8 Понятие и методика расчета ускорения свободного падения с учетом энергии вращающихся частей вагона.
Вагон является сложной динамической системой, общий запас энергии которой складывается из энергии поступательного и вращательного движения, Дж:
где
m – масса вагона (отцепа), кг; v – скорость
движения вагона, м/с; I – полярный момент
инерции, кг.м2;
– угловая скорость вращения колесной
пары, об./с; n – число осей в вагоне
(отцепе).
где R – радиус колесной пары, м.
где Мусл – условная масса отцепа с учетом инерции вращающихся частей вагонов.
Путем ряда преобразований получается формула для определения значения ускорения свободного падения с учетом инерции вращающихся частей вагонов , м/с2:
Для упрощения расчетов используется формула:
где
– коэффициент увеличения массы вагона
при учете его вращающихся частей.
9 Характеристика и методика расчета основного удельного сопротивления движению отцепа.
Основным называют сопротивление движению вагона на прямом горизонтальном участке пути, обусловленное трением деталей буксовых узлов, трением качения между колесами и рельсами, ударами на межрельсовых стыках, рассеиванием энергии на колебание балласта, земляного полотна и т.п.
Основное удельное сопротивление wо зависит от следующих факторов:
-веса вагона и осевой нагрузки;
-состояния ходовых частей вагона;
-температуры окружающей среды и буксового узла;
-состояния верхнего и нижнего строения пути и поверхности рельсов.
Также отмечена зависимость величины wо от времени стоянки состава в парке приема перед расформированием (чем дольше простаивает состав, тем выше сопротивление вагонов при роспуске). Кроме того, отмечено увеличение основного сопротивления с понижением температуры воздуха до – 25 ºС, при дальнейшем понижении температуры воздуха значение величины wо будет уменьшаться.
Величина wо является случайной, то есть у вагонов одного типа и массы может при одинаковых условиях принимать различные значения. Тяжеловесные вагоны имеют меньшее основное сопротивление и поэтому быстрее набирают скорость при свободном скатывании.
Разброс значений удельного сопротивления с повышением весовой категории вагона уменьшается, а также уменьшается и среднее значение. Это значит, что тяжеловесные вагоны имеют меньшее основное сопротивление движению, и, следовательно, лучшую динамику скатывания.
Расчет удельной работы сил основного сопротивления производится по формуле, м эн. в.:
,
где
– среднее значение основного удельного
сопротивления движению вагона, кгс/тс;
– длина расчетного маршрута, м.
Характеристика и методика расчета удельного сопротивления движению отцепа от снега и инея.
Удельное сопротивление движению вагона от снега и инея wсн учитывается для зимних условий в пределах стрелочной зоны и на сортировочных путях, устанавливается в зависимости от весовой категории отцепа и температуры наружного воздуха.
Расчет величины wсн ведется для тех месяцев года, которые имеют отрицательное значение величины tн. Для выполнения расчета удобно рассматривать убывающую функцию wсн = f(tн) для легкой категории вагонов (рисунок 3),
которая аналитически описывается полиномом третьей степени:
wсн = A0 + A1×tн + A2×tн2 + A3×tн3
где: A0, A1, A2 , A3 – коэффициенты полинома, определенные методом аппроксимации.