основы локомотивной тяги. Лекция 1. Лекция 1 Тема Силы, действующие на поезд. Сила тяги
 Скачать 69 Kb.
|
|
Образование силы тяги При прохождении тока по обмоткам тяговых электродвигателей на электроподвижном составе и тепловозах с электрической передачей возникает вращающий момент за счет взаимодействия тока в проводниках обмотки якоря с магнитным потоком, создаваемым катушками главных полюсов. Он передается на колесную пару через зубчатую передачу (редуктор). Однако одного вращающего момента недостаточно для создания силы тяги. Возникающие при этом силы являются внутренними относительно поезда и не могут вызвать его поступательного движения. Так, если колесную пару приподнять над рельсами, то ее вращение не приведет к движению поезда. Для начала поступательного движения необходимо за счет действия внутренних сил вызвать внешние силы за счет сцепления колес с рельсами. На рис. 1.1 показано колесо, к которому приложен вращающий момент Мк, действующий по часовой стрелке. Оно прижато к рельсу с силой РО.  Рис. 1.1. Схема образования силы тяги Вращающий момент Мк можно заменить парой сил F1,F2. Сила F1 приложена к центру колеса О, а сила F2 — в точке А его касания с рельсом. Под действием сил F2 и Р0 возникают равные им и противоположно направленные реакции со стороны рельса, обозначенные силами F и R, которые являются внешними относительно поезда. Сила R направлена перпендикулярно направлению движения и не влияет на его характер. Сила реакции рельса F, направленная по движению поезда и возникшая под действием вращающего момента и сцепления колеса с рельсом, является силой тяги. За счет сцепления колеса с рельсом возникает необходимый упор, отталкиваясь от которого колесо начинает движение. Поскольку в точке А колесо за счет сил сцепления не перемещается, под действием силы F1 оно начинает поворачиваться относительно точки А — мгновенного центра вращения. Так как мгновенный центр вращения при этом перемещается по поверхности головки рельса слева направо, центр колеса (точка О) поступательно движется в этом же направлении. Касательная сила тяги и ее ограничение Рассмотренные процессы можно распространить на колесную пару. Сила FКД , действующая на оба колеса колесной пары, является касательной силой тяги движущей колесной пары. Сумму сил FКД всех движущих колесных пар называют касательной силой тяги локомотива FK или просто силой тяги локомотива. При испытаниях локомотивов силу тяги измеряют на автосцепных приборах. Эта сила тяги Fa при постоянной скорости движения равна касательной силе тяги за вычетом силы сопротивления движению локомотива WК'. В случае увеличения скорости необходимо дополнительно вычесть часть силы тяги FKЭ, затрачиваемую на увеличение запаса кинетической энергии локомотива, а при снижении скорости — прибавить такую силу. Следовательно, в общем случае: Fа=Fк- WК'± FKЭ. (1.4) Эту формулу обычно используют для определения силы тяги на автосцепных приборах по известной касательной силе тяги при неизменной скорости движения (Fкэ - 0) и известном сопротивлении движению локомотива или при тех же условиях — для определения касательной силы тяги по измеренной силе тяги на автосцепке. Чтобы увеличить касательную силу тяги F, нужно создать больший вращающий момент на колесной паре, а следовательно, и большую силу F2 (см. рис. 1.1) Однако силу F2 можно увеличивать только до предельного значения силы сцепления: F2= F ≤ Fcц. Если F2 превысит Fcц , то колесо начнет проскальзывать относительно рельса — боксовать. Отношение наибольшей силы тяги или силы сцепления к нагрузке от колесной пары на рельсы называют коэффициентом сцепления одной колесной пары (оси)  : |