Дипломная (вкр): Грузовой тепловоз мощностью 3000 кВт. Дизель-генератор

Рис. 3.15. Степени влияния параметров безредукторного привода на максимальное значение отжатия правого рельса

Как видно на приведенных диаграммах, критерии оценки динамических свойств, для безредукторного тягового привода зависят от меньшего числа параметров, что обусловлено его более простым устройством.

Таким образом, безредукторный привод имеет большие по сравнению с опорно-осевыми приводами значения отжатий рельсов. По нашему мнению это, обусловлено тем, что в безредукторном приводе центр масс колесно-моторного блока совпадает с центром масс колесной пары и поэтому угловые колебания колесно-моторного блока вокруг вертикальной оси в определенные моменты времени не оказывают демпфирующего воздействия на поперечные колебания. Для безредукторного привода, как и для опорно-осевых приводов на отжатие рельсов в большей степени оказывает масса колесно-моторного блока. Таким образом, при поперечных колебаниях привода, параметрами, оказывающими определяющее влияние на значения отжатий рельсов являются масса тягового привода, жесткость поперечных связей колесно-моторного блока с рамой тележки и величина расстояния от центра тяжести колесно-моторного блока до центра тяжести колесной пары.

Сниженные показатели по воздействию на путь в горизонтальной плоскости, полученные для привода с асинхронным двигателем, позволяют судить о вероятности некоторого снижения износа бандажей, определяемого величиной направляющих усилий при взаимодействии гребень-рельс.

3.2 Расчет динамического вписывания

Определение усилий, моментов в связях тележки с кузовом

Для получения общих расчетных формул считаем, что все силы, возникающие между кузовом и тележкой, можно привести к поперечным равнодействующим  и моментам , выраженные через поперечные угловые перемещения  и  и приведенные жесткости

                   (3.38)

где     - поперечные перемещения и поворот тележки относительно кузова,

 - поперечная жесткость связей при поперечном перемещении,

 - поперечная жесткость связей при угловом перемещении,

 - предварительная затяжка в поперечных связях,

 - начальные моменты в угловых связях,

 - угловая жесткость связей при поперечном перемещении,

 - угловая жесткость связей при угловых перемещениях.

   (3.39)

где    V - скорость движения тепловоза,

g - ускорение свободного падения,- радиус кривой,

h - возвышение наружного рельса,

S - расстояние между кругами катания колес,

Qк - вес кузова.

Уравнение геометрических зависимостей:

        (3.40)

где    - расстояние между шкворнями тележек,

 - полюсное расстояние соответственно, первой и второй тележек,

 - расстояние между смежными колпарами,

 - расстояние от средней колпары до шкворня,

 - расстояние точки рамы, соответственно, над 1 и 4 колпарами до наружного рельса.

Решая совместно уравнения (3.38), (3.39) и (3.40), определяем  и .

Расчетные формулы

Так как расчетные формулы для вписывания обеих тележек аналогичны, поэтому ниже приведены формулы вписывания первой по ходу тепловоза тележки

где    - центробежная сила обрессоренного веса тепловоза, приходящаяся на одну тележку, с учетом горизонтальной составляющей силы веса от возвышения наружного рельса,

 - обрессоренный вес тепловоза, приходящийся на одну тележку.

где     - центробежная сила обрессоренного веса тележки,

 - обрессоренный вес тележки.

где     - центробежная сила необрессоренного веса, приходящаяся на колпару,

 - необрессоренный вес колпары.

где    - поперечная составляющая силы трения колеса i-ой колпары о рельс при статической нагрузке,

 - статическая нагрузка от колеса на рельс,

 - коэффициент трения скольжения колеса о рельс,

 - полюс поворота i-ой колпары.

где     - момент продольных составляющих сил трения колеса i-ой колпары о рельс.

где    - расстояние от центра тяжести обрессоренных масс тележки до средней колпары.

В зависимости от положения тележки в рельсовой колее значение рамной силы второй колпары может быть

.

Вертикальная нагрузка от колеса i-ой колпары на наружный рельс определяется:

где    - радиус колеса по кругу катания,

 - расстояние от центра тяжести обрессоренных масс электровоза до геометрической оси колпары в вертикальной плоскости.

Вертикальная нагрузка от колеса i-ой колпары на внутренний рельс:

.

Поперечная составляющая силы трения колеса i-ой колпары о наружный рельс:

.

Поперечная составляющая силы трения колеса i-ой колпары о внутренний рельс:

.

Направляющее усилие i-ой колпары:

.

Если , т.е. колпара направляется наружным рельсом, боковое усилие  определяется:

.

Если , т.е. колпара направляется внутренним рельсом, боковое усилие определяется:

.

Отжатие рельса колесом i-ой колпары определяется по формуле:

для

для

где    - коэффициент, учитывающий смещение головки рельса от упругого отжатия,

 - коэффициент, характеризующий упругую боковую податливость рельса,

 - коэффициент трения скольжения подошвы рельса о подкладку.

Деформация поводков i-ой колпары:

,

если , то выражение

,

тогда ,

где     - односторонний свободный разбег буксы,

 - жесткость связи колпары с рамой тележки, приходящаяся на колесо,

 - жесткость связи колпары с рамой тележки.

Положение точки рамы от наружного рельса определяется:

для                                         ,

для                                         ,

для                                         ,

где    - положение i-ой колпары в рельсовой колее

.

Контрольное значение полюсного расстояния равна:

для установки наибольшего перекоса

,

для «динамической» установки

.

Несовпадение предварительно принятого полюсного расстояния и полученного контрольного допускается до 50 мм.

Аналогично определяются значения полюсов рам тележек

.

Исходные данные

Результаты расчета

Расчет проведен на ЭВМ без учета горизонтальной динамики. Результаты сведены в таблицы 3.6, 3.7.

Значения рамных и боковых сил с учетом горизонтальной динамики равны:

где    - коэффициент горизонтальной динамики боковых сил

.

 - коэффициент горизонтальной динамики рамных сил

.

Расчетом также определена устойчивость экипажа против опрокидывания. Величина коэффициента устойчивости должна быть не более 0,5 и определяется по формуле

.

Таблица 3.6