Тяга поездов: Учебное пособие. Часть 1, страница 18

На устойчивость сцепления влияют многочисленные факторы, в том числе специфические для разных дорог: типы и параметры локомо­тивов и пути, их техническое состояние; режимы работы и скорости движения локомотивов и поездов; профиль пути; климатические и по­годные условия; организация движения и т. д. Наконец, расчет сцеп­ления   является   также   технико-экономической проблемой,  которую решают с позиций противоречивых требований: с одной стороны, при повышении нагрузки от колесной    пары на рельсы   и   коэффициента сцепления возрастают весовые нормы и провозная способность дорог, что повышает экономичность и производительность тяги, а с другой — возрастают   разрушения   рельсов,   износ   бандажей и  рельсов,   что снижает эффективность тяги и может повлечь сбои движения поездов. Например, известно, что 98 % случаев излома рельсов происходит по контактным   напряжениям.   Скольжение   колес   на   90 % определяет износ и срок службы бандажей колесных пар. По статистическим наб­людениям у электровозов на каждые 10 тыс. км пробега толщина бан­дажей уменьшается от 0,5 до 1,5 мм. Все это в совокупности порожда­ет неопределенность и осложняет построение расчетной модели силы тяги по сцеплению, которая была бы достаточно достоверной по при­роде сцепления, универсальной по учету факторов, действующих на всей сети дорог, и, наконец, удовлетворяющей технико-экономическим тре­бованиям. Комплексным показателем, выполняющим нормативно-рас­четные   функции   для   всей   сети   дорог, утвержден расчетный коэффициент      сцепления     i|)K,   который   используется для расчета норм массы поездов.

Определяется v|;K на основе специальных опытов в условиях эксплу­атации при подаче песка на влажные рельсы и обобщения технологии вождения поездов на различных дорогах. Для учета случайных воздей­ствий обработка результатов опытов производится методом теории веро­ятностей и математической статистики. Во время испытаний на ленте динамометрического стола вагона-лаборатории, прицепляемого к ло­комотиву, непрерывно записываются сила тяги и скорость движения. Результаты обрабатывают и находят графическую зависимость каса-

43

тельной силы тяги от скорости на пределе срыва сцепления. Расчетную величину г|зк нельзя принимать на пределе сцепления равной г|з0, ина­че локомотивы будут часто боксовать, увеличатся износ бандажей и рельсов, порчи тяговых двигателей, сбои движения поездов. Поэтому с запасом устойчивости против боксования находят значения FK.C^,

по которым и определяют г|з„ = 1000КС^ при различных скоростях. Полученные данные служат для подбора эмпирической формулы, структура которой обычно имеет вид ярк = а + ——т — ev, где

а, Ь, с, d, e — эмпирические коэффициенты.

Для всех серий тепловозов, кроме 2ТЭ10Л и ТЭ10, выведена такая расчетная формула:

*»=М18+-^7: (2'IO)

для тепловозов серий 2ТЭ10Л и ТЭ10

IV-O.lie-i--^^. (2.11,

Если на расчетном подъеме имеется кривая менее 800 м, то

3,5/?

фк«р ^к ЖТ^Г' (2-12)

Для электровозов ВЛ10, ВЛП, ВЛЮ*,   ВЛ82М:

фк:-=0'28н ^гг^г-°'0007и;- (2ЛЗ)

для электровозов переменного тока со ступенчатым регулированием ВЛ60, ВЛ80К. ВЛ80Т. ВЛ80Р, ВЛ80С

фк-0,284 4          -0,0006 ц.                                  (2.14)

50-;    6 V

В этих формулах находят отражение физическая природа сцепле­ния, динамические воздействия и случайные факторы, потери сцепле­ния от перераспределения нагрузок между колесными парами и до­пускаемые расхождения тяговых характеристик и размеров экипажа. Объясняется это тем, что опытные зависимости FK,,.I( (v), по которым определены ф„. все это учитывают в совокупности. Обычно осреднен-ные опытные данные FK.,,,, (v) с запасом по устойчивости движения при­мерно на 20 % меньше предельной силы тяги по сцеплению. Отсюда видно, что 4:к представляет собой не физический, а р а с ч е т н о-н о р м а т и в н ы и коэффициент сцепления, используемый для тя­говых расчетов массы и скорости движения поездов. Как видно, рас­четные «|'К поставлены в зависимость от вида тяги, серии локомотивов, скорости движения и имеют силу ведомственного стандарта для всей

44

сети дорог. Что же касается факторов, специфических для разных дорог, то они могут быть учтены опытами на конкретной дороге, по результатам которых можно скорректировать общесетевой о|)к, но при условии, что его величина не должна быть ниже расчетной более чем на 15 % .

Приведенные формулы расчетных г|)к позволяют сопоставить сте­пень использования сцепного веса различными локомотивами. Если сравнить г|зк при одной и той же скорости, близкой к расчетной, то у электровозов переменного тока он больше примерно на 5,6 %, чем у электровозов постоянного тока. Объясняется это тем, что у первых тя­говые двигатели постоянно включены в параллельную схему и отсут­ствует реостатный разгон поезда. У электровозов переменного тока с плавным регулированием силы тяги г|)к на 5 % больше, чем у электро­возов переменного тока со ступенчатым регулированием и приблизи­тельно на 11 % больше, чем у электровозов постоянного тока.

Из сравнения значений г|эк для тепловозов и электровозов на уров­не расчетных скоростей первых оказалось, что у электровозов посто­янного тока он выше на 24 %, переменного тока — на 32 % и перемен­ного тока с плавным регулированием — на 39 %, что указывает на пу­ти совершенствования тепловозов. Значительные расхождения значе­ний i|)K можно объяснить тем, что у электровозов более жесткая -Тяго­вая характеристика, лучше статическая развеска и рессорное подвеши­вание, короче база тележек, больше диаметр колесных пар, более ра­циональное размещение тяговых двигателей, двусторонняя зубчатая передача. Имеет значение и рассогласование режимов работы и мощно­сти секций и колесно-моторных блоков тепловозов, особенно в режиме ослабленного возбуждения.

Глава   3

ТЯГОВЫЕ   ХАРАКТЕРИСТИКИ  ЛОКОМОТИВОВ

3.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Тяговой характеристикой локомотива называют графическую зависимость касательной силы тяги от установившейся скорости движения при различных режимах энергосиловой установки в пределах ограничений по надежности, устойчивости и безопасности движения.