Схема перераспределения нагрузки на колесные пары вагона при торможении. Графики зменения нагрузки от колес на рельсы

колесной пары и связанных с ней масс, например, якорей подвагонных генераторов и тяговых двигателей локомотива, зубчатых колес моторно-осевых редукторов и т.д.

В инженерных расчетах, для упрощения, принимают, что силы р_и и AW взаимно уравновешиваются.

Вертикальная нагрузка от оси на рельс при движении является переменной величиной, действительное значение которой может быть записано в виде где Aq(t) - мгновенная нагрузка (догрузка) колесной пары, вызванная вертикальными динамическими колебаниями и перераспределением нагрузки на колесную пару при торможении или при ускорении поезда.На величину До оказывают влияние также величина и изменение продольно-динамических усилий в поезде (подергивание, рывки, толчки).

Частота вертикальных колебаний кузова вагона на рессорном подвешивании лежит в пределах 1,2-15 Гц, а неподрессоренные части испытывают колебания повышенной частоты - 100 - 500 Гц [33] , то есть продолжительность t одного цикла разгрузки колесной пары не превышает 0,5 с (рис. 1.2). Остановка вращения колеса при заклинивании происходит за промежуток времени (2-3 с), значительно больший t_p. Кратковременная динамическая разгрузка заторможенной колесной пары, как правило, не приводит к юзу ввиду того, что разгрузка сменяется догрузкой, сила сцепления колес с рельсами при этом  возрастает и вращающий момент, действующий на колесную пару от сил инерции при поступательном движении вагона, в сумме с моментом инерции вращающихся масс превышает тормозной момент. Кроме того, проскальзывание колесной пары вызывает разрушение загрязняющих пленок на рельсах и поверхностях катания колес, что приводит к повышению коэффициента сцепления.

Разгрузка задних по ходу тележек и колесных пар вагона при торможении является следствием действия сил инерции, равнодействующая I которых приложена в центре тяжести вагона (рис. 1.3). Эти силы,равные по величине тормозным силам, действующим на колесные пары, создают момент 1л, стремящийся опрокинуть вагон относительно точки А. В результате происходит перераспределение нагрузки на колесные пары, характеризующееся для четырехосного груженого вагона следующими примерными значениями: q_t = 1,14 о^; q₂ = 0,98 с^; q_g =• 1,02 с^; q<j= 0,86 q_c При опытных поездках восьмиосного электровоза ВЛ80Р с поездом массой 3000 т отмечена разгрузка 8-й колесной пары До, = 22 кН при давлении в тормозных цилиндрах локомотива рц = 0,4 МПа [31]. Перераспределение

нагрузки сохраняется в течение всего процесса торможения, причем с уменьшением скорости величина Aq может увеличиваться в соответствии с возрастанием коэффициента трения тормозных колодок, а значит, и тормозной силы. Это особенно проявляется при чугунных колодках. ДлительРис. 1.2. Графикизменениянагрузкиотколеснарельсывреаультате вертикальныхколебанийобрессорен-кыхчастейвагона (а) икриваяизмененияугловойскоростиколесав моментзаклинивания (б)

Рис. 1.3- Схемаперераспределениянагрузкинаколесныепары вагонаприторможении

ная разгрузка второй и четвертой колесных пар вагона при торможении в сочетании с динамической разгрузкой может привести к заклиниванию на участках пути с пониженным коэффициентом сцепления, поэтому при проектировании тормозных систем в расчетах учитывают величину разгрузки задней колесной пары транспортного средства. С целью предотвращения заклинивания колесных пар при торможении-и буксования при тяге, на некоторых типах локомотивов применяют специальные пневматические устройства [31], догружающие наиболее разгруженные колесные пары за счет перераспределения загрузки между ними и наиболее загруженными.

Дня упрощения расчетов изменение нагрузки от колесной пары на рельсы в процессе торможения учитывают в величине расчетного коэффициента сцепления у» ™™введением коэффициента использования запаса по сцеплению k_c, поэтому в расчетах принимают величину статической осевой нагрузки о^. С учетом изложенного условие безъюзового торможения колесной пары можно записать как

9