34 Силы, возникающие при работе тягового привода III класса

Опорно-рамное подвешивание тягового двигателя и редуктора. Передача момента от вала якоря к КП осуществляется посредством полого вала, охватывающего ось КП и 2ух шарнирно-поводковых муфт. Перемещение рамы тележки относительно оси КП обеспечивается зазором между осью и полым валом.

Расчетная схема тяг.привода 3 класса.

L_дв, D_k,R, r-база двигателя, диаметр круга катания движущего колеса, радиусы зубчатого колеса и шестерни, м

Н- высота оси автосцепки над уровнем головок рельсов, м

О- центр оси КП и зубчатого колеса

1 Движущее колесо 2 Зубчатое колесо, посаженное на вал 3 Шестерня редуктора, посаженная на вал якоря 4 Полый вал, установленный и вращающийся в подшипниках корпуса тяг.двигателя 5 Вал якоря тяг.двигателя 6 Крепление тяг.двиг. к раме тележки

Вращающий момент касательных сил на оси КП.

M_кп=F_кп*D_k/2, где Fкп – касательная сила на ободе движущего колеса

К полому валу приложена сила Z, направленная направо. Нормальное качение колеса по рельсу без проскальзывания: Fкп≤Fксц. Если Fкп>Fксц, возникают условия для боксования. Fкп, приложенная к оси КП, через боксовый узел , раму тележки и автосцепку, передает усилие поезду, обеспечивая его поступательное движение. Надрессорное строение локомотива подвергается действию опрокидывающего момента.

│Мреакт│=│Мдв│- момент, действующий на корпус двигателя из-за его электромагнитной связи с вращ. Якорем. При наличии на локо n движущих осей его подрессоренная часть подвергается- Мопр=n*Fкп*Н, кНм, в продольной вертикальной плоскости, вызывая изм давлений КП на путь.

32 Динамика тягового привода II класса без учета вертикального перемещения подрессоренных масс тележки.

Т.к в приводе II класса присутствует упругая муфта, то нельзя считать, что центр тяжести редуктора совпадает с валом якоря. Расс-м случай, когда редуктор расположен за осью

Z_нер - величина неровности.

α_p, α_ш - углы поворота редуктора и вала шестерни, вызванные неровностями.

Из схемы следует, что ,, - расстояние центра тяжести от оси колесной пары.

Вертикальная координата сила тяжести:

Из рисунка видно, что вертикальные перемещения колесной пары на величину Z_нер можно расс-ть как результат двух движения: верти-го перемещения центра тяжести редуктора и поворота редуктора вокруг центра тяжести на угол α_p. Вертикальному перемещению массы редуктора будет противо-ть сила инерции . Повороту редуктора на угол α_p препятствует уже пара сил инерции. , где Р1 – сила, кот догружает КП,Jр – момент инерции редуктора относительно центра тяжести.

Вертикальная сила при этом:

Результирующая вертикальная динамическая нагрузка на ось составит:

(см. рис.)

37 Разгрузка движущих колесных пар. Понятие о коэффициенте использования сцепного веса локомотива.

Важнейшим показателем эксплуатационных качеств локомотива является сила тяги, которую он может реализовать по условиям сцепления движущих колес с рельсами при трогании с места, а также при движении с установившейся скоростью на расчетном подъеме.

Теория электрической тяги определяет эту силу как

где - касательная сила тяги локомотива;– сцепной вес локомотива;- число движущих осей;- коэффициент сцепления локомотива; П – средневзвешенное давление движущей колесной пары на путь, кН;

Следует считать, что сила тяги электровоза лимитируется наиболее разгруженной колесной парой, имеющей уменьшенное по сравнению с номинальным давлением на путь. Таким образом, происходит неполное использование сцепного веса локомотива.

Для количественной оценки этого явления вводится понятие коэффициент использования сцепного веса.

Рассмотрим простейший экипаж – двухосный электровоз.

G – вес электровоза, кН; В – база (расстояние между крайними осями электровоза), м; –сила тяги, развиваемая одной осью, кН;H , ,– соответственно высоты автосцепки над уровнем головок рельсов, центра тяжести электровоза и центра тяжести торцевой поверхности кузова, м;W – сопротивление движению состава, кН; ,,- силы сопротивления движению от инерционных сил, приведенного и спрямленного уклонов, а также от воздушной среды, кН;и– вертикальные давления колесных пар, кН;

Как правило, в статическом состоянии

Тогда или

Где - изменение вертикального давления колесной пары на путь.

Причем

Здесь - величина для конкретного электровоза; зависит лишь от его линейных параметров.

Следует отметить, что

Сцепной вес электровоза измениться не может, а происходит его перераспределение между колесными парами. Первая (по ходу) колесная пара оказалась разгруженной на величину , а вторая - перегрузилась на равную величину.

В рассматриваемом случае наиболее разгруженной оказалась первая по ходу колесная пара. Ее сцепной вес под действием возникающих и действующих сил и моментов уменьшается по сравнению с номинальными ( статическим) на величину F .

Коэффициент использования сцепного веса колесной пары называется отношение давления наиболее разгруженной колесной пары на путь в рассматриваемых условиях к ее номинальному (статическому) давлению, то есть

=1-

Где ;. Тогда,

Где - коэффициент сцепления отдельной оси;- коэффициент приF у наиболее разгруженной оси, имеющей максимальное отрицательное .