1 Полный текст ВКР (Заболотный В.В. 153) (1235148), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

. (1.1)

Однако методика расчета профессора М.Ф. Вериго действительна только в пределах упругого сжатия поглощающих аппаратов до полного сжатия.

В 1982 году Профессора Е.П. Блохин, Л.А. Манашкин опубликовали исследование переходных режимов движения поездов. В работе [4] подробно рассмотрены различные амортизаторы удара с различными силовыми характеристиками. Ими было установлено, что при рассмотрении межвагонных связей с линейными и кусочно-линейными силовыми характеристиками, по мере увеличения силы начальной затяжки поглощающего аппарата при нагрузке 0,2 МН продольные силы и ускорения понижаются, а затем возрастают, хотя во всех случаях не превышают значений, имеющих место при нулевой начальной затяжке [4].

В работе Е.П. Блохина, Л.А. Манашкина представлены результаты моделирования движения поезда массой более 7500 тонн и различные схемы формирования поездов с соответствующими им наибольшими растягивающими и сжимающими силами. Продольные усилия, возникающие в поездах при установившемся и неустановившемся режимах движения, являются одним из основных показателей, учитываемых при тяговых и прочностных расчетах подвижного состава. При самых тяжелых режимах трогания с приложением наибольшей силы тяги или внезапных экстренных торможениях с любых мест состава значение продольных динамических усилий не должно превышать 250 тс (2,452 МН) [5].

При полных служебных и регулировочных торможениях продольные динамические силы в однородном поезде не должны превышать 1,96 МН, а в неоднородном 1,47 МН [5].

Наибольшие продольные силы в поезде возникают именно во время переходных процессов. Продольная динамика в поезде напрямую зависит от массы состава: чем больше масса состава, тем опасней продольные силы.

В реальных условиях Приднепровской дороги был проведен опыт измерения динамики в поезде массой 7600 т, сформированного из локомотива ВЛ8 и 89 четырехосных полностью груженых вагонов [4]. Данные полученные в результате вычислений приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Тяговая и тормозная характеристики поезда

Тяговая характеристика
Скорость, м/с	0	2,8	5,6	11,1	14,7	16,7	19,5	22,2	27,8
Сила тяги, МН	0,58	0,51	0,49	0,47	0,38	0,26	0,16	0,155	0,07
Тормозная характеристика
Скорость м/с	14,4	15,3	16,7	18,1	19,5	20,9	22,2	22,8	24,2
Тормозная сила, МН	0	0,06	0,13	0,18	0,21	0,223	0,233	0,23	0,22

По результатам полученных вычислений построены графики моделирования движения, которые представлены на рисунке 1.4.

На рисунке 1.4 кривая 1 показывает изменение во времени фактически реализуемой скорости движения локомотива, крестиками отмечены моменты включения и выключения режимов управления (НТ - набор тяги; СТ – сброс тяги; РТ – рекуперативное торможение; ОТ – отпуск пневматических тормозов). Кривая 2 характеризует изменение уклона i участка профиля пути, находящегося непосредственно под локомотивом. Положительные значения i соответствуют спуску, отрицательные – подъему. Кривыми 3, 4 показано изменение во времени наибольшей в поезде растягивающей и сжимающей сил. Также на рисунке указаны отметки пути.

Рисунок 1.4 – Результаты моделирования движения по реальному участку пути поезда массой 7600 т

Представленный расчет показывает, что в процессе движения поезда со средней (по участку) скоростью 68 км/ч силы имеют следующие значения: силы ударного характера не превзошли 0,8 МН, а квазистатические 0,45 МН.

Одной из основных причин, ограничивающих массу грузового поезда с несколькими локомотивами в голове, является допускаемое усилие в сцепных приборах, которое для отечественных вагонов составляет 2,5 МН [4]. Уже в 1980-х годах начали задумываться о преимуществах внедрения распределенной тяги [4]. Распределение локомотивов создает проблему управления ими, но позволяет существенно уменьшить усилия, возникающие в поезде.

В работе Е.П. Блохина, Л.А. Манашкина приведена оценка влияния распределения локомотивов на продольные усилия, возникающие при пуске поезда с различным начальным состоянием (состав полностью растянут, полностью сжат, сжат с головы на 1/2 длины).

Блохиным и Манашкиным рассмотрен случай, когда поезда приводятся в движение двумя, тремя и четырьмя шестиосными электровозами, тяговые двигатели которых включаются одновременно. Для ужесточения переходного процесса будем считать, что сила тяги каждого локомотива нарастает в течение 1 секунды от ноля до 0,2 МН по экспоненциальному закону и далее остаётся постоянной. Составы поездов сформированы из однотипных и одинаково загруженных до полной грузоподъемности шестиосных полувагонов [4].

Схемы формирования поездов и соответствующие им наибольшие растягивающие и сжимающие силы представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Схемы формирования поездов и соответствующие им наибольшие растягивающие и сжимающие силы

Схема поездов	Состояние состава	Наибольшее усилие в поезде, МН
		растягивающие	сжимающие
Масса поезда 6200 т
3Л+48В	Растянут	0,60	-
	Сжат	1,30	-
	Сжат на 1/2	1,30	-
1Л+16В+1Л+16В+1Л+16В	Растянут	0,21	0,14
	Сжат	0,89	0,20
	Сжат на 1/2	0,60	0,35
1Л+24В+1Л+24В+1Л	Растянут	0,21	0,59
	Сжат	0,59	0,20
	Сжат на 1/2	0,60	0,59
Масса поезда 8300 т
4Л+64В	Растянут	0,80	-
	Сжат	1,55	-
	Сжат на 1/2	1,60	-
1Л+16В+1Л+16В+1Л+ 16В+1Л+16В	Растянут	0,21	0,14
	Сжат	0,85	0,20
	Сжат на 1/2	0,63	0,20
1Л+32В+2Л+32В+1Л	Растянут	0,39	0,60
	Сжат	0,60	0,40
	Сжат на 1/2	0,60	0,60

Окончание таблицы 1.2

Схема поездов	Состояние состава	Наибольшее усилие в поезде, МН
		растягивающие	сжимающие
1Л+21В+1Л+22В+1Л +21В+1Л	Растянут	0,22	0,60
	Сжат	0,59	0,20
	Сжат на 1/2	0,60	0,50

Таким образом, из таблицы 1.2 следует, что чем равномернее распределены по длине поезда локомотивы, тем ниже наибольшее значение продольных сил. Это относится и к случаю, когда один локомотив предназначен для подталкивания. Таким образом, рассредоточивая локомотивы по длине состава, можно добиться существенного снижения сил в автосцепках, которое составляет 30-40 % в сдвоенном, 30-75 % в строенном и 45-75 % в счетверенном поездах [4].

Данные, приведенные в таблице 1.2, получены в 1970-1980-х годах. Сегодня используются локомотивы, сила тяги которых гораздо выше, а также эксплуатируются поезда с увеличенной длиной и массой, а, следовательно, и величина продольных сил гораздо выше.

В 1991 опубликована работа профессора С.В Вершинского [6] в которой описаны поездные испытания с использованием динамометрической автосцепки. Принцип испытаний заключается в наклейке тензорезисторов на наиболее деформируемую часть автосцепки (хвостовик автосцепки). На рисунке 1.5 представлена схема динамометрической автосцепки.

В процессе эксплуатации хвостовик автосцепки деформируется. При деформациях, наклеенные тензорезисторы меняют своё сопротивление, что приводит к разбалансировке схемы подключения, на что реагирует измерительный прибор. Проволочный тензорезистор подключается по мостовой схеме, представленной на рисунке 1.6.

Датчик температурной компенсации необходим для исключения ложных сигналов, которые могут возникать при расширении материала конструкции, связанного с изменением температуры в процессе опытов.

Рисунок 1.5 – Схема динамометрической автосцепки:

а – электрическая; б – монтажная

Рисунок 1.6 – Проволочный тензорезистор (а) и схема его включения (б):

1 – проволочная решетка датчика; 2 – бумажная основа; 3 – выводы; R1 – рабочий датчик; R2 – датчик температурной компенсации; R3,R4 – пассивные датчики балансировки;
U – источник питания; Г – измерительный прибор; Rr – резистор

Датчик температурной компенсации необходим для исключения ложных сигналов, которые могут возникать при расширении материала конструкции, связанного с изменением температуры в процессе опытов.

Характеристики

Список файлов ВКР