скорости движения, режима работы и массы подвижного состава qa, приходящейся на ось. В табл. 5.1 они приведены согласно ПТР.
Сопротивление движению локомотивов при холостом ходе больше, чем в режиме тяги, потому что в процессе передачи вращающего момента от вала тягового электродвигателя к движущей колесной паре локомотива возникают потери от трения в зубчатой передаче и моторно-осевых подшипниках ТЭД, которые называют «сопротивлением как машины». Так как эти потери относятся к цепи передачи мощности до движущей колесной пары, то касательная сила тяги на ободах колес учитывает это сопротивление. Таким образом, при построении тяговой характеристики непосредственно учитывают «сопротивление как машины» и, следовательно, для расчета движения поезда в режиме тяги необходимо учитывать сопротивление движению локомотива только «как повозки» — т.е. сопротивление его экипажа.
При движении поезда в режиме холостого хода трение в зубчатой передаче и моторно-осевых подшипниках остается, а сила тяги равна нулю, поэтому общее сопротивление движению локомотива должно определяться суммой сопротивлений «как машины» и «как повозки»; естественно, ее расчетная величина больше, чем в режиме тяги. Такое условное разделение сопротивлений движению локомотива принято для удобства производства тяговых расчетов.
5.3. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ
От уклона. Дополнительное сопротивление движению от уклона пути представляет собой составляющую W/ силы тяжести Р от единицы подвижного состава при движении ее по подъему АВ (рис. 5.4). Уклон пути выражают в промилле (°/00) и обозначают символом t = = 1000 tga. Так как уклоны пути не превышают обычно 2,5°, то можно считать tga x sin а. Из треугольника abc найдем: Wt = Gsina.
R(^
Из подобия треугольников abc и ABC определим Wt = G —^ = mgx
Df^1
X 1000 -^~ = mg- 1000 sina. Тогда Wt -= mg • 1000 sin a ^
^ mg • 1000 tga = mgi.
Удельное сопротивление движению от уклона
wt-^-—=--gi. (5.5) т
От кривизны пути. При движении на кривых участках пути происходит поперечное смещение колесных пар к наружному рельсу под действием центробежных сил. При этом между набегающи-
ми гребнями колес и внутренними гранями наружного рельса происходит трение. Центробежная сила прижимает торцы подшипников к поверхности вращающейся ступицы колеса, что также вызывает трение. Поворот шкворней тележек в кривой и боковых скользунов под действием опрокидывающего момента сопровождается трением.
При качении колесной пары в кривой участка каждое колесо будет проходить разные пути, что вызывает продольное и поперечное скольжение.
Сопротивление движению в кривой зависит от скорости, нагрузки от колесной пары на рельс, жесткой базы подвижного состава, разбе-гов осей, радиуса кривой, возвышения наружного рельса и др. Все эти факторы учесть затруднительно и удельное сопротивление поезда от кривизны определяют по эмпирической формуле в Н/т
да,=6867/Я. (5-6>
Если длина поезда больше длины кривой, то
6867 sKp ,r 7v V'=-R I? (57>
где # _ радиус кривой, м; SKP — длина кривой, м; /„ — длина поезда, м.
Если кривизна пути задана центральным углом кривой а в градусах, то, выражая угол в радианах а/57,3, удельное сопротивление от кривизны пути по формуле (5.6)
юг=119,84ао//п. (5.8)
Если подъем совпадает с кривой, то определяют приведенный уклон:
iK=i+wr/g. (5-9)
Несмотря на то что в тяговых расчетах допускается использование формул (5.6)—(5.8), степень точности этих формул невысока. Они не учитывают всех факторов, количественно определяющих wr, и не отражают физической сущности сопротивления. В самом деле, значения w,. поставлены в зависимость только от параметров пути, тогда как в действительности сопротивление от кривизны пути существенно зависит еще и от многих других факторов. Как показали опыты ВНИИЖТа (рис. 5.5), wr сначала снижается с ростом скорости и после достижения минимальных значений снова возрастает. Минимальное значение wr лежит в зоне скоростей 60—70 км/ч у грузовых вагонов и 40—50 км/ч у локомотивов. Такой характер зависимости wr (v) объясняется влиянием абсолютного непогашенного ускорения т в кривых. Его значение в м/с2 можно определить по формуле
f2 h ,, ]m т,---£, (5.Ю)
Сопротивление от ветра. Встречный ветер увеличивает лобовое и кормовое сопротивления. От бокового ветра происходит поперечный сдвиг подвижного состава и трение гребней колес о головки рельсов, проскальзывание колес от качения кругами разного диаметра и ухудшаются условия сцепления колес с рельсами вследствие сдувания песка с рельсов. Дополнительное сопротивление определяется в долях от основного сопротивления (табл. 5.2).
Расчетные формулы основного сопротивления определены при скорости ветра не более 5 м/с, однако на ряде дорог скорость ветра значительно выше. С учетом ветровых нагрузок разрешается снижать расчетную массу поезда и тем больше, чем менее крутой расчетный подъем. Объясняется это тем, что с уменьшением расчетного подъема увеличиваются длина поезда и воздушное сопротивление движению.
Основное удельное сопротивление движению с учетом дополнительного сопротивления от ветра определяется по формуле ОУО/(В.
Правилами тяговых расчетов установлены значения дополнительных сопротивлений от ветра в диапазоне от 8 до 30 м/с при температуре наружного воздуха — 20 °С и давлении 1013 гПа. Участки, на которых разрешено учитывать дополнительное сопротивление от ветра, продолжительность учета в году и учетная скорость ветра определяются дорогами по сведениям метеослужб и утверждаются МПС.
Сопротивление от низкой температуры наружного воздуха. Температура воздуха считается низкой при — 30 °С и ниже. С понижением температуры увеличивается плотность и соответственно скоростной напор воздуха, поэтому сопротивление зависит от скорости движения. Увеличение вязкости смазки при низкой температуре повышает коэффициент трения осевых подшипников до тех пор, пока не произойдет нормализация температурного режима буксового узла. Дополнительное сопротивление от низкой температуры наружного воздуха учитывают коэффициентом /Снт (табл. 5.3). Тогда основное сопротивление с учетом сопротивления от низкой температуры воздуха составит ш,ДнТ.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.