150727 (732813), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Воздействие кузова на основание токоприемника заменяем силой реакции R0, составляющие которой . С учетом этого суммарная мощность N
( 1.20)
где РN — контактное нажатие; аэродинамическая подъемная сила полоза;
приведенная к точке В аэродинамическая подъемная сила верхней ступени;
приведенная к точке В сила трения верхней ступени; ТВ — сила натяжения подъемных пружин верхней системы;
tЦ — сила возвратной пружины пневмоцилиндра; РЦ — сила давления воздуха на поршень пневмоцилиндра; fЦ — сила трения в пневмоцилиндре; Мтр.н — момент от сил трения на главных осях нижней ступени; Маэ.н— момент на оси нижней ступени от аэродинамического воздействия встречного воздушного потока; Gп — масса полоза; Gl, G2, G3, G4, — масса звеньев; вертикальные скорости в точках соответственно А, В, Д, S., S2, S3, S4; — угол между стержнем AM и горизонталью; — угол между стержнем AM и рычагом подъемной пружины верхней системы.
Следует отметить, что в уравнении (2) знаки перед силами трения и fЦ, а также моментом трения Мтр.н должны выбираться такими, чтобы мощности всегда были отрицательными, так как для их преодоления требуются дополнительные затраты энергии. Так, при движении верхней системы вниз (
в отрицательна), при движении поршня пневмоцилиндра справа налево (
-отрицательна), а нижней системы по часовой стрелке ( отрицательна) они берутся со знаком плюс, при противоположных направлениях движения — со знаком минус. При движении электроподвижного состава в указанном на рис.13 направлении (влево) Маэ.н нужно брать со знаком минус, в противоположном направлении — со знаком плюс.
Параметры пружины (ее жесткость с, длина рычага r и угол между рычагами пружин и нижних рам) подбираются так, что момент от сил натяжения ТВ относительно главных осей верхней ступени при любой рабочей высоте уравновешивает момент относительно этих же осей от сил массы звеньев и полоза, а также некоторой оптимальной силы статического нажатия Рсm, приложенной в точке В. На основании этого из построенного повернутого плана скоростей верхней ступени ( рис. 14 ) с применением теоремы Жуковского сумма всех моментов относительно точки Р равна
Умножив обе части этого уравнения на масштаб плана скоростей и приняв во внимание, что
получим
Если в этом выражении все скорости выразить через обобщенные скорости, то после соответствующих математических преобразований
где Rц - длина рычага, к которому присоединен шатун от пневмоцилиндра; — угол между стержнем нижней подвижной системы и рычагом, к которому присоединен шатун от пневмоцилиндра; —угол между штоком пневмоцилиндра и шатуном; - отношение расстояния между шарниром О и центром масс S1 стержня нижней ступени к полной длине этого стержня l1.
В этом выражении коэффициент перед обобщенными скоростями представляет собой силы, приведенные к соответствующим обобщенным координатам, входящим в уравнение Лагранжа второго рода, т. е.:
где GB.С — полная масса верхней ступени с подвижным основанием
GB.C=GП+2G4+2G3+G2
Полученные значения приведенных к обобщенным координатам сил в дальнейшем можно использовать в динамической модели двухступенчатого авторегулируемого токоприемника.
Порядок динамического расчета компенсированных контактных подвесок скорстных и высокоскоростных магистралей
Расчеты компенсированной подвески предлагается проводить в следующей последовательности
1) особенности конструкции варианта, задаваемые параметры, значения скорости движения поезда и токовых нагрузок;
-
определение погонных нагрузок проводов подвески с учетом заданных метеоданных;
-
определение стрел провеса несущих тросов и контактных проводов для заданных натяжений в нормальном режиме;
-
определение стрел провеса несущих тросов и контактных проводов для заданных натяжений при гололеде;
-
определение длин пролетных струн заданных параметров подвески;
-
определение предварительных провесов рессорных струн при заданных параметрах подвески;
-
определение допустимости ветровых отклонений контактной подвески при заданных параметрах и изменениях натяжений проводов (или допусков);
-
определение жесткости подвески в пролете для заданных параметров подвески;
9) оценка влияния изменений параметров жесткости подвески на критерии ее оптимальности для различных вариантов;
-
проверка вариантов подвески по критическим скоростям и коэффициентам надежности и экономичности;
-
оценка влияния на критерии оптимальности жесткости подвески количества и расположения струн;
-
проверка вариантов количества и расположения струн на критические скорости и коэффициенты надежности и экономичности;
-
выявление оптимального варианта подвески с определенными параметрами;
-
определение для оптимального варианта подвески:
а) стрел провеса несущего троса;
б) длин струн и вспомогательных тросов рессорных струн;
в) коэффициента экономичности;
г) ветровых отклонений;
15) проверка необходимости мероприятий по предотвращению автоколебаний оптимального варианта подвески.
Предлагаемый порядок работ по созданию подвесок контактной сети для скоростей 250—300 км/ч связан с выбором конструктивных решений и расчетами рациональных статических и динамических характеристик из условий надежного и экономичного взаимодействия с токоприемниками Варианты последовательного выполнения условий подобных методов были разработаны и применены в ОмГУПС при расчете скоростной ПКС постоянного тока КС-200.
Предлагаемая последовательность расчетов является разделом рассмотренного порядка создания ПКС и базируется на том, что характеристики и параметры современных скоростных ПКС априорно нормированы. К примеру, длина пролета 65 м; рессорный трос от 16 до 22м; число струн в пролете от 6 до 14шт.; натяжения проводов и тросов порядка 10—27 кН.
Расчеты компенсированной ПКС предлагается проводить с определением коэффициентов экономичности и надежности; проверок на ветроутойчивостъ и гололед, с учетом параметров токоприемника и т.д.