Динамика эпс. Вариант 68. Исходные данные 4 расчет динамического паспорта тележки при движении

• Название: Исходные данные 4 расчет динамического паспорта тележки при движении
• Анкор: Динамика эпс
• Дата: 16.04.2022
• Размер: 1.13 Mb.
• Имя файла: Вариант 68.doc
• Тип: Реферат; #477588
• страница: 3 из 7

1.3 Расчет второй критической скорости в кривой

Вторая критическая скорость соответствует границе между свободным положением и положением наибольшего перекоса тележки при ее движении в круговой части кривой.

Выбор расчетной схемы осуществляется в зависимости от соотношения между заданной величиной жесткой базы тележки 2а_т и рассчитанным в п. 1.1 курсовой работы граничным значением полюсного расстояния х_max.

Т.к. выполняется условие х_max > а_т. то приводим расчетную схему, показанную на рисунке 1.4, в соответствии с которой производим дальнейший расчет.

Вторая критическая скорость в этом случае определяется по следующей формуле:
. (1.9)
Расчеты по формуле (1.9) выполняем для кривой без возвышения и с возвышением наружного рельса. В рассматриваемом случае реакция внутренней грани головки наружного рельса на давление гребня колеса передней колесной пары рассчитывается по формуле:
(1.10)


Рисунок 1.4 – Расчетная схема тележки для определения υ_2кр
Расчеты по формуле (1.10) также выполняем для кривой без возвышения и с возвышением наружного рельса. Силу бокового давления Y_б1 определяем по формуле (1.6), сила бокового давления Y_б2 = 0. Согласно применяемой для расчета схеме соs₂ = 0, так как угол ₂ = 90°, следовательно, задняя колесная пара тележки в этом случае не оказывает бокового давления на рельсы в кривой. Значение cos₁ для определения силы Y_б1 рассчитываем по формуле:
(1.11)
Значение силы Y_б1 по формуле (1.6) рассчитываем для кривой без возвышения и с возвышением наружного рельса.

Примеры расчетов:

Рассчитываем вторую критическую скорость движения в кривой без возвышения наружного рельса (h = 0):



Находим направляющую силу:





Определим величину бокового давления первой колесной пары на рельс:

кН.

Аналогично выполним расчет для кривой с возвышением наружного рельса:







кН.

1.4 Расчет положения наибольшего перекоса тележки в кривой
Диапазон скоростей, при которых тележка в круговой кривой устанавливается в положение наибольшего перекоса, 0 < υ < υ_2кр. Выбор расчетной схемы зависит в первую очередь от соотношения между x_max и 2а_т. Т.к. x_max > 2а_т, то применяем расчетную схему, показанную на рисунке 1.5.

Т.к. выполняется условие x_max > 2а_т, то на первом этапе расчета необходимо определить скорость, при которой отсутствует набегание гребня колеса задней колесной пары тележки на рабочую грань головки внутреннего рельса кривой:
(1.12)
где ;

(1.13)
(1.14)

Рисунок 1.5 – Расчетная схема тележки для расчета положения наибольшего перекоса при набегании колеса второй колесной пары на внутренний рельс

Расчеты по формуле (1.12) выполняем для кривой без возвышения и с возвышением наружного рельса.

Если подкоренное выражение в формуле (1.12) отрицательно или равно нулю, то набегание гребня колеса задней колесной пары тележки на рабочую грань головки внутреннего рельса кривой отсутствует, и в качестве расчетной схемы для всего диапазона скоростей положения наибольшего перекоса используем схему, показанную на рисунке 1.6. Так как набегание отсутствует, то значения силы Y₂ в положении наибольшего перекоса для любого значения расчетной скорости равны нулю (колонка 3 таблиц 1.1 и 1.2).

Рисунок 1.6 – Расчетная схема тележки для расчета положения наибольшего перекоса при отсутствии набегания колеса второй колесной пары на внутренний рельс

При отсутствии набегания величина полюсного расстояния величина x переменна, и на следующем этапе расчета необходимо построить графическую зависимость величины центробежной силы тележки от величины x, то есть С_т = f(x). Для ее построения используется следующее выражение:
, (1.15)
где
, (1.16)
. (1.17)
При построении зависимости С_т = f(x) крайними значениями x являются а_т и x_max. График зависимости показан на рисунке 1.7.

На следующем этапе для каждого значения скорости рассчитываем соответствующее значение центробежной силы тележки С_т по формуле:
(1.18)
Для рассчитанного значения по графику зависимости С_т = f(x) определяем соответствующее значение x и заносим в шестую колонку таблиц 1.1 и 1.2. Расчеты по формуле (1.18) выполняем для кривой без возвышения и с возвышением наружного рельса.

Величину реакции Y₁ при отсутствии набегания гребня колеса задней колесной пары тележки на рабочую грань головки внутреннего рельса кривой определяем по формуле:
(1.19)
В формуле (1.19) в качестве С_т используем значения, ранее определенные для соответствующих скоростей по формуле (1.18), а косинусы углов рассчитываем по формулам (1.16) и (1.17), при этом значения x для соответствующих расчетных скоростей выбираем из шестой колонки таблиц 1.1 или 1.2. Силы бокового давления Y_б1 и Y_б2 в этом случае рассчитываем по формулам (1.6) и (1.7).

Расчеты по формулам (1.18), (1.6) и (1.7) выполняем для кривой без возвышения и с возвышением наружного рельса, результаты заносим в соответствующие колонки таблиц 1.1 и 1.2.

Если подкоренное выражение в формуле (1.12) положительно, то при скоростях, меньших υ_о, наблюдается набегание гребня колеса задней колесной пары тележки на рабочую грань головки внутреннего рельса кривой, а при скоростях, равных или больших υ_о – отсутствие набегания. В строке, соответствующей скорости υ_о, значение Y₂ равно 0, а полюсное расстояние x равно x_max.

Для скоростей υ> υ_о, то есть при отсутствии набегания, применяем рассмотренную ранее расчетную схему (рисунок 1.6) и изложенную выше методику расчета, начиная с построения зависимости С_т = f(x).


Рисунок 1.7 – График зависимости С_т = f(x)
При скоростях υ < υ_о, то есть при наличии набегания, применяем расчетную схему, показанную на рисунке 1.5. В этом случае полюсное расстояние для всего указанного диапазона скоростей постоянно и равно x_max. На первом этапе расчета для каждой расчетной скорости необходимо вычислить значение центробежной силы тележки, используя для этого формулу (1.18). После этого для каждой скорости по формулам:
, (1.20)
(1.21)
определяем реакции рельсов, а по формулам (1.6) и
(1.22)
– силы бокового давления. Расчеты по формулам (1.18), (1.20). (1.21), (1.6) и (1.22) выполняем для кривой без возвышения и с возвышением наружного рельса; для определения параметра А и косинусов углов используем формулы (1.12), (1.13) и (1.14).

Результаты расчетов динамических сил в положении наибольшего перекоса для кривой без возвышения и с возвышением наружного рельса сводим в таблицы 1.1 и 1.2. Шаг расчета – 5 км/ч, интервал скорости – от 0 до υ_2кр.
Примеры расчетов:

Находим величину параметра А:







Определяем скорость, при которой будет набегание колеса второй колесной пары на внутренний рельс в кривой без возвышения наружного рельса (h = 0):

.

Подкоренное выражение отрицательно, поэтому набегание второй колесной пары на внутреннюю рабочую грань рельса отсутствует.

Рассмотрим пример расчетов для этой кривой при скорости υ = 10 км/ч.

По формуле (1.18) определяем С_т при υ = 10 км/ч:

кН.

По графику зависимости С_т = f(x) (рисунок 1.7) определяем, что при С_т = 0,72 кН полюсное расстояние x = 3,254 м.





Сила реакции наружного рельса:

кН.

Силы бокового давления рельсов:

кН;

кН.

Аналогично выполним расчеты для кривой c возвышением наружного рельса.

Находим скорость, при которой отсутствует набегание гребня колеса задней колесной пары на головку внутреннего рельса

.

Подкоренное выражение отрицательно, поэтому набегание второй колесной пары на внутреннюю рабочую грань рельса отсутствует.

Рассмотрим пример расчетов для этой кривой при скорости υ = 10 км/ч.

По формуле (1.18) определяем С_т при υ = 10 км/ч:

кН.

По графику зависимости С_т = f(x) (рисунок 1.7) определяем, что при С_т = -19,66 кН полюсное расстояние x = 3,413 м.





Сила реакции наружного рельса:

кН.

Силы бокового давления рельсов:

кН;

кН.