Материал: ТКЛ_3

Ширина колії зазорів 2σ + при динамічному вписуванні приймається мінімальною з урахуванням припустимих відхилень від номінальних розмірів. Згідно ПТЕ:

– на прямих ділянках колії і на кривих радіусом 350 м і більш

2σ =1520+−64 −(1440+−33 + 2 330−8 ) – при швидкості руху до 120 км/год; 2σ =1520+−64 −(1440+−31 + 2 330−5 ) – при швидкості від 120 до 140 км/год.

У цих рівняннях: Y1 , Y3 – направляючі зусилля від рейок, що забезпечують поворот візка в кривій; С – відцентрова сила від маси тепловоза, що припадає на візок; С1 – горизонтальна сила, що виникає від підвищення зов-

нішньої рейки на величину h в кривій (рис. 2.2); (Мп + Мтр) = М – сумар-

ний момент від повертаючих сил і сил тертя в опорно-повертаючих пристроях при повороті візка навколо центрального шкворня; F1, F2 , F3 – сили тертя в опорних точках коліс, що направлені перпендикулярно променям r1 , r2 , r3 ; S ≈0,8 м – половина відстані між колами кочення бандажів коліс.

Рівняння рівноваги для схеми з пружним зв'язком між кузовом і візками тепловозів 2ТЭ116, 2ТЭ10В(М), ТЭП60, ТЭП70 мають вигляд:

– для переднього візка тепловозів 2ТЭ116, 2ТЭ10В(М) (див. рис. Б.2)

6

2F2 cos α2 , на раму візка не передається. При складанні рівняння рівноваги сил ця складова не враховується, при складанні рівняння рівноваги моментів враховується тільки друга, та, що діє уздовж рейок, складова сили F2 , яка дорівнює 2F2 sin α2 .

Відцентрова сила, що припадає на візок (див. рис. 2.2)

Сила від підвищення зовнішньої рейки (див. рис. 2.2)

У формулах (3.2–3.3): G – частина ваги тепловоза, що припадає на візок, кН; g =9,81 м/с2 – прискорення вільного падіння; Rд – радіус кривої для ди-

намічного вписування, м; h – підвищення зовнішньої рейки в кривій, м. Значення cos αi , sin α2 , ri визначаються за геометричними співвідно-

шеннями.

У рівняннях (2.2–2.5) невідомими є три величини: направляючі зусилля першої Y1 і третьої Y3 колісних пар і відцентрова силаС. Для розв’язання цих рівнянь можна застосувати методи припущень або аналізу граничних умов [5].

4. ВИЗНАЧЕННЯ СУМАРНИХ МОМЕНТІВ СИЛ ТЕРТЯ ТА ПОВЕРТАЮЧИХ МОМЕНТІВ

Всі приведені в завданні локомотиви мають візкову екіпажну частину, яка складається з двох тривісних візків. Наявність візків, що мають можливість повертатися на деякий кут відносно кузова, дозволяє локомотиву успішно проходити криві ділянки колії при значній довжині його бази. Крім того, середні колісні пари візків мають вільний розбіг в рамі візка (зазвичай ±14 мм), що поліпшує проходження візка в кривих малого радіусу. Для зниження динамічних бічних зусиль на рейки крайні колісні пари мають з рамою візка пружний зв'язок або за допомогою пружинних осьових упорів (ТЭ3, ТЭ7, ТЭМ2), або за допомогою буксових повідків з гумовими амортизаторами (2ТЭ116, 2ТЭ10В,

ТЭП60, ТЭП70).

За типом зв'язку з кузовом візки можна розділити на дві групи: з жорст-

8

ким шкворнем і з пружним шкворневим пристроєм. До першої групи відносяться візки тепловозів ТЭ7, ТЭ3, ТЭМ2, ТЭ10Л, М62 та ін. У візків другої групи (тепловози 2ТЭ116, 2ТЭ10В(М), ТЭП60, ТЭП70) є пружний зв'язок з кузовом, при якому забезпечується як поворот візка відносно кузова, так і поперечне переміщення останнього відносно візка. Пружний зв'язок візків з кузовом у тепловозів різних серій має свої особливості. Ці особливості полягають в розташуванні опорно-повертаючих пристроїв на візку, їх конструкції, а також конструкції шкворневого або безшкворневого зв'язку кузова з візками.

Візки тепловозів ТЭ7, ТЭ3, 2ТЭ10Л, М62 (див. рис. Б.1) щелепні з центральним жорстким шкворнем. База візка b = 4, 2 м. Колісні пари та роликові опорно-повертаючі пристрої відносно шкворня розташовані симетрично. Радіус установки опорно-повертаючих пристроїв R =1,365 м. При повороті візка навколо шкворня за рахунок набігання роликів на похилі поверхні опорних плит створюється повертаючий момент Мв, а також, за рахунок повороту опор відносно кузова – момент тертя Мтр. У тепловоза ТЭ7 при куті

нахилу опорних плит α =3о30 Мв =31,30 кН·м і куті повороту опор β=1,5° Мтр =21,6 кН·м, сумарний момент, що перешкоджає повороту візка, у тепловоза ТЭ3 при α =2° Мв =17,95 кН·м, при β=5° Мтр =13,8 кН·м, сумарний момент М =31,75 кН·м.

У тепловоза ТЭМ2 візок відрізняється від описаної вище конструкції опорами тертя. Повертаючий момент відсутній. Після виходу тепловоза з кривій повернення візків в співвісне з кузовом положення відбувається за рахунок гребенів бандажів колісних пар. Момент тертя визначається як добуток сил тертя в опорах на відстань R від центру шкворня до осі опори. При навантаженні на опори 380 кН і коефіцієнті тертя fтр =0,1 Мтр =38 кН·м.

Візки тепловозів 2ТЭ116, 2ТЭ10В(М) (див. рис. Б.2) безщелепні з симетричним розташуванням колісних пар. База візка b =3,7 м. Кузов спирається на візок, через чотири комбіновані гумовороликові опори, що є набором семи гумових елементів діаметром 280 мм і завтовшки 35 мм з привулканізованими до них пластинами завтовшки 2 мм кожна і роликової опорою.

На рамі візка опори встановлені так, щоб ролики перекочувалися по дотичній до кола, описаного з центру шкворня радіусом, що дорівнює міжцентровій відстані опори і шкворня. Для передніх опор цей радіус R1 =1632 мм, а

9

для задніх R2 =1232 мм. При повороті візка відносно кузова ролики перекочуються по похилих поверхнях опор (кут нахилу 2°), створюючи повертаючий момент Мв. Крім повертаючого моменту повороту візка перешкоджає момент тертя Мтр в рухомих деталях опор, що сполучаються. Цей момент необхідний для демпфування коливань виляння візка відносно шкворня. Експериментальна залежність сумарного моменту (М = Мв + Мтр) від кута по-

вороту візка наведено на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Залежність сумарного моменту від кута повороту візка

Поворот візка починається після подолання початкового моменту тертя (близько 4,0 кН·м). При повороті на кут до 0,8° момент лінійно зростає до 21,0 кН·м, далі, при повороті до 3°, він досягає 24–25 кН·м. При куті повороту 3° кутова рухливість візка обмежується корпусом опори і надалі забезпе-

10