Тормозным коэффициентом, показывающим, какая сила нажатия колодок приходится на одну тонну массы поезда, называют отношение
»= **• + **'. (6.7)
Щ(^ -|- /Лл
где S/CB; S/Сд — суммарная сила нажатия колодок вагонов в составе поезда и локомотива; гас — масса состава; тл — масса локомотива.
Для грузовых поездов на спусках не более 20°/00 тормозную силу и массу локомотива можно не учитывать вследствие сравнительно незначительного удельного значения их относительно массы состава.
Для пассажирских поездов, а также для грузовых поездов при крутизне спусков более 20°/00 тормозной коэффициент поезда рассчитывают с учетом тормозной силы и массы локомотива по формуле (6.7).
Удельная тормозная сила поезда
Вт
йт _^ ———-—— = 1000шк V. (6.8) тс + тл
Наличие в составе поезда разнотипных вагонов с различными значениями К затрудняет расчеты фк по формулам (6.2) — (6.4). Для упрощения расчеты производят при условном постоянном значении Ку, но так, чтобы действительная тормозная сила равнялась приведенной:
2Ко *т = 1000(рк# = 1000<ркр'&р=^ ЮООфкр ———-——, (6.9)
тс + /Пл
где фкр — расчетный коэффициент трения; др — расчетный тормозной коэффициент поезда.
Значения Ку принимают: 26,5 кН для чугунных и 15,7 кН для композиционных колодок. Подставив их в формулы (6.2), (6.3) и (6.4), получим:
для чугунных стандартных и фосфористых колодок:
и+ ЮО
^-°'27^ТЖ; (6ЛО) 96
ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ КОЛОДОК
и+150
**=0-36-^Hi5-; (6JI) '
Расчетные нажатия /Ср найдем (г из равенства К„ =-£«_ /с. Подста-
Фкр
вив ф„ в формулы (6.2) — (6.4) i и ф„р в (6.10), (6.11), получим расчетные значения сил нажатий:
для чугунных стандартных ко- ^ лодок
'••'•"-sS" <6'12' '
для фосфористых чугунных колодок 1
1,6/C-l-lOO
«'"''вЧаГ+ЮО* <6'13>
7
для композиционных колодок
'.-'•»|^«- <••'"'
Соответственно расчетным значениям ф„р и /Ср определится расчетный тормозной коэффициент поезда:
тс + тл
На железных дорогах СССР принята система расчетных значений нажатия, для которых установлены все тормозные нормативы и официально действующие номограммы (рис. 6.4) зависимости тормозных путей от скорости начала торможения, удельных расчетных нажатий и крутизны уклонов. Установлены следующие тормозные расчетные коэффициенты: при скорости 90 км/ч для груженых грузовых поездов §р =-- 3,30; при 100 км/ч для порожних грузовых
4 Зак. 2251
поездов Фр = 5,80; для пассажирских поездов при скоростях 120, 120—140 и 140—180 км/ч значения Фр соответственно равны 6,00, 7,80 и 8,00.
Удельная равнодействующая сил сопротивления движению поезда при торможении
бт + о'ох ± <Я;-9810фКр ftp { даох ± ig. (6.16)
Глава 7
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДОВ РАСЧЕТА
ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА
7.1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДА
В тяговых расчетах применяют следующие методы решения дифференциального уравнения движения поезда: аналитический, графический, численный и машинный. Общей для всех этих методов теоретической основой служит решение уравнения движения в форме задачи Коши. Для решения этой задачи используют ряд теоретических подходов, известных в прикладной математике, механике и технической кибернетике. К ним относятся правила линеаризации нелинейных функций, принцип малых отклонений переменных состояния объекта, вычисление текущих координат движущегося объекта методом наблюдаемости [37, 34, 221.
Решение задачи, выполненное по всем правилам математики и механики, может оказаться неприемлемым с точки зрения безопасности и технологии производства. Очевидно, проблема эксплуатационной надежности и оптимальности перевозок также является общей для всех методов расчета движения поездов и должна решаться в тяговых расчетах. Следует лишь подчеркнуть, что указанные требования и подходы облегчают решение задачи и являются основополагающими для любого из перечисленных методов расчета движения поезда.
Метод интегрирования уравнения движения поезда. Если в числе сил, определяющих движение системы, имеется хотя бы одна сила, зависящая от скорости, то рассчитать движение с помощью общих теорем классической механики нельзя потому, что такие силы проявляются в процессе движения и, влияя на кинематические характеристики движения, сами нелинейно зависят от них. Такие задачи можно решить только методом интегрирования дифференциального уравнения движения.
Все основные силы, определяющие движение поезда, — FK, Вг, W0 поставлены в зависимость от скорости. Кроме того, на поезд действуют дополнительные силы сопротивления от уклонов и кривизны пути, которые также влияют на скорость движения поезда, а степень их
98
влияния зависит от сочетаний элементов профиля пути и их протяженности.
Следовательно, для расчета движения поезда необходимо принять метод интегрирования дифференциального уравнения движения (1.9).
Задача состоит в том, чтобы найти решение этого уравнения на протяжении всего тягового участка. При этом обычно заданы масса состава, серия локомотива, профиль пути, диаграммы удельных равнодействующих сил поезда.
Для удобства выводы произведем на примере режима тяги, а ускоряющую силу обозначим /„ ~wK = fy и преобразуем уравнение
(1.9) так, чтобы найти закон движения v (s): -57-57= £/у, но так как ds
17 = у' то
vdv
ds = -—. (7.1) 5/у
Уравнение (7.1) решается интегрированием:
с, ,. vdv
/"Н-ёГ (7-2)
В данном случае представлен неопределенный интеграл, исчисление которого дает бесчисленное множество решений.
Чтобы найти частное решение, необходимо задать так называемые начальные условия и вести вычисления в форме задачи Коши.
Решение уравнения движения поезда в форме задачи Коши. К задаче Коши приводят расчеты процессов, которые подчинены определенным закономерностям и удовлетворяют определенным начальным условиям, характеризующим состояние объекта в начале процесса. Законом движения поезда является функция v(s), а состояние поезда как механической системы в каждый момент времени определяется фазовыми координатами (у,-, s;).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.