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.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.