Тема: Взаємодія сил, прикладених до потяга.

Самостійна робота № 1

Тема: Взаємодія сил, прикладених до потяга.

Питання, які необхідно розглянути:

План

1. Характер і режими руху потягу.

2. Діаграми питомих рівнодіючих сил.

Рекомендована література:

1. Основы проектирования и постройки железных дорог.

Кантор И.И., Пауль В. П. Изд-во „ Транспорт " 1971,232 ст.

2. Кантор И. И., Гулецкий В. В. Основы проектирования и постройки железных дорог. М. „Транспорт " 1990,272 ст.

Контрольні питання:

1. Які сили діють на потяг при різних режимах руху?

2. Який зв'язок між додатковим опором руху потяга від нахилу?

Тема: Взаємодія сил, прикладених до потяга.

Характер і режими руху потяга. Характер руху потяга залежить від

співвідношення сил, що діють на нього. Якщо рівнодіюча сила спрямована

убік руху, вона вважається позитивною — потяг рухається прискорено; якщо

рівнодіюча спрямована проти руху, вона негативна — потяг рухається

уповільнено. Якщо рівнодіюча дорівнює нулю, то рух потяга рівномірний.

Розрізняють наступні режими руху потяга:

тяги — двигуни локомотива включена; рівнодіюча сила дорівнює різниці сил тяги і сумарного опору руху

Рис 2.5. Діаграми питомих рівнодіючих сил у режимах: а — тягу; б — холостого ходу; в - службового гальмування; г — екстреного гальмування

холостого ходу — двигуни виключені: рівнодіюча сила дорівнює сумарному опору при холостому ході

гальмування — двигуни виключені і включені гальма; рівнодіюча сила дорівнює сумі опору руху при холостому ході і гальмовій силі

Діаграми питомих рівнодіючих сил. Аналізувати характер руху потяга в різних режимах зручно по діаграмах питомих рівнодіючих сил, тобто графікам залежності цих сил від швидкості. Як приклад показані діаграми питомих рівнодіючих сил для складу масою 4500 т при тепловозі 2ТЕ10М (рис. 2.5). Діаграми будують для умов руху потяга на горизонтальній площадці, тобто враховують тільки основний середньозважений опір руху потяга При побудові діаграм використовується наступне правило:

уліво від осі ординат відкладають позитивні рівнодіючі сили, вправо — негативні. Рівнодіюча сила в режимі тяги (див. рис. 2.5, а) зі збільшенням швидкості зменшується, оскільки зменшується сила тяги і зростає опір руху. При у= 85 км/год у даному прикладі рівнодіюча сила дорівнює нулю: при цій швидкості сила тяги й основний опір руху потяги рівні. При великих швидкостях щ>і_к і рівнодіюча стає негативною — спрямована проти руху потяга.

Рівнодіюча сила при русі на площадці в режимі холостого ходу негативна (див. рис. 2.5, б). Абсолютне значення її збільшується з ростом швидкості.

Рівнодіючу силу при гальмуванні визначають у двох варіантах: службове гальмування (див. рис. 2.5, в), коли використовують 50 % розрахункової гальмової сили (при планових зупинках чи при гальмуванні для передбаченого графіком обмеження швидкості); екстрене гальмування (див. рис. 2.5, г), коли цілком використовують гальмову силу (для зупинки поїзда в непередбачених випадках). При гальмуванні рівнодіюча сила негативна. Зі збільшенням швидкості її абсолютне значення зменшується, тому що з ростом швидкості істотно зменшується гальмова сила [внаслідок зменшення коефіцієнта тертя ф_кр — див. формули (14) і (14, а)].

По діаграмах питомих рівнодіючих сил можна судити про характер руху потяга в даний момент.

У прикладі на рис. 2.5, а при русі потяга з місця на горизонтальній площадці на нього діє позитивна питома рівнодіюча сила, рівна 13 Н/кН, отже, потяг рухається прискорено. Якщо площадка довга, то рух буде прискореним, поки швидкість не досягне 85 км/год. У цей момент рівнодіюча стане рівною нулю і почнеться рівномірний рух. Якби потяг після спуска вийшов на площадку зі швидкістю 100 км/год, то на нього діяла б негативна рівнодіюча сила — 1 Н/кН. Під дією цієї сили рух буде уповільненим, швидкість зменшується, прагнучи до 85км/год. Якщо площадка довга, то по досягненні цієї швидкості рух установиться рівномірним,

При русі потяга по площадці в режимі холостого ходу під дією негативної рівнодіючої сили швидкість потяга завжди прагне до нуля. Те ж відбувається і при гальмуванні.

Щоб перейти до умов руху на будь-якому нахилі, згадаємо, що на нахилі на потяг діє додатковий питомий опір (Н/кН), чисельно рівне нахилу Сумарний питомий опір при русі на підйомі більше основного

опору на величину а при русі на спуску менше основного опору на ту ж величину. Тому, щоб одержати питому рівнодіючу силу на нахилі, потрібно у випадку підйому відняти від питомої рівнодіючої сили на площадці число (Н/кН), рівне нахилу, а у випадку спуска — додати те ж число. Це рівносильно переносу осі ординат діаграми питомих рівнодіючих сил у випадку підйому — вліво на значення (Н/кН), а у випадку спуска— вправо на те ж значення.

Так, якщо прийняти підйом 2 °/₀₀ (змістити вісь ординат на 2 Н/кН вліво від основної осі на рис. 2.5), то питома рівнодіюча сила при русі потяга на цьому підйомі дорівнює +11 Н/кН і у випадку довгого підйому швидкість потяга зросла б до 60 км/год, після чого рух стане рівномірним (питома рівнодіюча сила при цій швидкості на підйомі 2 °/₀₀ дорівнює нулю) Якби потяг вийшов на підйом 2 °/₀₀ зі швидкістю 100 км/год, то на нього діяла б негативна рівнодіюча сила, рівна — 3 Н/кН, і швидкість потяга знижувалася, прагнучи до того ж значенню 60 км/год.

При русі на будь-якому нахилі швидкість потяга прагне до визначеного значення, що називають сталою швидкістю Ця швидкість знаходиться на перетинанні діаграми питомих рівнодіючих сил з віссю ординат, проведеної з урахуванням крутості розглянутого нахилу. Якщо потяг виходить на нахил з меншою швидкістю, то швидкість росте, наближаючи до сталої; якщо швидкість при виході на даний нахил більше сталої, вона знижується, наближаючи до останнього. Це умова справедлива при русі в будь-якому режимі.

Дата добавления: 2015-09-29