Транспорт: история и современность

Создание силы тяги локомотива

Страница 2

реакция Fр, будучи по природе силой трения, возникает при наличии контакта колеса с рельсом и силы, прижимающей их друг к другу (силы тяжести); уровень силы Fр не может превосходить некоторой максимальной величины, которую называют силой сцепления колес с рельсами Fсц.

Итак, касательная сила тяги - это сила реакции рельса на колесо, возникающая под действием внешнего вращающего момента и ограниченная силой сцепления колеса с рельсом.

При увеличении вращающего момента на колесе Мк касательная сила тяги Fр, равная силе тяги ТЭД Fкд, возрастает вплоть до уровня, соответствующего силе сцепления Fсц (зона I на рис.3.2). Дальнейшее повышение момента Мк (зона II) приводит к нарушению условия качения колеса F1=Fр. Сила F1, равная Fкд, не уравновешивается силой Fр, равной Fсц. В результате происходит срыв сцепления и начинается боксование,

то есть проскальзывание колеса относительно поверхности рельса, при котором частота вращения якоря ТЭД nд резко увеличивается.

Зависимость касательной силы тяги Fр от силы тяги ТЭД Fкд и силы сцепления колеса с рельсом Fсц

Боксование приводит к интенсивному износу рабочих поверхностей колеса и рельса, разрушению вращающихся деталей якоря ТЭД под действием центробежных сил, возникновению кругового огня на коллекторе ТЭД и другим опасным явлениям. Чтобы не допускать их, установлены технические условия устойчивого движения локомотива, которые описываются неравенством [11]

Fкmax ψо.Pсц, (3.3)

где Fкmax - максимально допустимая касательная сила тяги локомотива;

ψо - потенциальный (максимальный) коэффициент сцепления;

Pсц - сцепной вес локомотива (вес, приходящийся на движущие колесные пары и участвующий в создании силы тяги).

Pсц = 9,81.nос.2П, кН, (3.4)

где 2П - осевая нагрузка локомотива, т (исходные данные).

Неравенство (3.3) выражает основной закон локомотивной тяги: для обеспечения устойчивости управляемого движения локомотива окружные усилия на ободах движущих колес, создаваемые тяговыми двигателями, не должны превосходить силу сцепления колес с рельсами.

Коэффициент сцепления, а следовательно и сила сцепления, являются случайными величинами, на которые оказывают влияние многочисленные факторы: качество ремонта и содержания локомотивов, метеорологические условия поездки, текущее состояние пути и др. Для локомотивов одной серии при одинаковой скорости движения разброс возможных значений коэффициента сцепления относительно его среднего значения достигает 50% .

Поэтому для обеспечения устойчивости локомотивов против боксования устанавливают так называемый расчетный коэффициент сцепления ψк, величина которого меньше потенциального ψо. При этом сила тяги по сцеплению составляет

Fксц= ψк.Pсц, кН. (3.5)

Расчетный (нормативный) коэффициент сцепления локомотива ψк определяют экспериментальным путем и задают так, чтобы обеспечить практически приемлемую надежность движения полновесных поездов (поездов расчетной массы) по тяжелым подъемам при плохих условиях сцепления.

Коэффициент остаточных газов
Данный коэффициент gг количественно характеризует загрязненность свежего заряда остаточными ОГ; gr = (gr / gвд), где gr и gвд – количества остаточных газов и воздуха, находящихся в цилиндре перед сгоранием топлива. Размерность gr и gвд – г/цикл. Для распространенных четырехтактных двигателей без на ...

Расчёт металлоконструкции
трактор трубоукладчик кран стрела Расчёт металлоконструкции включает в себя: 1) расчёт прочности металлоконструкции стрелы 2) расчёт прочности оси блока 3) расчёт прочности оси опоры стрелы Нагрузка, действующая на ось канатного направляющего блока, равна Q = 2930 кг = 29300 Н. Блок установлен на о ...

Требования к грузовым вагонам
Требования к грузовым вагонам определены государственными стандартами. Они охватывают: общие требования, требования к материалам, надежности, безопасности работы обслуживающего персонала, маркировке и транспортированию, а также гарантийные обязательства завода-изготовителя. Общие требования регламе ...