Расчет и построение технико-экономических показателей тепловоза. Расчет электромеханических и электротяговых характеристик КМБ, страница 9

Используя упрощенную схему на рисунке 5 ,находим расстояние от второй и третьей осей до центра поворота тележки Ω:

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5 - Схема динамического вписывания

 

Находим величины ri, cosαi по графикам [1];

 

ri=3,9м; r2=1,8м; r3=0,9м;

 

cosαi=0,98; cosα3=0,5м;sinα2=0.414м.

Полюсные расстояния

Х₃=в-Х₁=4,6-4,28=0,32                                                                                                      ,                                                                                                                    

Х₂=4,28-2,4 =1,88,

X_ц=2,3-0,32=1,98.

Для рассматриваемой схемы уравнение имеет вид

 

                                                                                                                             (5037)

 

 где Y₁, Y₃ – нНаправляющие усилия от рельсов; С – центробежная сила от массы тепловоза, приходящаяся на тележку; С₁ – горизонтальная сила, возникающая от возвышения наружного рельса; (М_в + М_тр) = М – суммарный момент от возвращающих сил и сил трения в опорно-возвращающих устройствах; F₁ , F₂ , F₃ – cилы трения в опорных точках колес; S = 0,8 м – половина расстояния между кругами катания бандажей колес.

Сила от возвышения наружного рельса определяется по формуле

 

                                                                  С₁=                                                                                                                             (5138)

 

 где G – часть веса тепловоза, кН; G=630 кН,

       S – половина расстояния между кругами катания бандажей колес, м; S=0,8 м.

 

                                                   кН.,

 

                                                      2F₁=2F₂=2F₃=2П×f_тр                                                                                             (5239)

 

 

  

где 2П – статическое давление колесной пары на рельсы,

       f_тр – коэффициент трения между рельсами и бандажами,; f_тр=0,25;.

 

2F₁=2F₂=2F₃=2240·0,25=5560 кН.

,

 

Предположив, что Y3 в уравнении 50 будет равняться 0 то оно примет вид:

 

 

                            (53)

 

 

Решив уравнение относительно Y1 и С получим:

                              

                                                   Y1 =122 кН; и С=142 кН.

   

 

Используя график получим:

Х₃=0,32; Х₂=1,88; X₁=4,28.

r₁=4,3 м, r₂=1,8 м, r₃=0,9 м,

cosa₁=0,95 cosa₂=0,9 cosa₃=0,3.

                                                                                                               (40)

a_п=0,49°

Сила трения на боковой опоре

                                              

Момент трения на боковой опоре

где F_d0 – сила трения на боковой опоре, определяемая как произведение нагрузки P2, приходящейся на опору, на коэффициент трения;

a-расстояние от оси боковой опоры до продольной оси тележки;

с – половина расстояния между опорами;

c – диаметр боковых опор.

Возвращающий момент

 кН,

где ж – жесткость пружины возвращающего аппарата, кН/м;

          P – нагрузка на главную опору кузова, кН;

          l – высота главной опоры, м.

Для Х₁ уравнение равновесия:

-Y_1-C-С₁+2F₁cosa₁-2F3cosa₃+ Y₃=0                                                                                                       (42)

Y₁X₁-CХ_ц+C₁Х_ц-2F₁r₁-2F₂sina₂S-2F₃r₃-М_в-М_тр+Y₃X₃=0                                                                                           (43)

Решив для Y₃=0 получим:

-Y₁+C-56,25+57-18=0

Y₁=C-17,25

(C+60,63)3,57-C·1,57+35,44·1,57-52,5·3,7-52.5·0,8·0.8-52,5×1-38=0

C·4.28+73,83-C·1.98+111,3-258-20,64-54-6,3-35=0

C=116,25 кН

Тогда C=116,25 кН; Y₁=99 кН.

Скорость, соответствующая центробежной силе C=142 кН:

 

                                                                                                                                                                    (544)

 

Полученная скорость выше конструкционной. Исследование положений в свободной установке и установке по хорде даст еще большие значения скоростей, поэтому исследование этих скоростей не ведем.

Считаем, что тележка находится в положении наибольшего перекоса и задняя колесная пара прижата к внутреннему рельсу.