Кривоногов Р.О. полный (1227448), страница 4
Текст из файла (страница 4)
5Вращающий момент на колесной паре, вызванный в зубчатой передаче 5одной-единственной силой и 5 равной произведению, ошибочнопредставляется парой сил, 5 как показано на рисунке 1.7, одна из которыхприложена к ободу колеса, а другая, неизвестно откуда взявшаяся, приложена кцентру колеса в точке . 5Неизвестная сила, приложен¬ная в центре колеса, "образована" сединственной целью - 5 со¬блюсти третий закон Ньютона о 5 ра¬венстведействующих и противо¬действующих сил и направленных не только впротивоположные 5 сто¬роны, но и действующие по одной линии.
5Рисунок 1.7 - Схема образования силытяги по старой теории 5Фактически на подвижном составе сила, приложенная к оси колеса,отсутствует. 5 На локомотивах внешняя сила приложена с помощью шестерни, 5насаженной на вал тягового двигателя. На 5 локомотивах с непосредственнымприводом внешняя сила приложена не к оси колеса, а к якорю тяговогодвигателя.Ошибочное представление вращающего момента на колесе в виде пары сил,одна из которых приложена к оси, привело к ошибочным теориям определениясилы тяги, касательной силы на ободе колеса и коэффициентов сцепленияколеса с рельсами.
Следует отметить, что 5 внешние силы, передаваемые наколесо, внешние по отношению к колесу. Они являются первопричинойдвижения: сила сцепления колес с рельсами или землей являетсяпротиводействующей силой, т.е. реакцией на действующую силу. 5На рисунке 1.8 сила тяги определяется как сумма двух сил: силы,образованной вращающим моментом тягового двигателя и приложенной кзубчатой передаче, и силы сцепления 5 колеса с рельсом:.(1.17) 5Рисунок 1.8 - Схема образования силытяги по новой теории 5Приведенные схемы образования силы тяги на колесе были проверены нафизических моделях, 5 которые представлены на рисунках 1.9 и 1.10.Физическая модель для 5 испытаний схемы 5 образования силы тяги на колеснойпаре 5 была собрана в цехе по изготовлению и ремонту колесных парНовочеркасского электровозостроительного завода.
За основу была взятаколесная пара 5 электропоезда с основными параметрами: диаметр бандажа –1050мм, диаметр зубчатого колеса – 750мм, масса – 1950кг. 5Рисунок 1.9 - Физическая модель для определениясилы тяги 5Рисунок 1.10 - Физическая модель для определениясилы сцепления 5Чтобы измерить силу, приложенную к внешнему диаметру зубчатого колеса, и 5 силу сопротивления движению воспользовались динамометрами.Для их крепления применили капроновый трос.В таблице 1.2 приведены опытные и расчетные значения сил и 5для старой (рисунок 1.7) и новой (рисунок 1.8) схем образованиясилы тяги.
Сила, приложенная к оси колеса ( 5 рисунок 1.7), неимитировалась, так как на 5 локомотивах она отсутствует. 5Таблица 1.2 – Опытные данные и 5 расчетные 5 значения иОпытные данныеРасчетные данные постарой теорииРасчетные значения по новойтеорииЗадано 5 Задано Задано0,8 1,45 0,8 0,57 0,8 0,57 1,371,0 1,75 1,0 0,72 1,0 0,72 1,721,2 1,7 1,2 0,85 1,2 0,85 2,051,28 1,9 1,28 0,92 1,28 0,92 2,19Сравнение расчетных значений силы тяги на колесной паре 5 постарой теории с опытными показывает, что опытные значения практически в 2раза больше расчетных. Это указывает на то, что теории образования силытяги на колесной паре ошибочны.Для новой теории образования силы тяги на колесной паре опытные ирасчетные значения силы тяги 5 практически совпадают в пределахточности измерений, что подтверждает правильность новой теорииобразования силы тяги на колесе.На физической модели, 5 представленной на рисунке 1.10, можно определятьсилу сцепления колеса с рельсом.
Для этого колесная пара 1 устанавливаетсяна отрезках рельсов тележки 3. Колеса 4 тележки располагаются на рельсах 5.Чтобы измерить силу сцепления колесной пары 1 с 5 рельсами 2, кромединамометров Д1 и Д2, применяют прибор Д3, связанный с тележкой и опоройкапроновыми тросами в точках К и N.При регулировании величины силы, измеряемой динамометром Д1тележка 3 стремится откатиться в сторону, противоположную движению.
Приэтом образуется сила сцепления 5 колесной 5 пары с рельсами 2, измеряемаядинамометром Д3. Сила тяги, образующаяся на 5 колесной паре, будет равнасиле сопротивления движению:по новой теории, 5по старой теории. 5Сравнение данных по определению силы тяги 2 Fтк = W на модели колеснойпары показывает, что ее опытные и расчетные значения по новой теориипрактически совпадают, по старой теории - 2 отличаются в 2 раза.Испытания по определению силы тяги, силы сцепления и 5 силысопротивления движению были проведены на модели колесной пары 6(диаметр бандажа - 150 мм, диаметр зубчатого колеса - 100 мм, масса - 15 кг).Их цель - определение соотношения сил по старой и новой теориям 2 приобразовании силы тяги на модели колесной пары.
Результаты 2 испытанийприведены в таблице 1.3.Таблица 1.3 – Результаты испытаний физической моделиОпытные данныеРасчетныеданные по старойтеорииРасчетные значенияпо новой теории 20,5 1,00,350,5 0,33 0,5 0,3 0,830,75 1,180,340,75 0,5 075 0,5 1,250,78 1,180,350,78 0,52 0,78 0,52 1,31.5 Влияние пружинной подвески ТЭД на тяговые качества тепловозаПри реализации силы тяги локомотивом вращающий момент от ТЭДпередается посредством шестеренчатой передачи одноступенчатого тяговогоредуктора к колесным парам. Но и сам момент от ТЭД влияет не только навеличину осевой нагрузки, он является причиной возникновения сил-реакций впружинной подвеске ТЭД. Ведь как известно ТЭД частично опирается наподшипники (примерно половина веса - 1550 кг), и оставшаяся часть веса ТЭДприходится на пружинную подвеску, которая предназначена для уменьшениядинамических воздействий на зубчатую передачу, кожуха, подшипники ТЭД исмягчения толчков, передаваемых на раму тележки при движении тепловозат.е.
воздействие на путь. Помимо этого подвеска в комбинации с эластичнымприводом позволяет быть неизменному расстоянию между осью колесной парыи осью ТЭД. На пружинную подвеску ТЭД опирается с помощью двухвыступов называемых "носиками", один из которых опирается сверху, а другойснизу на корпус тележки через комплект пружин. Пружины работаютпараллельно, стянуты в комплект двумя болтами и имеют направляющиестержни, которые скрепляют комплект с рамой.Но все эти качества и свойства пружинной подвески ТЭД будут иметьположительный эффект только при ее исправности.
В эксплуатации же частовыполняются неплановые ремонты по этому узлу, особенно "слабой" детальюявляются накладки носиков ТЭД, которые и воспринимают динамическиенагрузки во время движения. Если подвеска не исправна, в частности имеется вналичии дефект указанный выше, связанный с прогибом подвески, тоизменяются жесткостные параметры пружинного комплекта.
При этомсоответственно изменяются реакции в комплекте на приложенную нагрузку,что повлечет за собой, в конечном итоге, изменение статической нагрузки нарельсы.При эксплуатации тепловозов на Дальневосточной и Забайкальскойжелезных дорогах, наблюдениями установлено, что предельный износнакладок за период пробега тепловоза 240-280 тыс.
км составляет 5 мм.Характер износа свидетельствует о том, что при движении локомотивапроисходит значительное предельное перемещение носика ТЭД вгоризонтальной плоскости. Размах наиболее выраженного износа накладокподвески достигает 180 мм.Одна из причин этого явления заключается в действии силы тяги наподвеску, а также динамических нагрузок из-за ударов колесных пар о стыкирельсов в зависимости от скорости движения тепловоза.Пружинная подвеска на тепловозах 2ТЭ10М по параметрам ни чем неотличается от подвески тепловоза ТЭ2, несмотря на увеличение осевойнагрузки, мощности ТЭД и повышение скорости движения тепловоза.
Такаяуниверсализация сложилась в силу конструктивных технологических и научноисследовательских причин.Уменьшение неподрессоренной массы ТЭД, на первый взгляд, не вызываетсомнений в соответствии жесткости и универсализации подвески. Однакопомимо статической нагрузки от части массы ТЭД, как уже отмечалось выше,подвеска воспринимает действие тягового момента и динамических нагрузокнеподрессоренных масс колесно-моторного блока при движении.Необходимо определить силы, действующие на подвеску и реакции ТЭД,при действии силы тяги. На рисунке 1.11,а представлен случай передачивращающего момента от вала ТЭД на колесную пару при расположениидвигателя за ее осью (по направлению движения), когда подвескавоспринимает большие нагрузки.Тяговый двигатель развивает вращающий момент, который приводит вовращение колесную пару вследствие 23 давления зуба ведущей шестерни на зубведомого зубчатого колеса.
Вращающий момент можно представить в видепары сил с плечом ( 25 рис. 1.11,б). Момент сил и уравновешиваетсямоментом сил и ( ), который в свою очередьуравновешивается моментом сил и, равный, где диаметр колеса по кругу катания.При вращении якоря ТЭД силы и будут нагружать подшипники ТЭДс силой и пружинную подвеску с силой . Составляющие этих сил на оськолесной пары и подвеску приведены на рисунке 1.11,б.Равновеликий моменту, но противоположный по знаку реактивныймомент будет передаваться на остов ТЭД. Этот момент будетнагружать ось 5 колесной пары и разгружать пружинную подвеску.
В 5 этомслучае:,кгс.(1.18)Рисунок 1.11 – Распределение сил, действующихна ось колесной пары и подвескуК усилию необходимо добавить часть веса ТЭД -, тогда:,кгс.(1.19)Момент на валу ТЭД определяется выражением:,кгсм,(1.20)где - количество двигателей в секции;- передаточное число тягового редуктора;- КПД зубчатой передачи.Вертикальная составляющая усилия на зубчатое колесо:,кгс(1.21)где - диаметр делительной окружности шестерни, м.Кроме рассмотренного выше изменения нагрузок на пружинную подвеску,при реализации силы тяги добавляется еще динамическая составляющаянагрузки, появляющаяся от действия неподрессоренных масс припрохождении колесом неровностей пути. При этом колесная пара и связанныес ней массы получают вертикальное ускорение.
Считая, что путь идеальноровный, определим величину воздействия на пружинную подвескудинамической составляющей при прохождении колесом стыков.Если допустить, что колесная пара одновременно набегает обоимиколесами на стык высотой, то это движение сопровождается появлениемускорения:.(1.22)Из выражения (1.12) видно, что ускорение пропорционально высотенеровности и квадрату скорости движения. Максимальная величина ускоренияколесной пары будет при прохождении стыков, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
