CC BY
7
РУХОМИИ СКЛАД
УДК 629.4.016.12.002.237
Довбня Н. П., к.т.н., доцент (Д11Т) БондаренкоЛ. Н., к.т.н., доцент (Д11Т) Бобырь Д. В., к.т.н. (Д11Т)
УТОЧНЕНИЯ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ УСИЛИЙ В КРОНШТЕЙНАХ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ ЛОКОМОТИВОВ
Увеличение скоростей подвижного состава, его масс требует уточнения расчетов тормозной системы.
Усилия в рычажной передаче тормозной системы локомотивов [1] определяются исходя из величины силы трения между колодкой и бандажом
где / - коэффициент трения колодки о бандаж; - усилие, действующее на колодку.
Эта же формула применяется при расчете момента, действующего на раму тележки при торможении.
О том, что эта формула, по нашим исследованиям, существовала всегда и воспринимается инженерами как истина (хотя противоречит закону трения скольжения), то публикаций, естественно, по ее уточнению не было, а уточнения расчетов сводилось, в основном, к усовершенствованию расчетных схем.
С учетом угла обхвата в колодкой колеса формула (1) должна быть записана в виде [2]:
Роб = ^ /,
(1)
(2)
При в =60 ° разница между величинами ^д, полученными по
формулам (1) и (2) составляет 4,5 %, а при в =90 ° уже 11 %, что потребует уточнения и прочностных расчетов.
1. Определим усилия на кронштейнах Е£\ и Е£2 (рисунок 1) из условия соблюдения необходимой величины ^д:
Рисунок 1 - Расчетные схемы тележки локомотива (а)) и сил, действующих на кронштейны при торможении (б))
вертикальное усилие
б1п (в/2)
^61 = 4/ в в сов 0 + Ра вт 0,
в + Б1П в
(3)
горизонтальное усилие
Нёб1 = Ра сов 0 + 4Вё /
Б1П
(в/ 2 )
в + б1п в с + е
(4)
Сила, сжимающая тягу, которая соединяет плечи рычагов е и d
РёсоБ 0-4 Рё/■
В1П (в/2)
I
в + б1п в
с
М
с + е
(5)
Усилие по тяге, соединяющей плечи рычагов с и d
Hcd = Hed • — • (6)
c
Горизонтальная сила, действующая на кронштейн ЕЕ (см. рисунок
1, а))
Heö2 = í ed + Hcd • (7)
Общая сила, действующая на буксовую направляющую равна
4P sin(ß/2), ч
Háí = Её cos9+ ß ß 41 - sin0)• (8)
ß + sin ß
Расчеты показывают, что при Е|=27 кН, f =0,25 для достижения необходимой величины F^ усилия в формулах (3), (6-8) должны быть
выше на 0,25-3,34 %%.
Естественно, этими уточнениями можно было бы пренебречь, но необходимо иметь в виду, что они относятся к тормозам.
2. При торможении на раму тележки действуют инерционные силы от кузова и надрессорного строения самой тележки, а также усилия от тормозной системы. Инерционные силы от кузова и рамы вызывают перераспределение нагрузок между тележками и колесными парами, а также изгиб рамы в горизонтальной плоскости [3].
Действительное тормозное усилие локомотива при двустороннем нажатии колодок составит
F«=w (9)
sin (ß/2)
где n - число колесных пар локомотива;
а возникающие при этом инерционные усилия кузова и тележек пропорциональны массам, поэтому для двухтележечного локомотива тормозное усилие будет равно
Ъ=п*/МММ - ß^; (10)
Mé + 2Mó sin (ß/2)
а одной тележки
Рь=Ч м/
мё
в + б1п в
мё + 2М6 б1п(в/2)'
(11)
где М5 - общая масса тележки; Мё - масса кузова.
Действительный момент сил, действующий на раму тележки
I
-м/ 2
=-м/ 2
1 ё Нё
I ё + 21 о
■ + ■
1 око
I ё + 21 о
(в + б1п в)
В1П (в/2)
1 ё ( - Кё) + I о (о - К) + и
~ +--;-;--+ Кг
1 ё + 21 о
1 ё + 21 о
(в + б1п в)
В1П (в/2)
(12)
где кё - высота от головки рельса до места приложения силы Fё ; Но - то же силы ^о; Кё - радиус колеса.
Поскольку момент I влияет на величину нагрузок на колесные пары, то, естественно, угол в обхвата колодками колес будет влиять и на перераспределение нагрузок между колесными парами.
Уточненная величина изменения нагрузки каждой рессоры
К =-
(в + Б1п в)
б1п(в/2) £>о (( + Нб - Н11 )
2ао
2ао
(13)
где а - расстояние между подвесками одной колесной пары (практически а « Кё);
2ао - база тележки;
£>о - тормозное усилие от цилиндра;
Н - высота «мертвой» точки над нейтральной плоскостью рамы; Нд- высота над головкой рельса нейтральной плоскости рамы тележки.
Анализ приведенных формул и расчетов позволяет сделать вывод о том, что величина силы трения между колодкой и бандажом определяется в нарушение закона трения скольжения и учет угла обхвата колодкой колеса требует увеличения давления колодки на колесо, что в свою очередь, требует уточнения расчетов усилий в кронштейнах тормозной системы и усилий в раме тележки при торможении.
Список литературы
1. Конструкция и динамика тепловозов / Под ред. В. Н. Иванова. - М.: Транспорт, 1974. - 336 с.
2. Довбня Н. П., Бондаренко Л. Н., Бобырь Д. В. О фактической величине коэффициента запаса торможения колодочных тормозов // Проблеми трибологп. -Хмельницький: ТУП, № 2, 2006. - С.120-122.
3. Мендель В. Б. Проектирование механической части электроподвижного состава. - М.: Трансжелдориздат, 1963. - 423 с.
УДК 613.632.4:684:533.3
ЧернякЮ.В., к.т.н., доцент (Дон1ЗТ) Гущин А.М., к.т.н., доцент (Дон1ЗТ) Бондар О.А., ст.. викладач(Дон1ЗТ)
СП1ЛЬНЕ Р1ШЕННЯ Р1ВНЯННЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЖЕКТИРУЮЧОГО ПРИСТРОЮ Й Р1ВНЯННЯ РОЗС1ЮВАННЯ ГАЗ1В В АТМОСФЕР1
Формулювання проблеми. Р1вняння характеристики эжектируючого пристрою за даними роботи [1] зв'язуе вщношення швидкост сум1ш1 газ1в на виход1 з эжектируючого пристрою й швидкост вщпрацьованих газ1в на виход1 з вихлопного патрубку тепловоза з одше! сторони й вщносини витрати повггря, що присмоктуе, Оп до витрати вщпрацьованих газ1в Ог .
Р1вняння характеристики эжектируючого пристрою мае вигляд [1]
, (1) с (1 + в) 4 '
Зб1рник наукових праць Дон1ЗТ. 2007 №12 101
