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.

Рабочие цилиндры
Рабочие цилиндры имеют переменную высоту рабочей области. При этом на начальном этапе работы, когда неравномерность потока максимальная их высота мала. В дальнейшем распределение скоростей по длине цилиндра – существенно неравномерное (на входе в цилиндр образуются развитые циркуляционные зоны), од ...

Подбор муфт
Муфта 1: Муфта упругая втулочно-пальцевая ГОСТ 21424-75 D=80 мм; dm=18 мм; l=80 мм; Муфта 2:Муфта шарнирная 500-1-60-1-УЗ ГОСТ 5147-80 Расчет валов Рассчитаем диаметры валов из условия прочности при кручении (Сталь 45 по ГОСТ 1050-74) =18 мм, принимаем равным 18 мм. =26,13 мм, принимаем равным 26 м ...

Число и порядок укладки укороченных рельсов в кривой
В связи с тем, что в пределах кривых внутренней рельсовой нити радиус меньше на величину S=1600 мм радиуса наружной рельсовой нити, длина внутренней нити меньше. Для компенсации этой разности и обеспечения укладки рельсовых нитей с положением стыков по одной нормали к продольной оси пути, по внутре ...