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

Текст из файла (страница 3)

где 1 – шаблон;

2 – вертикальный движок.

Для определения проката, шаблон устанавливается на бандаж колесной пары, движок 2 выставляется на расстоянии 70 мм от внутренней грани колеса. Вертикальный движок 2 опускается до соприкосновения с поверхностью катания и производится считывание шкалы с точностью до десятых долей миллиметра. Шаблон нужно прикладывать в нескольких местах по окружности колеса, для более точного измерения. При разных показаниях за величину проката следует принять большее значение [11].

1. Неравномерный прокат колес – это прокат, характеризующийся различной глубиной по кругу катания колеса.

При наличии неравномерного проката увеличивается динамическое воздействия подвижного состава на путь, поэтому разница между наибольшей и наименьшей величиной проката на одном колесе ограничена:

• На пассажирских поездах не более 2 мм;

• На грузовых поездах не более 3 мм.

Для определения неравномерного проката также используется абсолютный шаблон, но измерения проводят по окружности катания колеса на расстоянии не более 500 мм.

1. Тонкий гребень. Уменьшение толщины гребня происходит в результате его естественного износа в процессе эксплуатации вагона. Наименьшая толщина гребня ограничена, так как в случае тонкого гребня могут быть удары его в остряк стрелки. ПТЭ и инструкцией осмотрщику вагонов для скоростей движения до 120 км/ч толщина гребня, измеренная на расстоянии 18 мм от его вершины, установлена в пределах: не более 33 и не менее 25 мм [8]. Измерение толщины гребня производят абсолютным шаблоном.

Абсолютный шаблон для измерения толщины гребня изображен на рисунке 2.10.

Рисунок 2.10 – Абсолютный шаблон с горизонтальным движком

где 1 – абсолютный шаблон;

2 – горизонтальный движок;

3 – опорная поверхность шаблона;

4 – опорная ножка;

5 – направляющая планка;

6 – риска.

Для измерения шаблон устанавливают на гребне колеса, и горизонтальный движок прижимают к гребню. Размер считывают на шкале под движком.

1. Вертикальный подрез гребня. Износ гребня, в результате которого угол наклона гребня к его основанию увеличивается до 90° и на гребне образуется вертикальная площадка. Подрезанный гребень при движении по стрелке может ударить в остряк или при не подходе остряка взрезать стрелку. Поэтому величина вертикального подреза гребня ограничена. Оценку подреза гребня производят специальным шаблоном. Вертикальную подвижную ножку шаблона прижимают к внутренней грани гребня. Колесную пару не допускают к эксплуатации, если риска на движке шаблона, на высоте 18 мм от основания гребня соприкасается с подрезанной частью гребня [10].

Шаблон для измерения вертикального подреза гребня изображен на рисунке 2.11.

Рисунок 2.11 – Шаблон для измерения вертикального подреза гребня

где 1 – ножка шаблона;

2 – движок;

3 – браковочная грань.

Для измерения вертикального подреза ножку 1 шаблона прижимают к внутренней грани обода колеса. Движок 2 подводят к гребню так, чтобы браковочная грань 3 касалась рабочей поверхности гребня, а нижняя поверхность ножки движка - рабочей поверхности катания колеса. Если браковочная грань 3 движка 2 соприкасается с поверхностью гребня полностью или хотя бы кромкой с отметкой 18, такую колесную пару бракуют. Если между гребнем и браковочной гранью движка шаблона у отметки 18 имеется зазор, колесную пару не бракуют [11].

5. Остроконечный накат гребня - выступ металла по круговому периметру гребня в месте перехода изношенной поверхности к вершине с выкружкой по радиусу 12,5 мм. Остроконечный накат опасен тем, что при движении по стрелке колесо может накатиться выступом металла на остряк и перекатиться через остряк [10].

Выявление остроконечного наката колес производят визуально. Инструментального метода не существует.

1. Ползун – это плоское место или местный износ поверхности катания в результате скольжения колеса по рельсу. Образуется в результате заклинивания колесной пары при торможении или вследствие какой-либо другой причины. Например, известны случаи заклинивания колесной пары в случае высокого нагрева неисправной буксы. Ползун может вызвать опасные последствия воздействия на путь. Может быть излом рельсов от ударов неисправного колеса или насечки на рельсах. Может быть сход вагона, в особенности на стрелочных переводах. Поэтому глубина ползуна представляющая высоту сегмента изношенного места, в эксплуатации ограничена. В соответствии с ПТЭ ползуны, глубиной до 1 мм не бракуют. При обнаружении ползуна более 1 мм, но не более 2 мм, разрешается довести вагон до ближайшего пункта технического обслуживания вагонов, имеющего средства для смены колесных пар, со скоростью: пассажирский не свыше 100 км/ч, грузовой - не свыше 70 км/ч [10].

Глубину ползуна определяют абсолютным шаблоном. Для этого измеряют прокат колеса рядом с ползуном и посередине ползуна. Разница этих измерений представляет глубину ползуна.

1. Навар – это смещение металла на поверхности обода колеса в виде выступа. Навар образуется при кратковременном проскальзывании колеса по рельсу на 20-30 мм. Не допускаются к эксплуатации колесные пары с наваром толщиной более 0,5 мм у пассажирских и более 1 мм у грузовых вагонов [10].

В случае обнаружения навара более указанных размеров, но не более 2 мм на промежуточных станциях разрешается довести вагон до ближайшего пункта технического обслуживания вагонов, имеющего средства для смены колесных пар. При этом скорость движения ограничивают в пассажирских поезда не более 100 км/ч, в грузовых - не более 70 км/ч.

Определение величины навара производят абсолютным шаблоном. Измеряют прокат колеса на неповрежденном месте обода, рядом с наваром. Затем движок шаблона ставят на наплыв металла и считывают показание. Разница двух измерений даст толщину навара.

1. Местное уширение обода колеса – раздавливание обода и местный наплыв металла в зоне фаски с наружной грани обода. Опасный дефект, так как при движении колесо с наплывом может не выкатиться на рамный рельс и будет раскантовывать путь. Поэтому в эксплуатации не допускается местное уширение более 5 мм [10].

Определяется путем измерения с помощью кронциркуля и линейки ширины обода в месте наибольшего уширения и в месте где нет уширения (без учета размера фаски).

Кронциркуль изображен на рисунке 2.12.

Рисунок 2.12 – Кронциркуль

Местное уширение обода количественно определяется разностью измерений ширины обода колеса с помощью кронциркуля в месте наибольшего уширения и в месте, не имеющем его [11].

3 СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ В ТОЧКЕ КОНТАКТА КОЛЕСА И РЕЛЬСА

При стоянке локомотива и движении его по извилистому участку пути, в точке контакта колеса и рельса возникают статические и динамические силы. К статическим силам относится сила давления колеса на рельс, а к динамическим – касательная сила тяги и сила сцепления, а так же силы крипа и спина, возникающие вследствие упругой деформации колеса и рельса.

В данном разделе описаны все вышеперечисленные силы.

3.1 Касательная сила тяги и сила сцепления

Сила тяги локомотива — сила, реализуемая локомотивом и служащая для передвижения поезда [4].

Собственно различают две силы тяги локомотива — касательную и на сцепном устройстве (автосцепка). Касательная сила тяги образуется в месте контакта движущих колёс и рельсов, а сумма всех этих сил есть касательная сила тяги локомотива. Сила тяги на сцепке меньше касательной, так как в этом случае учитывается и сопротивление движению от самого локомотива как повозки [4].

В данном подразделе будет рассматриваться касательная сила тяги.

Сила тяги создается тяговым двигателем локомотива, который в свою очередь создает вращающий момент М_К. Точка А является опорой колеса на рельс. Если к колесу приложен момент М_К, направленный по часовой стрелке, то его можно заменить парой сил F_СЦ и F_К1. Сила F_К2 приложена в точке О через буксы к раме тележки и направлена по движению. Сила F_К1 приложена в точке А к рельсу и направлена против движения. F_К1 – это касательная сила тяги и она стремится создать проскальзывание опорной точки колеса в сторону, противоположную движению.

Схема сил, действующих на колесо, изображена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Схема сил

где 1 – колесо;

2 – редуктор;

3 – шестерня редуктора;

4 – зубчатое колесо редуктора.

Под действием давления колеса G_К в опорной точке А возникает реакция на силу F_К1. Эта реакция F_СЦ равна по величине F_К1 и направлена в противоположную сторону, но по той же линии действия. Сила F_СЦ является внешней по отношению к колесу. Она как бы непрерывно отталкивает колесо от рельса, то есть, создает упор колеса о рельс, без которого невозможно поступательное движение локомотива [3].

Сила сцепления имеет природу сил трения и рассчитывается по формуле

, (3.1)

где – сила давления колеса;

– коэффициент сцепления.

Так как сила сцепления F_СЦ и касательная сила тяги F_К1 равны по модулю и противоположны по направлению, то касательную силу тяги можно рассчитать по формуле:

. (3.2)

Следовательно, внешняя сила F_СЦ является той силой, благодаря которой вращающий момент тягового двигателя реализуется в виде силы F_К2, приложенной к центру колеса и сообщающей поступательное движение колесу, а вместе с ним и всему поезду.

3.2 Пятно контакта между колесом и рельсом

При передаче вертикальной силы от колеса на рельс возникает малая зона контакта с большими удельными давлениями – контактное пятно. В этом контактном пятне происходят упругие деформации. Если к колесу не приложены вращающий момент или горизонтальная сила, то пятно (зона контакта) симметрично относительно вертикальной оси.

Рассмотрим идеализированный случай упругого взаимодействия колеса и рельса, полагая их материал изотропным. Начнем с неподвижного колеса. Расположим оси координат как показано на рисунке. Т.к. стандартный железнодорожный рельс имеет в поперечном сечении радиус головки 300 мм, представим колесо и рельс в виде двух бесконечных цилиндров, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях и имеющих, соответственно, радиусы R и r [3].

Схема представлена на рисунке 3.2.

Рисунок 3.2 – Схема взаимодействия колеса и рельса

Рассмотрим проекцию колеса на плоскость XOZ. Предположим, что под действием силы G_К произошла деформация колеса на величину z1. Длину проекции поверхности взаимодействия колеса и рельса на плоскость XOZ обозначим 2х. Рассмотрим треугольники АВО' и BОO' изображенные на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 – Схема деформации колеса рельса

Характеристики

Список файлов ВКР