Кривоногов Р.О. полный (1227448), страница 5
Текст из файла (страница 5)
когда длина неровностиили . Следует помнить, что корпус ТЭД совершает перемещения,зависящие от перемещений колесных пар и жесткости пружин рессорногоподвешивания, в то время как якорь двигателя кроме этих движений,вращается еще и вокруг своей оси. Сила инерции корпуса двигателя приперемещении с ускорением, распределяется на пружинную подвеску:, кгс(1.23)где - масса корпуса ТЭД, кгс;.При повороте корпуса на угол появится угловое ускорение, котороепредставлена на рисунке 1.12:.(1.24)Рисунок 1.12 – Схема изменения положения колесной пары и ТЭДСила, соответствующая этому ускорению и разгружающая подвеску,определяется из уравнения:,(1.25),кгс(1.26)где - момент инерции корпуса ТЭД относительно оси, проходящей черезцентр тяжести.Определив силы инерции якоря, что вертикальное поступательноеускорение якоря одинаково с ускорением корпуса двигателя и центра тяжестиих совпадают.
Поэтому сила, действующая на подвеску:,кгс(1.27)где - масса якоря тягового электродвигателя, кгс.Определив ускорения якоря с учетом сил реакций и его инерции отвертикальных перемещений, находим силу, нагружающую подвеску:,кгс(1.28)где - момент инерции якоря.Суммарная динамическая сила, действующая на подвеску:,(1.29)где - масса тягового электродвигателя, кгс.Сумма всех нагрузок на подвеску:,кгс.(1.30)По данным ЦНИИ МПС нагрузки на пружинную подвеску в диапазонерабочих скоростей тепловоза составляют 5400 кгс.
Серийная же жесткостьпружинной подвески колеблется в пределах от 3000 до 4000 кгс. Естественно,что при такой жесткости пружин происходят перемещения и удары носиковТЭД о подвеску, вызывая тем самым износ накладок и их разрушение.Для уменьшения вертикальных перемещений колесно-моторного блока(КМБ) на тепловозе 2ТЭ10М применены фрикционные гасители колебаний.Несмотря на это, для уменьшения вертикальных нагрузок и перемещенийцентра тяжести КМБ необходимо подбирать из выражения:,мм.(1.31)Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что для уменьшениявлияния воздействия от нагрузок на подвеску целесообразно увеличиватьжесткость пружин подвески ТЭД на 25-30 %.1.5.1 Обоснование выбора подвески носка тягового электродвигателятепловоза 2ТЭ10МС этой целью необходимо предварительно оценить динамическиехарактеристики подвешивания тягового двигателя к раме тележки с точкизрения снижения динамического воздействия тепловоза на путь; выбрать точкуподвешивания и жесткость пружинной подвески; определить частотысобственных колебаний и оценить резонансные режимы.Принимаем опорно-осевое подвешивание тягового двигателя на тепловозе,а в качестве упругого элемента для передачи веса двигателя на раму тележки истабилизации жесткостных характеристик принимаем прямоугольные резинометаллические пакеты.Определение оптимального расстояния от оси якоря до точки подвескитягового двигателя к раме тележкиПрежде всего необходимо определить то оптимальное расстояние (рис.1.13) от оси якоря до плоскости подвески тягового двигателя, при которомчасть его веса, входящая в состав неподрессоренных частей, будетминимальной:,(1.32)где - момент инерции тягового двигателя вокруг оси вала якоря;- момент инерции якоря;- вес тягового двигателя.Из конструктивных соображений принимаемм.Определение динамических характеристик подвескиВ качестве исходного воспользуемся уравнением колебаний дляодномассовой системы:Рисунок 1.13 – Оптимальное расстояние от оси якоря до точкиподвески тягового двигателя к раме тележки, (1.33)где - приведенная масса;- коэффициент внутреннего трения в резине;- динамическая жесткость.Для определения приведенной массы необходимо определить суммарнуюсилу, действующую от оси на рельсы:,(1.34)где - подрессоренный вес тепловоза, приходящийся на ось;- неподрессоренный вес тепловоза, приходящийся на ось;,(1.35).(1.36)Величина вертикального ускорения в зависимости от скоростидостаточно точно определяется по формуле:.(1.37)Коэффициент динамики определяется по формуле:.(1.38)Определив силу, при помощи вычисленного в зависимости отскорости коэффициента сцепления, необходимоопределить силу тяги, приходящуюся на ось:.(1.39)Момент от силы тяги равен:.(1.40)Реактивная сила на носке подвески тягового двигателя от реактивногомомента равна:.(1.41)Полная сила, действующая на подвеску, равна:.(1.42)Расчет этих величин сводим в таблицу 1.4.Таблица 1.4 – Расчет приведенной массы10 19,669 0,12 24620 0,2767 6812 3872 5472 557,8020 19,718 0,14 24915 0,2660 6627 3765 5365 546,9030 19,767 0,16 25210 0,2614 6590 3744 5344 544,7540 19,826 0,18 25482 0,2589 6597 3748 5348 545,1650 19,875 0,20 25802 0,2573 6639 3772 5372 547,6060 19,924 0,22 26097 0,2562 3386 3799 5399 550,3670 19,973 0,24 26392 0,2553 6738 3828 5428 553,3180 20,022 0,26 26687 0,2547 6797 3862 5462 556,7890 20,071 0,28 26982 0,2542 6859 3897 5497 560,35100 20,120 0,30 27277 0,2538 6923 3934 5534 564,12120 20,320 0,34 27887 0,2532 7061 4012 5612 572,06Коэффициент внутреннего трения в резине принимаем равный:.Жесткость резиновой пластины определяется по формуле:,(1.43)где - сжимающие усилие;- длина, высота и ширина резиновой пластины;- абсолютная величина деформации сжатия;- коэффициент формы:,(1.44)где - коэффициент, зависящий от характера крепления резинык металлу, .Так как высота будет изменятся, то соответственно будут изменяться иразмеры и, при сохранении постоянства объема резиновой пластины.Поэтому необходимо вычислить силу сжатия в зависимости от деформации.
Шаг принимаем равным 0,2 см.Для каждой новой высоты необходимо вычислить новые значения размерови . Вычисление силы сжатия, жесткости, динамическойжесткости и сводим в таблицу 1.5.Таблица 1.5 - Расчет динамической жесткости0,2 899 4459 548411124кг/см1618 8091 1051821296кг/см0,4 1922 4980 6076 3460 8649 112440,6 3339 5565 6789 6010 10017 130220,8 5025 6281 7663 9045 11306 146981,0 7174 7174 8752 12913 12913 167871,2 9968 8307 10135 17942 14952 194381,4 13691 9779 11930 24643 17603 228841,6 18769 11747,1 14332 33833 21146 274901,8 26041 14467 17650 46874 26041 338532,0 36771 18385,5 22430 66188 33094 43022Для резины с твердость по Шору Н=50, для резины сН=70.
Тогда коэффициенты пересчета соответственно равны1,22 и 1,30. Характеристики жесткости резино-металлического блокаприведены на рисунке 1.14.Определение собственных частот колебанияСобственная частота колебаний определяется по формуле:,.(1.45)Рисунок 1.14 – Характеристики жесткостирезино-металлического блокаКоэффициент затухания колебаний равен:.(1.46)Вычисление этих величин, в зависимости от приведенной массы, сводим втаблицу 1.6.
Также в таблице приведены частоты возмущающих колебаний отстыков при длинах рельсов соответственно 12,5 м и 25 м.Таблица 1.6 – Расчет собственных частот колебаний10 557,80 7,708 3,918 7,708 5,546 0,22 0,1120 546,90 7,862 3,952 7,862 5,598 0,44 0,2230 544,75 7,893 3,959 7,893 5,608 0,67 0,33540 545,16 7,887 3,958 7,887 5,607 0,89 0,44550 547,60 7,852 3,950 7,852 5,595 1,11 0,55560 550,36 7,813 3,941 7,813 5,581 1,33 0,66570 553,31 7,771 3,932 7,771 5,567 1,56 0,7880 556,78 7,772 3,920 7,772 5,551 1,78 0,8990 560,35 7,673 3,909 7,673 5,534 2,0 1,0100 564,12 7,622 3,897 7,622 5,516 2,22 1,11120 572,06 7,510 3,873 7,510 5,480 2,667 1,3331.6 Фрикционный гаситель колебанийГасители вертикальных колебаний являются неотъемлемой частьюрессорного подвешивания бесчелюстных тележек тепловозов конструкцииВорошиловградского тепловозостроительного завода.Фрикционный гаситель колебаний (ФГК) предназначен для замены врессорном подвешивании бесчелюстных тележек тепловоза демпфера,улучшающего его динамические характеристики.Из описания конструкции тележечного экипажа тепловоза видно, чтолокомотив имеет два вида связей, которые позволяют кузову на тележкахсовершать вертикальные и горизонтальные линейные и угловые перемещения.Одновременно рамы тележек совершают линейные и угловые перемещенияотносительно колесных пар.
Хорошие ходовые качества подвижного составаобеспечиваются стабильностью колебательного процесса с расчетнойамплитудой колебаний.Низкая чувствительность, высокая динамическая жесткость и значительноеувеличение жесткости при высыхании смазки между листами листовых рессорзаставили в новых локомотивах отказаться от их использования. Взаменлистовых рессор стали применять спиральные пружины в сочетании сгасителями колебаний.Необходимость применения этих устройств вызывается тем, чтоспиральные пружины, как известно, обладают малым внутренним трением ине могут одни предотвратить явление резонанса. 16 Резонанс приводит к резкомуувеличению амплитуды колебаний, к ударам рамы тележек о буксы.Гасители колебаний дают возможность создавать силы трения любогохарактера, т.е.
16 обеспечивают демпфирование вертикальных колебанийподрессоренной массы локомотива – 16 перевод механической энергии 13 колебанийв тепловую с последующим ее рассеиванием. 13Конструкция фрикционного гасителя колебаний представлена на рисунке1.15.Основными элементами ФГК являются: узел трения, узел нагруженияфрикционных пар и узел передачи движения от буксы к парам трения.
Узелтрения состоит из поршня 2, перемещающегося в направлениях 3 и 10.Поверхности направляющих облицованы лентой тормозной вальцованной 9.создание нормального нажатия в фрикционных парах осуществляетсяпружиной 5, установленной в крышке 6. Регулирование силы тренияпроизводится установкой прокладок подторец пружины. Взаимные перемещения рамы тележки 11 и корпуса буксы16 передаются к поверхностям трения через тягу 8. Крепление тяги к поршнюи корпусу буксы выполнено в виде беззазорных шаровых шарнирах,состоящих из шайб 12 и сухарей 13 со сферическими поверхностями ирезиновых амортизаторов 14.В теоретических основах вопросов демпфирования, а также в выводахмногих экспериментаторов отмечается ряд недостатков фрикционныхгасителей колебаний.
Они значительно снижают чувствительность рессорногоподвешивания, т.к. начинают работать только тогда, когда в экипажной частилокомотива возникает толчок, достаточный для преодоления силы трениягасителей. Однако из-за относительной простоты конструкции и относительновысокой (по сравнению с ФГК других типов) надежности в работефрикционныеРисунок 1.15 – Фрикционный гаситель колебанийгасители применяются на тепловозах 2ТЭ116, 2ТЭ10В и др.Сила трения фрикционного гасителя,(1.47)где - статическая нагрузка на пружину;- коэффициент относительного трения.В ФГК, установленных на тепловозе 2ТЭ10В, сила трения возникает междуцилиндром поршня и накладками за счет усилия затяжки нажимной пружины,(1.48)где - усилие затяжки пружины;- количество поверхностей трение;- расчетный коэффициент трения, зависящий от материалатрущейся пары.Работа от сил трения демпферов должна составлять не менее 5 – 6% отработы упругих сил пружин.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
