§ 25. Движение электровоза на прямых и кривых участках пути

Рассмотренные выше колебания (см. § 24) и изменения нагрузок на колесные пары возникают в основном при малых скоростях движения, особенно при трогании с места, когда должна реализовываться наибольшая сила тяги. При движении электровоза со средними и высокими скоростями возрастают динамические нагрузки на узлы ходовой части, возникающие при колебаниях электровоза, ударах на неровностях или стыках рельсов.

При движении электровоза в прямых участках пути между гребнями колес и внутренними гранями имеются зазоры (рис. 64). Согласно ПТЭ ширина колеи в прямых участках пути и кривых радиусом 350 м и более равна 1520±4 мм. Расстояние между внутренними гранями бандажей 1440±з мм, толщина гребня у новых бандажей 33 мм. Суммарный зазор 26 будет определяться разностью между шириной колеи и расстоянием между рабочими поверхностями гребней, равным 1440±з + + 33 X 2. Тогда при меньшей толщине гребней бандажей в эксплуатации (соответственно 33 и 25 мм) и скорости движения до

120 км/ч минимальный суммарный зазор 26т1п = (1520 — 4) — (1440 -4- 1) — 2 • 33 = = 9 мм, 26тах = (1520 + 6) — (1440 — 3) — — 2 ■ 25 = 39 мм. Изменение зазоров от 9 до 39 мм приводит к произвольным поперечным перемещениям колесных пар и тележек относительно оси пути. В результате движение электровоза в пределах этих зазоров оказывается извилистым. Длина волны, т. е. период колебаний, зависит от состояния бандажей. При конусности I : 10 (нормальной) она примерно составляет 18 м, при изношенных бандажах длина волны уменьшается и колебания становятся более частыми, так как частота колебаний {=1/Т, а период колебаний Т=Ьв/ь. Вилянию способствует наличие раз-бегов колесных пар в буксовых узлах, а также поперечные перемещения букс вследствие деформации упругих элементов направляющих. Трение в опорах кузова несколько уменьшает извилистость движения. Следовательно, чтобы обеспечить плавное движение в прямых участках пути, особенно при больших скоростях движения, необходимо жесткую базу электровоза брать возможно большей или применять специальные возвращающие устройства (см. §19).

Вертикальные нагрузки, как уже отмечалось, при движении электровоза приводят также к перегрузке или разгрузке отдельных колесных пар.

Положение электровоза при движении в кривой зависит от центробежной силы С и сил трения Я/, развивающихся в опорных точках колес на рельсах и направляющих усилий У, проявляющихся в виде воздействия рельсов на гребни бандажей колес, набегающих на них. Для облегчения прохождения подвижным составом кривых ширину рельсовой колеи увеличивают в кривых радиусом 300—349 м на Д = 10 мм, в кривых меньшего радиуса на Д = 15 мм (для чего перемещают внутренний рельс в сторону центра кривой).

Сила С может достигать 30% веса локомотива; она приводит к поперечному перекосу кузова, увеличению нагрузок на наружные буксы колесных пар и уменьшению нагрузок на внутренние (со стороны центра кривой). Такое же неблагоприятное действие может оказывать сила бокового ветра. Поэтому центробежная сила и сила ветра учитываются при расчете узлов ходовой части на прочность. Частично опрокидывающее действие центробежной силы компенсируется возвышением наружного рельса в кривых участках пути.

Возможности прохождения локомотивами кривых участков пути проверяют так называемым вписыванием локомотивов в кривые. Для кривых малого радиуса, например на путях локомотивных депо, по которым локомотивы следуют, как правило, с малой скоростью и без состава, важно проверить саму возможность вписывания локомотива в кривую заданного радиуса. Это так называемое статическое вписывание, которое осуществляют геометрически. Для кривых, встречающихся на перегонах, в которых локомотив движется с поездом при большой скорости,

Рис. 64. Схема реализации свободного поперечного разбега оси колесной пары: 6і, 6г — зазоры по разбегу оси; 8 — зазор между гребнем бандажа и головкой рельса

следует определять силы, действующие на колеса и рельсы, для оценки допустимости заданных скоростей по условиям прочности колес и рельсов и обеспечения безопасности движения. Это так называемое динамическое вписывание.

Безопасность движения в кривых участках пути считается обеспеченной, если исключается возможность всползания гребня набегающего колеса на рельс, что могло бы привести к сходу колесной пары с рельсов. Установлено, что это условие выполняется (с запасом), если отношение бокового давления колеса на рельс Vf к вертикальной нагрузке Я не превышает к6=У(/Я^ 0,8. На основе этого соотношения при динамическом вписывание электровоза в кривые и существующих на дорогах СССР нормах уширения колеи (для радиуса менее 80 м) определяют наибольшие допустимые скорости движения в заданных кривых. Величина Yî, а следовательно зависит от угла у (наклон поверхности гребня бандажа) и коэффициента трения f. Так как поверхность гребня имеет наклон, то при входе в кривую начинается наползание гребня на рельс; оно продолжается до тех пор, пока энергия удара не будет компенсирована работой, затраченной на преодоление трения и поднятие колесной пары. Сход колесной пары с рельсов может произойти, когда нагрузка Яст, заставляющая колесо соскальзывать вниз, оказывается недостаточной. Поэтому для обеспечения безопасности движения необходимо: сохранять постоянство нагрузок на рельсы Яст, особенно при движении с большими скоростями, когда неизбежна поперечная качка, а следовательно, н периодическая разгрузка направляющих колес; строго соблюдать установленный профиль бандажа, не допускать подреза гребня, так как при этом увеличивается угол у и вся энергия удара затрачивается на деформацию рельса; не допускать превышения скорости движения, установленной для данного участка пути, так как с ростом скорости значительно увеличивается сила, которая действует от гребня бандажа на рельс.

Предыдущая Оглавление Следующая