Улучшение вписывания магистральных электровозов в кривые малого радиуса управляемым разворотом тележек (21.09.2009)

Автор: Доронин Сергей Владимирович

мрад «Ермак» 11,137 10,607 12,181 11,664 13,224 12,721

ВЛ80 11,140 10,689 12,021 11,551 12,902 12,413

ЭП1 11,881 12,087 10,036 - - -

мрад «Ермак» 0,036 0,059 0,042 0,065 0,048 0,071

ВЛ80 0,036 0,049 0,041 0,054 0,046 0,060

ЭП1 0,036 0,045 0,061 - - -

мрад «Ермак» 0,123 0,135 0,135 0,147 0,147 0,159

ВЛ80 0,134 0,141 0,144 0,152 0,154 0,162

ЭП1 0,116 0,124 0,127 - - -

кН «Ермак» 90,105 68,918 91,347 70,008 92,590 71,098

ВЛ80 86,132 70,560 86,710 71,060 87,288 71,559

ЭП1 93,733 86,821 66,210 - - -

Параметры вписывания трех тележек электровоза ЭП1 близки соответствующим параметрам первых тележек электровоза 2ЭС5К «Ермак».

Анализ полученных результатов позволил указать причины и дать обоснование закономерностям изменения углов ?, ?1,? ?2 и силы G при вписывании локомотивов в кривые малого радиуса.

При невозмущенном движении тележки величина силы G бокового давления на рельс гребня набегающего колеса определяется, в основном, равнодействующей поперечных сил крипа, равной 4k*N ?*. С увеличением силы G, растет интенсивность износа гребней колес. Поперечные силы крипа определяют величину углов набегания колес тележки на рельс и дополнительное сопротивление движению локомотива в кривой. Поэтому по величине силы G можно судить как об интенсивности износа гребней колес, так и об уровне сопротивления движению локомотива в кривой. Улучшение вписывания локомотива в кривую малого радиуса в дальнейшем связано с минимизацией силы G.

В связи с тем, что значения параметров вписывания ?*, ?*1, ?*2 и G* у основных магистральных электровозов соответственно близки друг к другу [16], приведенные ниже результаты расчетов относятся к одному из выбранных типов электровозов.

На втором этапе расчетов исследовалось влияние изменений величин трех параметров электровоза 2ЭС5К «Ермак» и трех параметров рельсовой колеи на величину силы G бокового давления гребня на рельс и на величину ? среднего угла набегания колес тележки на наружный рельс

? = (?1 + ?2) / 2 = ? + (?1 + ?2) / 2, (3)

где ?1 = ? + ?1 + ? / ? и ?2 = ? + ?2 - ? / ? - углы набегания на рельс колес передней и задней колесных пар тележки. Ниже угол ? рассматривается, как кинематический показатель качества вписывания тележки в кривую.

Варьируемыми параметрами, оказывающими наиболее заметное влияние на процесс невозмущенного движения тележек в кривой малого радиуса, являются: ? - скорость движения локомотива, Q - сила тяги одной секции, ж - коэффициент продольной жесткости связи каждой буксы с рамой тележки, ?0 - радиус кривой, ?h0 - возвышение наружного рельса в круговой кривой и ? - продольный уклон пути.

По результатам выполненных расчетов составлена таблица 2, характеризующая зависимость угла ?* и силы G* от четырех варьируемых параметров для 2 и 5 тележек электровоза 2ЭС5К «Ермак». Каждому назначению величин варьируемых параметров в таблице 2 соответствуют два значения угла ?* и силы G*: верхнее значение получено для ж = 78500 кН/м (типовая тележка серийных электровозов), нижнее - для ж = 1680 кН/м (минимальное значение, упомянутое в литературе).

Из анализа данных таблицы 2 следует, что с увеличением скорости во всех случаях происходит уменьшение угла ?* и силы G*. Из сопоставления данных на границах интервала изменения скорости имеем:

для второй тележки ??* = 6,09?10-3 рад, ?G* = 10,145 кН (14,2 %);

для пятой тележки ??* = 6,02?10-3 рад, ?G* = 11,068 кН (11,6 %).

Таблица 2

Зависимость угла ?* и силы G* от варьируемых параметров

?0, м ?h0, м Вторая тележка Пятая тележка

?, м/с ?, м/с

7 10 13 16 7 10 13 16

?*?мрад 200 0,075 9,501 8,001 5,971 3,411 12,134 10,650 8,644 6,115

8,411 6,871 4,786 2,159 10,776 9,225 7,141 4,511

0,15 12,204 10,704 8,674 6,114 14,805 13,332 11,316 8,789

11,186 9,645 7,561 4,934 13,542 12,001 9,917 7,288

300 0,075 7,008 6,008 4,654 2,948 8,759 7,770 6,433 4,745

6,325 5,298 3,909 2,157 7,892 6,864 5,474 3,721

0,15 9,711 8,711 7,357 5,651 11,430 10,441 9,104 7,417

9,100 8,073 6,684 4,932 10,668 9,641 8,251 6,492

G*, кн 200 0,075 66,915 64,415 61,034 56,770 90,404 87,678 83,988 79,337

57,235 54,316 50,366 45,386 76,469 73,403 69,256 64,026

0,15 71,417 68,918 65,536 61,272 95,317 92,560 88,901 84,249


загрузка...