Понятия о силах действующих на поезд.
Силы тяги.
Силы сопротивления движению поезда.
Понятия о силах действующих на поезд
В процессе движения на поезд действуют различные силы, способствующие увеличению скорости, поддержанию равномерного движения или замедлению движения поезда. Все эти силы, отличающиеся по величине, направлению и характеру действия, разделяют на управляемые и не управляемые машинистом.
К управляемым относят силы тяги и торможения поезда, обозначаемые в расчетах буквами F и В. При необходимости машинист может регулировать величину и продолжительность действия этих сил.
Неуправляемыми являются силы различных сопротивлений движению поезда, обозначаемые в расчетах буквой W , а также сила тяжести (веса) поезда. Кроме того, при любом изменении скорости движения проявляется действие сил инерции массы поезда.
В зависимости от соотношения величины и направления действия указанных сил изменяется характер движения поезда:
1) если сила тяги, приложенная к поезду, больше сил сопротивления движению, поезд получает ускоренное движение (разгон);
2) когда сила тяги равна силам сопротивления движению устанавливается равномерная (равновесная) скорость поезда;
3) если сила тяги меньше сил сопротивления движению или при отсутствии силы тяги действуют тормозные силы поезд замедляет движение.
Силы тяги
Силой тяги называют внешнюю силу, приложенную к движущим колесам локомотива в направлении его движения, которая вызывает перемещение локомотива и состава. Тяговая мощность тепловоза зарождается в цилиндрах дизеля и снимается с его коленчатого вала в виде вращающего момента. Поэтому существует понятие «эффективная сила тяги». Но дизель нельзя использовать непосредственно в качестве тяговой машины, потому что в пределах рабочих чисел оборотов коленчатого вала его вращающий момент и тяговое усилие мало изменяются от скорости вращения. В то же время в тепловозе, как в любом локомотиве, во-первых, необходимо иметь наибольшую силу тяги при взятии поезда с места и, во-вторых, нужно, чтобы она изменялась в широких пределах в зависимости от профиля пути, скорости и других обстоятельств.
|
|
|
Для приспособления дизеля к условиям тяги поездов между валом дизеля и колесными парами применяют промежуточные передачи. Эти передачи позволяют преобразовать постоянный вращающий момент коленчатого вала дизеля в переменный на колесных парах тепловоза.
Наиболее распространеннойявляется электрическая передача, сочетающая хорошие тяговые способности электродвигателей с последовательным возбуждением и возможность автоматического управления работой дизель-генератора.
|
|
|
Сила тяги тепловоза появляется в результате взаимодействия колес с рельсами при прикладывании вращающего момента Мдв от тяговых электродвигателей к колесным парам (рис. 1). Возникающий при этом вращающий момент колеса М, может быть заменен парой сил, дающей тот же результат. Одна из этих сил FK приложена к центру оси колеса, другая FKl -в точке К касания бандажа с рельсом. Указанная пара сил, действующая на плече, равном половине диаметра колеса, стремится провернуть колесо вокруг его геометрической оси. Проворачиванию препятствует сила сцепления колеса с рельсом Fc, возникающая как противодействие силе FkS . Причем сила сцепления появляется неизбежно, так как бандаж и головка рельса, плотно прижатые друг к другу нагрузкой на ось Р, имеют на своей поверхности множество мелких неровностей. Горизонтальное усилие от колеса на рельс FKl воспринимается указанными неровностями и на основании третьего закона механики порождает ответную (реактивную) силу Fc от рельса на колесо. Физически силу сцепления можно представить в виде упора, не позволяющего колесу проскользнуть по рельсу. Одинаковые по величине, но противоположные по направлению силы FkS и Fc взаимно уравновешиваются, а оставшаяся сила FK вызывает перекатывание и поступательное движение колесной пары по рельсам. Через узлы экипажной части тепловоза сила FK от каждой колесной пары передается на тележку и далее на раму тепловоза.
|
|
|
Для ускорения поезда нужно, чтобы сила тяги локомотива была больше сил сопротивления. Сила тяги возникает при передаче вращающего момента от ТЭД к колесным парам. Вращающий момент на колесной паре определяется по формуле:
Мк = Мдв м пп,
Где: Мдв - вращающий момент на валу якоря ТЭД,
М - передаточное число тягового редуктора;
пп, -КПД передачи.
Силой тяги называется внешняя сила, приложенная к движущим колесам локомотива в направлении его движения.
Вращательный момент Мк заменяем парой сил F и F1
В точке касания колеса с рельсом согласно 3-го закона Ньютона возникает реактивная сила Fсц, действующая от рельса на колесо. Эта сила препятствует проскальзыванию колеса относительно рельса. Одинаковые по величине и противоположно направленные силы F1 и Fсц взаимно уравновешиваются, а оставшаяся сила F вызывает поступательное движение колесной пары.
Сумма сил F всех тяговых электродвигателей и является силой тяги локомотива
Дата добавления: 2019-08-30; просмотров: 1169; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!