Антиплагиат (1222520), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Она уравновешивается касательной силой давления на зубьязубчатого колеса F ТЭД.Середина якоря, являющ аяся местом прилож ения сосредоточенных нагрузок Q или Р, относительно оси симметрии тележ ек смещ ена навеличину e рисунок 4.2. В результате при работе привода нагрузка P распределяется неравномерно. Сила на зубчатом колесе вколичественном отношении отлична от момента, развиваемого тяговым двигателем.Количественную зависимость мож но определить, составив пропорц иональную зависимость:(4.5)(4.6)(4.7)Рисунок 4.2 - Пояснения асимметрии якоряНа основании выполненныхтеоретических исследований в качестве базового аналитического алгоритма для решения поставленныхзадач выбрана функц ия:(4.8)Где приведенные функц иональные зависимости выраж аются следующ им образом:(4.9)f(a)- так называемый, фактор сц епления. Под термином «фактор сц епления» (factor of adhesion) понимается один из строительныхкоэ ффиц иентов локомотива, а именно – отношение его сц епной массы к силе тяги по приводам.
В отечественной практике расчет массыпоезда производится не по «фактору сц епления», а по опытным поездкам. Заметим, что «фактор сц епления» вовсе не являетсявеличиной, обратной нашему коэ ффиц иенту сц епления. На данный момент локомотивостроителям нет необходимости количественногоповышения мощ ности локомотива с сущ ествующ ей колесной формулой и мощ ностью тяговых двигателей. В э том как раз мож но убедитьсяс помощ ью фактора сц епления. Если фактор будет больше определенного значения, то мощ ность привода недостаточна, и ее мож ноhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.13053939&repNumb=113/2016.06.2015Антиплагиатувеличить для данного привода. Если фактор меньше, то локомотив склонен к буксованию. f ( x ) - функц ия зависимости геометрических икинетических параметров, таких как, асимметрия якоря, разниц адиаметров колес.
Функц ия выраж ается через коэ ффиц иентиспользования сц епной массы:(4.10)где ∆Р - наибольшее уменьшение давления колесной пары под влиянием силы тяги;f ( d ) - динамическая составляющ ая, выраж енная в качестве кинетической э нергии и силы воздействия шестерни на зубчатое колесо, f ( j) - функц ия, учитывающ ая приведенный к точке касания колеса и рельса момент инерц ии вращ ающ ихся масс колесно-моторного блока.Для каж дого полож ения колесно-моторного блока приведенный моментинерц ии звеньев находится по формуле:(4.11)где mi – масса i-го звена, si J – момент инерц ии i-го звена относительно оси, проходящ ей через ц ентр масс э того звена, ω i – угловаяскорость i-го звена, Vsi – скорость ц ентра масс i-го звена, ω c – угловая скорость входного звена. В данном случае э то звено – колесо,вращ ающ ееся относительно точки контакта колеса с рельсом.
f (t ) - функц ия, учитывающ ая разниц у характеристик тяговыхэ лектромашин.В данной работе выполнена попытка поиска подходов к созданию методологии оц енки и нормирования тяговых свойств локомотивов. Вобобщ енной комплексной функц ии представлены методы и математические модели:- Факторов, влияющ их на тягово-сц епныесвойства локомотивов.- Коэ ффиц иентов (фактор сц епления, как строительный коэ ффиц иент и коэ ффиц иент C, который определяет зависимость меж дудиаметром колеса и статической нагрузкой).- Оптимального соотношения числа колесных пар, нагрузок на ось, мощ ности по приводам и диаметра колес.- Соотношений и зависимостей, позволяющ их разрабатывать и проектировать системы управления передачей мощ ности локомотива снормированными сц епными свойствами и бортовой системой оц енки тяговых возмож ностей локомотивов.СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛОВОЗОВФормирование математической структуры оц енки уровня тяговых свойств локомотивовВ данной разделе объясним представление об образование силы тяги и коэ ффиц иенте сц епления, а такж е факторов, влияющ их на них ввиде математической структуры.Известно, что коэффициент сцепления у колеса с рельсом определяется силой сцепления Fсц и нагрузкой Р от колеса на рельсΨ = Fсц / Р.
(5.1)Коэффициент трения скольжения μ между различными материалами - в соответствии с законом Амонтона-Кулона уравнением:μ = FТС / Р, (5.2)где FТС - сила трения скольжения.Нарисунке 5.1 приведена зависимость коэффициентов сцепления и трения скольжения между заторможенным колесом ирельсом от скорости.1 – у по Пуаре (1852 год); 2 – у по Михелю и Виккерту (1927[5]год); 3 – у по Мюллеру (1928 год); 4 - у по Пароди и Тетрелю (1935 год); 5 – у по Котеру (1935 год); 6 – удля железных дорог России (1986 год); 7 - у для европейских железных дорог (1974 год); 8 – среднее значение у; 9 – μ поМетцкову; 10 – μ по[5]техническому справочнику ж елезнодорож ника (1949 год)Рисунок 5.1 –Зависимость коэффициентов сцепления у и трения скольжения μ от скоростиВидно, что значения коэффициента трения скольжения практически в 2 - 3 раза меньше, чем коэффициента сцепления.
Однакосравнивая зависимости (5.1) и (5.2), можно сделать следующий вывод: коэффициенты сцепления колеса с рельсом и тренияскольжения определяются одинаковыми формулами и, следовательно, должны быть равны друг другу, так как сила нормальногодавления Р от колеса на рельс в обеих формулах одинакова, а силы трения скольжения и сцепления равны друг другу, посколькуобе являются касательными к ободу колеса, имеют одинаковую физическую природу и возникают благодаря преодолениюмежмолекулярных сил и шероховатостей контактирующих поверхностей.Одной из причин несоответствия коэффициентов сцепления и трения скольжения является неправильное, представление обобразовании сил тяги на ободе колеса и сцепления колес с рельсами, а вследствие этого неверное определение коэффициентасцепления.
В теоретических и экспериментальных исследованиях электроподвижного состава в действительности определялсяне коэффициент сцепления колеса с рельсом, а коэффициент тяги, так как сила тяги определялась на автосцепке.Автор Гордиенко делает допущения, что к зубчатому колесу колесной пары в точке А ( рисунок 5.2) приложена внешняя силаFзк, а к оси колеса - сила сопротивления движению W.[5]Сила Fзк по традиц ионным представлениям является внутренней.
То есть колесная пара получает от тягового двигателя крутящ иймомент, единственным образом представляемый парой сил.Рисунок 5.2 – Образование силы тяги на колесеВвиду того что W препятствует перемещению колеса вдоль пути, внешняя сила стремится повернуть колесо вокруг его центра О.Однако этому препятствует сила сцепления Fсц, возникающая в месте контакта колеса с рельсом. Как видно, эти три силыобразуют рычаг второго рода с плечами СО, ОА, а силы Fзк и Fсц стремятся преодолеть силу сопротивления движению. При этомобеспечивается равенство моментовFзк Rзк = Fсц Rб , (5.3)где Rзк - диаметр зубчатого колеса;Rб, - диаметр колеса по кругу катания.Из чего следуетFсц = Fзк. (5.4)Fзк = Fсц . (5.5)Для обеспечения движения и равновесия системы необходимо, чтобы сумма внешней силы и силы сцепления была равна силесопротивления движению, то естьW = Fзк + Fсц.
(5.6)Из (5.6) следует, что сумма сил Fсц и Fзк, уравновешивает силу сопротивления движению W и является силой тяги на колесеFТКFТК = Fзк + Fсц. (5.7)Подставляя в (5.7) значение силы сцепления Fсц из (5.4) и (5.5), получим уравнение, определяющее значение силы тяги наколесе[5]http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.13053939&repNumb=114/2016.06.2015АнтиплагиатFТК = Fзк. (5.8)В соответствии с рисунком 5.2 справедливо следующ ее уравнение моментовFзк (Rзк + Rб) = W Rб.
(5.9)ОткудаFзк = W . (5.10)В соответствии с (5.6) и (5.10) Fсц равнаFсц = W = W . (5.11)Тогда FЗК равнаFЗК = . (5.12)Общая сила тяги на колесе равна силе сопротивления движениюFТК = W. (5.13)Таким образом, сила тяги на колесе FТК, обеспечивающая его поступательное движение, является суммой сил Fсц и Fзк,образующих вместе с W рычаг второго рода СОВ или СОА.[5]Из сделанных, автором Гордиенко, расчетов по уравнениям. Следует, что сила тяги на колесе тепловозов,разных серий по новому представлению на 17 - 25 % больше, чем по существующей теории, и это является резервом повышенияиспользования тяговых свойств локомотивов.Также в ходе испытаний установлено, что крутящий момент генератора практически в 2 раза меньше, чем двигателя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
