Реализация силы тяги

Силу тяги F _К (см. рисунок выше) можно увеличивать только до предельного значения силы сцепления F _СЦ:

F_К £ F_СЦ.

Если сила тяги превысит силу сцепления, то колесо потеряет упор и начнет проскальзывать относительно рельса - б о к с о в а т ь.

Отношение наибольшей силы тяги или силы сцепления колесной пары с рельсами к нагрузке от нее на рельсы есть к о э ф ф и ц и е н т с ц е п л е н и я:

(Н/кН),

где m _ЛО ×g - нагрузка от колесной пары на рельсы (кН), определяемая как произведение массы, приходящейся на одну колесную пару локомотива (m _ЛО) и ускорения силы тяжести (g); 1000 - переводной коэффициент из кН в Н.

Боксование - явление негативное, так как вызывает повышенный износ колес и рельсов, а при значительном увеличении частоты вращения колесной пары возможно повреждение связанного с ней тягового электродвигателя.

Силу тяги всего локомотива, реализуемую без боксования, определяют как сумму сил тяги, развиваемых каждой колесной парой. Однако обычно одна или несколько колесных пар находятся в наиболее неблагоприятных условиях по сцеплению и начинают боксовать раньше, чем будут реализованы наибольшие силы тяги остальными колесными парами локомотива. Это связано с перераспределением нагрузки от колесных пар на рельсы, расхождением характеристик ТЭД, диаметров бандажей и т. д. В результате наибольшая сила тяги локомотива оказывается меньше суммы наибольших сил тяги, развиваемых каждой колесной парой, и ограничивается той из них, которая имеет пониженную силу сцепления.

Поэтому коэффициент сцепления локомотива y, равный отношению наибольшей силы тяги F _К к сцепному весу локомотива m _Л ×g, меньше коэффициента сцепления одной колесной пары y _О.

Чтобы колесные пары работали без боксования, необходимо выполнить условие:

(Н),

где F _К - касательная сила тяги локомотива (Н); m _Л ×g - сцепной вес локомотива (кН).

Зная коэффициент сцепления локомотива, можно определить его наибольшую силу тяги.

Коэффициент сцепления определяют экспериментально при испытаниях локомотивов, увеличивая силу тяги до срыва сцепления при различных скоростях. Реализованную силу тяги делят на вес локомотива и находят коэффициент сцепления. Для получения объективных результатов необходимо снять возможно больше точек и нанести их на график в зависимости от скорости. Полученные данные обрабатывают методами математической статистики и определяют значения коэффициента сцепления, который называется расчетным y _К локомотива.

y _К

0.34

0.30

0.26

0.22

0.18 V

0 10 20 30 40 50 60 км/ч

В ПТР приведены эмпирические формулы для определения расчетного коэффициента сцепления, некоторые из которых приведены ниже:

- для электровозов постоянного тока ВЛ10, ВЛ10 ^У, ВЛ11 и электровозов двойного питания ВЛ82 и ВЛ82 ^М

;

- для электровозов ВЛ80 всех типов

;

- для электровозов всех серий в кривых радиуса R<500(м)

На практике иногда используют термин «коэффициент тяги», который, в отличие от коэффициента сцепления, представляет собой отношение реализуемой силы тяги к сцепному весу локомотива. Следовательно, коэффициент тяги всегда меньше коэффициента сцепления или коэффициент сцепления является предельным коэффициентом тяги.

При расчетах силу тяги по сцеплению определяют по выражению:

(Н).

Пример Рассчитать и построить зависимость силы тяги по сцеплению восьмиосного электровоза, массой 184 т, при движении со скоростями 0; 5; 10; 20; 30; 40; 50; 60 км/ч. Определить также силу тяги электровоза по сцеплению в кривой радиусом R =350 м при скорости движения 50 км/ч.

Решение

1. Для скорости, например V=50 км/ч, находим:

Для других скоростей расчеты сведем в таблицу: