Оценка безопасности движения контактно-аккумуляторного электропоезда в кривой. Конструкция тележки, страница 5

F_тр1^y = f П_ст cosα₁.                                                                (22)

Тогда суммарное боковое воздействие между рельсом и передним направляющим колесом

У_БОК = У₁ – F_тр1^y.                                                                 (23)

Используя данные таблицы 1 определим У_БОКдля принятых к расчету положений тележки. Полученные результаты представим в виде таблицы 2. Построим график зависимости У_БОК(V), который представлен в графической части дипломного проекта ( лист 3 ).

Таблица 2 – Расчет суммарного бокового воздействия

Расчетная величина	Значение для заданного хс
cosα1 = х1/	0,83	0,93	0,95	0,96	0,97	0,97	0,97	0,98
У1 = 2 f Пст  A2/ а	96,90	89,52	83,40	79,31	68,72	61,32	52,74	43,81
Fтр1y = f Пст cosα1	16,76	18,77	19,18	19,38	19,58	19,58	19,58	19,78
УБОК = У1 – Fтр1y	80,14	70,73	64,22	59,92	49,12	41,72	33,12	24,02

1.7 Критерии безопасности движения в кривой по величине боковой силы

Безопасность движения в кривой определяется дополнительной системой сил, действующих на экипаж. Особое значение имеет поперечное усилие, действующее между набегающим колесом и рельсом. Если поперечное усилие достаточно велико, то колесо контактирует с рельсом в точке на поверхности гребня у его основания. При однотечном контакте картина сил представляется в соответствии с рисунком 3. В точке контакта возникает нормальная реакция N. Горизонтальная составляющая этой силы У_N , направляет движение колесной пары в кривой, а вертикальная составляющая N_zзаставляет колесо перемещаться вверх по рельсу.

Рисунок 3 – Силы, действующие на колесо

Под действием вертикальной нагрузки П колесо соскальзывает вниз. Но вследствие прижатия колеса к рельсу силой N в точке контакта действует сила трения, препятствующая этому движению,

T = N f .                                                (24)

Вкатывание колеса на рельс будет невозможно, если сумма вертикальных составляющих N_zи Т_zсил N и Т в точке контакта не превысит силу П, прижимающую колесо к рельсу.

Для того чтобы обеспечить невозможность вползания колеса не рельс, вводят коэффициент запаса устойчивости движения экипажа η = 1,5 [2], т.е. допустимое значение суммы выталкивающих сил снижают по сравнению с вертикальной нагрузкой П в 1,5 раза.

Тогда условие безопасности движения по устойчивости против схода с рельсов запишется так

.                                              (25)

Величину суммы N_z + Т_z можно найти через горизонтальные состав-ляющие сил из уравнения равновесия проекций сил в точке контакта

.                                                        (26)

Т_z = Т sinβ= Nfsinβ= У_N f,(27)

где β – угол наклона гребня в точке контакта.

Сумма сил  У_N, и Т_У представляет собой боковое воздействие рельса на колесо

У_БОК = У_N – Т_У .                                       (28)

Выразим Т_У через У_N

Т_У = Т cosβ = Nfcosβ = .(29)

Определим У_Nчерез У_БОК

.                                         (30)

.                                           (31)

и подставим это значение в уравнение условия безопасности (25)

.                                                           (32)