

а.б.

б для второй колесной пары ΔП2+ Т - ∆s2 = 0 ΔП2=+F*H/b

Так как при реализации силы тяги полный вес локомотива остается неизменным, а происходит лишь его перераспределение между отдельными колесными парами, часть из которых догружается, а оставшаяся часть – разгружается, то сумма полученных изменений давлений колесных пар на путь в пределах всего локомотива должна быть равной нулю . ∑∆П1=0

Коэффициент использования сцепного веса ἐ = 1 - £*ψ где £=H/b - коэффициент при F у наиболее разгруженной колесной пары

Полученный после подстановки значений коэф сцепного веса дает возможность оценить тяговые св-ва локомотива.Рассматривая все вар-ты двухосного эл.воза и решая задачу использования его сцепного веса общим способом и используя метод внешних сил, получаемодинаковые рез-ты. Метод внешн.сил экономит время и уменьшает вер-ть ошибки

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:

45 Рамный симметричный электровоз с поддерживающими колесными парами и тяговым приводом III класса. Система рессорного подвешивания статически неопределима. Однако в опорно-рамном тяговом приводе вертикальные силы (T или T`) отсутствуют. Поэтому вертикальных перемещений надрессорное строение не получит. Изменение давлений колесных пар возможно лишь вследствие поворота надрессорного строения при реализации силы тяги под действием опрокидывающего момента . Вследствие симметричности локомотива центр упругости рессорного подвешивания располагается на вертикали, проходящей через центр средней колесной пары. Центр упругости совпадает с эквивалентной точкой подвешивания сбалансированных движущих осей. Вследствие отсутствия вертикальных перемещения эквивалентной точки и балансировки движущих осей изменения вертикального давления движущих осей не происходит так как. Следовательно, коэффициент использования сцепного веса равен 1.;Действующий опрокидывающий момент уравновешивается изменением давления поддерживающих бегунковых осей. В данном случае уравнение равновесия системы определяется из равенства. Отсюда можно определить изменения давлений бегунковых колесных пар.;

47 Боксование движущих колесных пар ЭПС В процессе реализации силы тяги под действием приложенных к надрессорному строению локомотива внешних вертикальных сил последнее получает соответствующее вертикальное и угловое перемещения, величина которых зависит, от инерционных, линейных и упругих параметров экипажа. Получающаяся при этом деформация упругих элементов рессорного подвешивания приводит к перераспределению давлений между отдельными колесными парами на путь. Так как об­щий сцепной вес локомотива остался неизменным, то сумма изменений давлений в пределах всего экипажа равна нулю. То есть где ΔП, - изменение давленияi-ой колесной нары на путь. кН. В тяговом режиме величина реализуемой колесной парой силы тяги будет зависеть от соотношения действующих и точке контакта колеса и рельса независимых друг от друга сил: 1)Электромагнитной силы тяги, величина которой в основном опреде­ляется мощностью тягового двигателя и схемой соединения тяговых дви­гателей в силовой пени электровоза F_эм. кН; 2)механической силы, определяемой в основном условиями сцепления (трения) колеса и рельса по кругу катания F_сц. кН Эти силы приложены в одной и той же точке по кругу катания коле­са и действуют в противоположные стороны. Режим движения колеса определяемся их соотношением. Возможно взаимодействие колеса и рельса при отсутствии проскальзывания - нормальное качение, скорость сколь­жения колеса по поверхности головки рельса V_ск = 0 или при наличии проскальзывания - боксование. V_ск ≠ 0. Различают три основных вида боксования. 1. Прерывистое боксование (кривая 1.рис. 1). В этом случае проскальзывание колеса но рельсу зависит как от внешних (условия сцепления). так и от внутренних (опыт, искусство управления машинистом) условий. Процесс боксования не достигает как правило, опасных размеров, он то проявляется, то внезапно исчезает. 2. Перемежающееся боксование (кривая 2. Рис 1.) Когда проскальзывание носит синусоидальный характер. Возникнув боксование достигает неопасного максимума, падает до нуля, затем вновь возникает, достигает неопасного максимума и падает до нуля и т.д

3. Разносное боксование (кривая 3). В этом случае F_эм > F_cц. Это самый опасный вид боксования. Разносное боксование должно быть пресечено любыми имеющимися в распо­ряжении машиниста средствами мри первых признаках его появления. Не­обходимо иметь в виду, что и прерывистое, и особенно перемежающееся боксование, довольно быстро могут перерасти в разносное. Безусловно, любой вид боксования является нежелательным, так как ведет к интенсивному износу бандажей колес, рельсов, подшипниковых узлов тягового привода, рессорной системы и других узлов и деталей хо­довой части локомотива, ухудшая его тяговые и динамические характеристики и сокращая срок службы. При этом разносное боксование недопустимо, гак как является аварийным режимом.