Вписывание локомотивов в кривые участки пути и определение касательных сил в точке контакта колес с рельсами. Движение тележек электровозов ЭП1 в кривых малого радиуса. Анализ факторов, влияющих на износ гребней колес при движении в кривых малого радиуса.
Аннотация к работе
3.2 Анализ процесса разворота тележек в рельсовой колее переходной кривойПрограмма для анализа математической моделиИсследования причин бокового износа гребней колес электровозов ВЛ80 и рельсов, эксплуатируемых на Дальневосточной и Забайкальской железных дорогах, были начаты 25 лет назад (в 1989) в Дальневосточном государственном университете путей сообщения (бывшем Хабаровском институте инженеров железнодорожного транспорта) под руководством профессора В.Г. В настоящем учебном пособии дана методика определения сил взаимодействия колес электровозов ЭП1 с рельсами при движении в переходных и круговых кривых малого радиуса, рассмотрен численный анализ по выявлению факторов, влияющих на силы взаимодействия колес с рельсами. Даниловым (1959-1961) при исследовании движения подвижного состава в кривых переменной кривизны, было учтено влияние силы трения гребня о рельс и конусности бандажей, но за пределами исследования оказалось поперечное смещение центра масс тележек, которое существенно влияло на силы давления гребня на рельс (Железнодорожный путь и его взаимодействие с подвижным составом. С целью упрощения математической модели им было принято, что сила давления гребня параллельна продольной оси колесной пары (забегание точки контакта гребня с рельсом отсутствует), кроме того, не учитывалась сила трения гребня о головку рельса. Однако формулы для абсолютных скоростей точек контакта колес с рельсами не были приведены, что создавало определенные трудности при оценке точности касательных сил крипа, которые являются основным фактором, определяющим износ гребней колес в кривых.Первое систематическое исследование проблемы износа гребней колес и рельсов было выполнено С.М. Андриевским, результаты опубликованы в работе «Боковой износ рельсов на кривых» (Труды ЦНИИ МПС. 1961. Вып. 374.), который из всех существующих мероприятий по уменьшению бокового износа выделяет два основных: смазка (лубрикация) гребней колес или боковой поверхности головок рельсов; тщательное содержание пути. В результате экспериментов большинство ученых пришли к выводу, что проблему износа можно решить путем смазывания контактирующих поверхностей рельсов и гребней колес. В этой связи некоторые исследователи утверждали, что снижения интенсивности бокового износа можно добиться за счет изменения стандартного профиля поверхности бандажа и увеличения конусности поверхности катания колес. Значительного снижения сил взаимодействия колес локомотива с рельсовой колеей, а, следовательно, и износа контактирующих поверхностей, можно добиться за счет специальных устройств, управляющих положением тележки в рельсовой колее.Сопряжение прямых участков пути с круговыми кривыми осуществляется переходными кривыми. Переходная кривая является пространственной кривой, имеющей ряд особенностей, а именно [8]: · плавное уширение колеи в плане; Для упрощения расчета обычно заменяют пространственную кривую ее проекцией на горизонтальную плоскость, а возвышения наружного рельса на протяжении переходной кривой принимают по линейному закону. В дальнейших расчетах будем принимать, что возвышение наружного рельса определяется углом e и в любой точке на расстоянии Sk от начала переходной кривой вычисляется по формуле Кубическая парабола отличается от радиоидальной спирали тем, что ее кривизна меняется от 0 до пропорционально не длине дуговой координаты k-й точки, а пропорционально ее абсциссе x.При движении локомотива по переходной кривой углы между продольной осью кузова и касательными t1, t2, t3 будут изменяться пропорционально пройденному пути. Поэтому вначале необходимо определить зависимости этих углов от дуговой координаты. Рассмотрим расчетную схему расположения экипажной части электровоза в переходной кривой (рис. Здесь НПК - начало переходной кривой; КПК - конец переходной кривой; А1, А2, А3 - мнимые шкворни крайних и средней тележек соответственно; t1, t2, t3 - касательные к осевой линии рельсовой колеи, проведенные через мнимые шкворни; j1, j2, j3 - углы наклона касательных к оси OX неподвижной системы координат; m1, m2 - углы между продольной осью кузова и касательными t1, t2; Sk - путь, пройденный от начала переходной кривой центром Ak; 2В - база кузова электровоза. Углы между продольной осью кузова и касательными t1, t2 определяются выражениями: , (2.11)Определение углов между продольной осью кузова и осью автосцепки выполняется аналогично тому, как это сделано в подразд. Рассмотрим расчетную схему, для определения углов (рис. Из рисунка 2.4 следует: - центр системы Aktknkbk, где k - индекс, указывающий на номер тележки в секции локомотива, k = 1, 2, 3; j - номер секции от головы состава; Углы наклона к оси OX продольной оси кузова и осей автосцепок определяются в соответствии с формулой (2.8): (2.21) После подстановки выражений (2.21) и (2.22) в формулу (2.20) угол между продольной осью первой секции и автосцепкой определяется по формулеРассмотрим расчетные схемы кузова секции локомотива и каждой из тележек, где предусмотрено, что каждая секция имеет три тележки.
План
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Вписывание локомотивов в кривые участки пути и определение касательных сил в точке контакта колес с рельсами
1.1 К истории вопроса определения сил взаимодействия колес локомотивов с рельсами
1.2 Мероприятия, проводимые с целью снижения бокового износа гребней колес локомотивов и рельсов в кривых
2. Движение тележек электровозов ЭП1 в переходных и круговых кривых малого радиуса
2.1 Геометрия переходной кривой и системы координат, выбранные для исследования движения электровоза
2.2 Определение углов между продольной осью кузова и касательными в мнимых шкворневых узлах
2.3 Определение углов между продольной осью кузова и осью автосцепки
2.4 Определение сил, действующих на кузов секции электровоза в переходной кривой
2.5 Определение активных и инерционных сил, действующих на тележки секции электровоза
2.6 Определение сил взаимодействия колес электровоза с рельсами
2.7 Определение законов изменения обобщенных координат тележки в переходной кривой до момента касания гребнем наружного рельса
2.8 Определение закона изменения обобщенной координаты тележки после касания гребнем наружного рельса переходной кривой
2.9 Определение закона изменения силы нормального давления гребня колеса на рельс
2.10 Определение закона изменения угла перекоса тележки, и силы давления гребня на рельс при движении в круговой кривой
3. Анализ факторов, влияющих на интенсивность износа гребней локомотивных колес при движении в кривых малого радиуса