ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ СИЛЫ ТЯГИ
Локомотив может двигаться в режиме тяги, выбега (холостого хода) или торможения.
В режиме тяги машинист с помощью контроллера включает энергетическую установку, которая питает током тяговые электродвигатели (ТЭД), вращающие колесные пары тепловоза через осевые редукторы. Если бы контакт колесных пар с рельсами отсутствовал, то колеса вращались бы, но тепловоз не мог бы поступательно перемещаться. Движение локомотива осуществляется благодаря взаимодействию колес с рельсами в контактных точках, препятствующему свободному вращению колесных пар. При отсутствии проскальзывания колеса начинают перекатываться, при этом они поступательно перемещают ось, на которую действует сила тяги ^х (рис. 1.3). Эта сила через буксы воздействует на раму тележки, перемещающую через шкворень главную раму, которая, в свою очередь, через сцепное устройство приводит в движение вагоны.
В точке касания колес с рельсами возникает сила которая равна силе тяги ^х и противоположна ей по направлению. Эту силу, называемую касательной, можно рассчитать по формуле
Силы, действующие в колесно-моторном блоке:
1 - зубчатое колесо оси колесной пары; 2 - колесо колесной пары; 3 - зубчатое колесо якоря ТЭД (шестерня); 4 - ТЭД; П - нагрузка от колеса на рельс, т; ^т - сила тяги; Мвр - момент вращения колесной пары; Рк - касательная сила (внутренняя сила), стремящаяся провернуть колесо вокруг центра вращения относительно рельса; /"сц - сила сцепления; Лк - радиус колеса; Л3 к - радиус зубчатого колеса где Мда - момент вращения якоря ТЭД; г - радиус шестерни; Дз.к - радиус зубчатого колеса оси колесной пары; Лк - радиус круга катания колеса колесной пары.
|
|
|
Машинист, изменяя мощность энергетической установки с помощью контроллера, может управлять величиной касательной силы. Сила, препятствующая свободному проскальзыванию колесных пар относительно рельс, равна силе Рк и противоположна ей по направлению. Эту силу называют силой сцепления и обозначают ^сц. Ее величина прямо пропорциональна нагрузке П колес на рельсы:
£щ= УсцП,
где 1|/сц - коэффициент трения покоя, называемый также коэффициентом сцепления.
Коэффициент сцепления зависит от множества факторов: чистоты поверхностей взаимодействия колес и рельс, скорости перекатывания, влажности, температуры и т.д. Значение усц определяют опытным путем и используют в тяговых расчетах.
Если ^к превышает предельное значение Рсц, то происходит проскальзывание (боксование) колес относительно рельс и резко уменьшается сила тяги. Это связано с тем, что в точках касания колес и рельс вместо трения покоя действует трение скольжения и резко уменьшаются Рсц, а следовательно, и Стабилизировать сцепление колес с рельсами позволяет специальное устройство на локомотивах - песочная система. При приемке тепловоза локомотивная бригада обязана проверить качество подачи песка на рельсы, чтобы обеспечить движение поезда в режиме тяги без боксования колесных пар.
|
|
|
ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СЦЕПЛЕНИЕ КОЛЕСА С РЕЛЬСОМ.
Сцепление колеса с рельсом тем сильнее, чем больше сила Ро (см. рис. 2), с которой колесная пара давит на рельс. Сцепление, необходимое для реализации силы тяги, можно получить лишь при условии, что некоторая доля этой силы Ро будет больше силы тяги Fкд, развиваемой данной колесной парой.
Если сила тяги превысит силу сцепления, то сцепление нарушится, колесо начнет проскальзывать по рельсу, при этом сила сцепления резко уменьшится, колесо как бы лишится упора и начнет вращаться все быстрее. Это явление называют боксованием; при нем вращающий момент, развиваемый двигателем и реализуемый колесной парой, падает (из-за уменьшения тока и коэффициента сцепления) и сила тяги снижается, что прежде всего вызывает уменьшение скорости движения поезда; возможно и нарушение коммутации двигателей локомотива.
|
|
|
Чтобы определить наибольшую допустимую силу тяги электровоза, необходимо знать значение коэффициента сцепления.
Коэффициент сцепления зависит от многих факторов: состояния поверхности рельсов (масляные пятна, торфяная или угольная пыль, листья уменьшают сцепление, песок — увеличивает); общего состояния пути; радиуса закругления и возвышения рельсов на кривых участках пути. При небольшом дожде коэффициент сцепления снижается, однако при сильном дожде, смывающем грязь с рельсов, уменьшения коэффициента сцепления не наблюдается.
На коэффициент сцепления влияют также факторы, зависящие от состояния электровоза. Так, повышенный прокат бандажей, разность в диаметрах по кругу катания комплекта колесных пар или колес одной колесной пары, большие поперечные разбеги колесных пар, различие жесткости рессор и пружин, неудачный подбор тяговых двигателей по характеристикам ухудшают сцепление, особенно с ростом скорости движения. Большая инерция (масса, диаметр) вращающихся частей, связанных с двигателем, препятствует развитию боксования.
Коэффициент сцепления на электровозах постоянного тока двигатели соединены последовательно или последовательно - параллельно.
Дата добавления: 2020-04-08; просмотров: 242; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!