1. 
   Горизонтальные составляющие силы трения бандажей колесных пар о рельсы F₁-F₆;
   
2. 
   Центробежная сила С;
   
3. 
   Горизонтальная составляющая центробежной силы, возникающая от веса локомотива при движении локомотива в кривой с возвышением наружного рельса С₁;
   
4. 
   Боковые реакции со стороны рельсов от воздействия на них колес (направляющие усилия) Y₁-Y₆;
   
5. 
   Боковые давления колес на головки рельсов Y’₁-Y’₆, представляющие разности между направляющими усилиями и силами трения бандажей о рельсы;
   
6. 
   Возвращающие силы и их моменты при наличии в экипаже возвращающих устройств, а также моменты сил трения в опорах.
   

Реакции со стороны головок рельсов являются внешними силами, направляющими движение экипажа в кривой. Это движение может быть представлено в виде непрерывной суммы двух движений: поступательного, (параллельно продольной оси экипажа) и вращательного, (вокруг точки, называемой центром поворота, или полюсом вращения тележки ). Расстояние от осей колесных пар до центра поворота тележки называется полюсным расстоянием х_i.

При динамическом вписывании локомотива в кривую строится его горизонтально-динамический паспорт, представляющий собой зависимости Y₁=f(v), Y₃=f(v) и Y’₁=f(v).

Перпендикуляры, опущенные из центра кривой на линии баз тележек, дают положения центров поворота последних. Заметим, что полюсное расстояние с увеличением скорости уменьшается до величины равной половине базы тележки 2а/2 (см.2 раздел).

2. 
   Составление уравнений равновесия сил и моментов
   

Как упоминалось выше при динамическом вписывании оцениваются силовые факторы действующие на экипажную часть локомотива в кривой. Для оценки динамических качеств локомотива необходимо определить внешние силы (направляющие усилия Y₁ и Y₃) уравновешивающие силы и моменты приложенные к передней тележке локомотива по ходу движения.

Начать следует с вычерчивания схемы тележки тепловоза и осмысленного нанесения всех основных сил и моментов, действующих на нее. Центр поворота

---

наносится на схему из условия, что тележка находится в положении наибольшего перекоса. В данном случае полюсное расстояние первой (направляющей) колесной пары определяется из выражения:

м (6.1)

м (6.1)

где R_Д – радиус кривой для динамического вписывания, м.

Полюсные расстояния второй и третьей колесных пар находятся согласно расчетной схеме. Расчетная схема должна соответствовать выбранному тепловозу-образцу.

Согласно расчетной схеме составляются уравнения равновесия сил и моментов.


Рис8. Схема динамического вписывания

6.3. Определение сил, входящих в уравнения равновесия

Согласно расчетной схеме составляются уравнения равновесия сил и моментов.

Средние значения сил трения в опорных точках колес считаются равными для всех колесных пар тепловоза. Приближенно они могут быть определены по формуле:
, (6.2)



где 2П - максимальная нагрузка на ось(по заданию), кН;

= 0,25 - коэффициент трения между рельсами и бандажами.

У трехосных тележек современных тепловозов свободный разбег средней колесной пары достигает 14 мм, поэтому первая составляющая от силы F₂, равная F₂cos₂, на раму тележки не передается. При составлении уравнения равновесия сил эта составляющая не учитывается, при составлении уравнения моментов учитывается только вторая, действующая вдоль рельсов, составляющая от силы F₂, равная F₂sin₂.

Центробежная сила приходящаяся на тележку (см.рис.6.1):

, (6.3)



Где v – скорость движения локомотива, км/ч;

G – часть подрессоренного веса тепловоза

---

, приходящаяся на тележку, кН;

Принять G = 6 =337,5 , где - статическая нагрузка на пружину (см.формулу 4.10)

Составляющая центробежной силы, возникающая при движении локомотива в кривой с возвышением:

, (6.4)



где h– возвышение наружного рельса в кривой, м.


Рис.9. Центробежные силы, возникающие при движении локомотива в кривой с возвышением

Значения cos_i и r_i определяются по вспомогательным кривым cos_i = f(x_i), r_i = f(x_i) приведенным на рис.4.


Рис.10.Вспомогательный график для определения cos_i и r_i в зависимости от величины полюсного расстояния


r=10

cosα=0,5

6.4. Определение суммарных моментов сил трения и возвращающих моментов

Для снижения динамических боковых усилий на рельсы крайние колесные пары имеют с рамой тележки жесткую связь либо с помощью пружинных осевых упоров (ТЭЗ, 2ТЭ10Л, ТЭМ2), либо с помощью буксовых поводков с резиновыми втулками (ЧМЭ3,ТЭМ7, 2ТЭ116, 2ТЭ121, 2ТЭ10В, ТЭ136, ТЭП60, ТЭП70). По типу связи с кузовом тележки можно разделить на две группы: с жестким шкворнем и с упругим шкворневым устройством. К первой группе относятся тележки тепловозов ЧМЭ3, ТЭЗ, ТЭМ2, ТЭМ7 и др. У тележек второй группы (тепловозы 2ТЭ116, 2ТЭ10В, 2ТЭ121, ТЭП60, ТЭП70) имеется упругая связь с кузовом, при которой обеспечивается как поворот тележки относительно кузова, так и поперечное перемещение последнего относительно тележек. Упругая связь тележек с кузовом у тепловозов различ­ных серий имеет свои особенности. Эти особенности заключаются в расположении опорно-возвращающих устройств на тележке, их конструкции, а также конструкции шкворневой или бесшкворневой связи кузова с тележками.

---

У тепловоза ТЭМ2 тележка отличается от описанной выше опорами трения. Возвращающий момент отсутствует. После выхода тепловоза из кривой возвращение тележек в соосное с кузовом положение происходит за счет направляющих гребней бандажей колесных пар. Момент сил трения определяется как произведение сил трения в опорах на расстояние R от центра шкворня до оси опоры. При нагрузке на опоры 380 кН и коэффициенте трения f_тр = 0,1; М_тр = 38 кН*м.

6.5 Оценка динамических качеств спроектированного тепловоза

По результатам расчетов, рассмотренных выше, необходимо построить зависимости Y₁=f(v), Y₃=f(v), по которым для допускаемой скорости определить величину направляющего усилия Y₁.













Таблица 4

V	C	C1	Y1	Y3	Y`1
20	1.931	25.313	82.983	72.815	49.79
40	7.722		85.879	69.919	51.528
60	17.376		90.706	65.093	54.424
80	30.89		97.463	58.335	58.478
100	48.266		106.151	49.648	63.691
120	69.502		116.769	39.029	70.062
140	94.6		129.318	26.48	77.591
160	123.56		143.798	12	86.279

---

Допускаемая скорость движения локомотива в кривой определяется из условия комфортабельности по наибольшей величине непогашенного ускорения a_Н = 0,7 м/с²:

(6.13)



где h– возвышение наружного рельса в кривой, мм.

Если эта скорость выше конструкционной скорости тепловоза, то за конструкционную принимается данная допускаемая скорость.

Необходимо также определить динамические усилия действующие на тележку в кривой и являющиеся критериями безопасности движения.

Боковое давление колеса на рельс меньше направляющего усилия на величину силы трения в контакте колеса с внутренним рельсом в кривой:
. (6.14)



Особенности движения локомотива в кривой вызванные неровностями пути в плане, учитываются коэффициентом горизонтальной динамики К_ГД.

Для букс c горизонтальными упругими элементами или упругими связями с рамой тележки - по формуле:

К_ГД = 1 + 0,002v.

Кгд=1+0,002*20=1,04

С учетом К_ГД боковое давление определится из следующего выражения:

. (6.15)



Рамное давление – усилие, передаваемое колесной парой на раму тележки, меньше направляющего усилия на величину сил трения обоих колес
. (6.16)



Таблица 5

V	Кгд	Yl1	Yl1д	Yр
20	1.04	20.483	21.30232	-42.017
40	1.08	23.379	25.24932	-39.121
60	1.12	28.206	31.59072	-34.294
80	1.16	34.963	40.55708	-27.537
100	1.2	43.651	52.3812	-18.849
120	1.24	54.269	67.29356	-8.231
140	1.28	66.818	85.52704	4.318
160	1.32	81.298	107.3134	18.798

---

Смотрите также файлы

• В рамках анализа главы 58 тк рф можно выделить следующие проблемы.docx

• Семинар Понятие Римского гражданского права. Понятие Римского частного права. (Прудников).pdf

• Занятие 4 Обучающийся Захарова Диана Александровна Преподаватель Степанова Елена Ивановна.docx

• Для практической работы по модулю.docx

• Характеристика коллектива 10 класса.docx