Диплом (1229203), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Подпрыгивание кузова рассчитывается по уравнению [5]

, (2.6)

где – вертикальная жесткость резинометаллических опор кузова;

– деформация упругих элементов связи с тележкой в вертикальном направлении, которая рассчитывается по уравнению

, (2.7)

где – вертикальное перемещение i-ой рамы тележки;

– расстояние от центр масс i-ого колесно-моторного блока до центра подвески тягового электродвигателя;

– вертикальный коэффициент упругости резинометаллических опор кузова;

– деформация комплекта из двух опор кузова в вертикальном направлении.

Галопирование кузова рассчитывается по уравнению

, (2.8)

где – момент инерции в поперечном направлении.

Виляния кузова рассчитывается по уравнению

, (2.9)

где – момент инерции в вертикальном направлении;

– нелинейная зависимость момента в опорах кузова;

– угловое ускорение экипажа в кривой переменной кривизны.

Боковая качка кузова рассчитывается по уравнению [5]

, (2.10)

где – момент инерции в продольном направлении.

2.2 Уравнения колебаний колесно-моторного блока с тяговым приводом тепловоза ТЭ10

Уравнения составлены для первого колесно-моторного блока первой тележки. Для этого определены силы и углы действующие в точке контакта гребня первой колесной пары и боковой поверхности головки рельса при набегании:

- силы крипа ;

- нормальные реакции в точке контакта колеса с рельсом ;

- сила трения ;

- нормальная сила ;

- горизонтальная продольные силы действующие в упругих связях букс с рамой тележки ;

- угол набегания гребня колесной пары на рельс ;

- угол наклона гребня .

Схема действия сил в системе «колесо-рельс» показана на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Схема действия сил в системе «колесо-рельс»

Продольный крип определяется по выражению [5]

, (2.11)

где – координата вектора крипа по оси х;

– радиус колеса по кругу катания;

– отклонение радиуса колеса от номинального значения в точке контакта при поперечном смещении, которое рассчитывается по формуле

, (2.12)

где – поперечное смещение рельса с учетом неровностей.

Поперечный крип определяется по выражению

, (2.13)

где – продольная координата колесной пары.

Сила крипа в m-ой точке контакта определяется по выражению

, (2.14)

где – дополнительные параметры такие как коэффициент трения и радиусы кривизны колес и рельсов в точке контакта колеса с рельсом.

Нормальная реакция в точках контакта колеса с рельсом в вертикальной проекции определяется по выражению

, (2.15)

где – вертикальная жесткость рельсового основания;

– вертикальная деформация рельса;

– демпфирование в рельсовом основании.

Сила трения в контакте гребня бандажа колеса с рельсом

, (2.16)

где – коэффициент трения между гребнем колеса и рельсом.

Диссипативные силы возникающие при поперечном перемещении рельса

, (2.17)

где – поперечное демпфирование в рельсовом основании.

2.3 Исследование динамических параметров тепловоза ТЭ10 в программном продукте «Универсальный механизм»

Исследование динамических параметров тепловоза ТЭ10 с помощью созданной математической модели проводились с использованием программного продукта «Универсальный механизм» UM Loco. Программный продукт «Универсальный механизм» UM Loco позволяет исследовать и моделировать динамику железнодорожных экипажей.

В качестве исходных данных были заданы: параметры рельсового пути для прямого и кривого участка; конический профиль бандажа колесной пары; параметры и значения узлов экипажа.

Результаты расчета боковых сил действующих на первую КП при движении в прямом участке пути представлены на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – Результаты расчета боковых сил действующих на первую КП при движении в прямом участке пути

Из графика 2.4 следует, что при двухточечном контакте боковая сила есть сумма проекций на ось у поперечных сил крипа , нормальной силы и направляющей силы в точках контакта колеса с рельсом. Также из видно, что скачкообразные изменения боковой силы объясняется наличием направляющей силы, образовавшиеся в случае контакта гребня бандажа КП с рельсом.

Результаты расчета направляющей силы действующей на первую КП при движении в прямом участке пути представлена на рисунке 2.5. Так как направляющая сила возникает тогда, когда гребень бандажа КП контактирует с головкой рельса, то ее нулевое значение свидетельствует о том, что КП в этот момент времени идет в зазоре. Анализируя графики 2.4 и 2.5 видно, что пики графиков совпадают, следовательно можно говорить о влиянии направляющей силы в отжатие рельса.

Рисунок 2.5 – Результаты расчета направляющей силы действующей на первую КП при движении в прямом участке пути

Результаты расчета рамной силы действующей на первую КП при движении в прямом участке пути представлена на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 – Результаты расчета рамной силы действующей на первую КП при движении в прямом участке пути

Аналогичные расчеты были выполнены при движении тепловоза в кривом участке рельсовой колеи, при которых анализировались динамические показатели при взаимодействии гребня первой колесной пары с головкой рельса такие как: рамные силы, боковые силы, продольные силы трения, угол набегания гребня колесной пары на рельс.

Результаты расчета рамной силы действующей на первую КП при движении в кривом участке пути представлена на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7 – Результаты расчета рамной силы действующей на первую КП при движении в кривом участке пути

Результаты расчета боковых сил действующих на первую КП при движении в кривом участке пути представлена на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 – Результаты расчета боковых сил действующих на первую КП при движении в кривом участке пути

Результате расчета продольной силы трения действующей на первую КП при движении в кривом участке пути представлена на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 – Результаты расчета продольной силы трения действующей на первую КП при движении в кривом участке пути

Результаты расчетов значений угла набегания гребня КП на головку рельса при движении в кривом участке пути представлены на рисунке 2.10.

Рисунок 2.10 – Результаты расчетов значений угла набегания гребня КП на головку рельса при движении в кривом участке пути

2.4 Влияние трибологического состояния колесных пар и рельсов на динамику движения тепловоза ТЭ10

Смазывание внутренней грани головки наружного рельса приводит к уменьшению работы сил трения скольжения гребней набегающих колес на данный рельс, отсюда следует, что уменьшается величина дополнительной составляющей сопротивления движению тепловоза в кривом участке рельсовой колеи.

Компьютерные исследования по оценки триботехнического состояния системы «колесо-рельс» на динамические показатели тепловоза и пути, а также на величину износа гребней КП и рельсов проводились для режима движения при квазистатическом вписывании тепловоза в кривую без неровностей.

Задаваясь значениями коэффициента трения между колесом и рельсом, будем считать, что при отсутствии смазки рельсов коэффициент трения между колесом и рельсом составляет 0,3, а при наличии – 0,1. Расчеты триботехнического состояния колесных пар и рельсов на динамику движения тепловоза проводились для трех вариантов, представленных в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Значения коэффициентов трения между колесом и рельсом при отсутствии и наличии смазки

Определим влияние различных вариантов смазывания системы «колесо-рельс» на силовые факторы и показатели износа гребня при квазистатическом движении в кривом участке рельсовой колеи.

Распределение рамных сил по всем КП для всех вариантов трибологического состояния системы «колесо-рельс» представлены на рисунке 2.11.

Рисунок 2.11 – Распределение рамных сил по КП: а – вариант 1; б – вариант 2; в – вариант 3

Из сравнения графиков 2.11, а и 2.11, б следует, что смазывание наружнего рельса приводит к перераспределению рамных сил, а именно, на передних КП тележек они возрастают, а на задних снижаются примерно на 9–23 %.

Из сравнения графиков 2.11, а и 2.11, в следует, что смазывание наружнего рельса и поверхности катания правого колеса приводит к перераспределению рамных сил, а именно, уменьшаются рамные силы на первых КП тележек и увеличиваются на задних КП.

Характеристики

Список файлов ВКР