КОЛЕСНЫ Е ПАРЫ
Расчетные нагрузки
для осей колесных пар
В
стандартах на оси колесных пар с помощью уравнений
действующих нагрузок рассчитаны основные динамические
коэффициенты. Для современных условий, характеризующих-
ся высокой интенсивностью движения на линиях, где уложен
путь с большими значениями недостатка возвышения рельсов,
рассчитанные коэффициенты слишком малы. Этим частично
можно объяснить все еще возникающие проблемы с осями
колесных пар.
Железнодорожный транспорт
в начале более чем 150-летней ис-
тории был носителем техническо-
го прогресса и способствовал раз-
витию промышленности. В связи
с ограниченными возможностями
создания вспомогательных средств
проектирования подвижного со-
става, с одной стороны, и быстрым
строительством новых железнодо-
рожных линий, с другой стороны,
нужны были как можно более про-
стые и легко применяемые форму-
лы для расчетов. Такие формулы в
Германии были разработаны в эпо-
ху государственных железных до-
рог и вошли в различные предпи-
сания и стандарты. Часть их ис-
пользуется и сейчас, в том числе в
инструкциях, относящихся к высо-
коскоростным линиям. Речь идет
о некоторых константах, получен-
ных путем физико-математическо-
го моделирования, коэффициентах
пересчета для изменяющихся вели-
чин и вспомогательных коэффици-
ентах, используемых при упрощен-
ном моделировании.
В случае конструирования осей
колесных пар, тележек и кузовов
подвижного состава используются
расчетные нагрузки, представлен-
ные в виде уравнений и не изме-
нявшиеся с 1994 г. Во всяком слу-
чае, в инженерной практике нет
однозначных высказываний о ка-
ких-либо ограничениях к примене-
нию этих уравнений. В приведен-
ном далее материале определены
границы их применения при фор-
мировании расчетных моделей. На
основе результатов решения чис-
ленных уравнений показан уровень
надежности, который обеспечива-
ется при расчете допустимых нагру-
зок, предусмотренных техническим
заданием.
Исходные уравнения
В идеальном случае стандарты
должны нормировать только учи-
тываемые в расчетах численные
значения. В системах, несущих ди-
намическую нагрузку, последняя
оценивается путем умножения ее
статического значения на динами-
ческий коэффициент. При этом ука-
занный коэффициент определяет-
ся из экспериментальных данных
применительно к уровню надеж-
ности, установленному для данной
системы.
В стандартах на оси колесных
пар задана масса, используемая
для последующего расчета их раз-
меров. При этом масса оси вместе с
шеечными частями и буксами рас-
сматривается как доля общей массы
экипажа (условно —
вагона). Рас-
чет частичных масс в эксплуатации
с учетом числа осей будет коррект-
ным только в том случае, если рас-
пределение массы (в двухосном ва-
гоне —
положение колесных пар и
в вагоне с двумя тележками —
по-
ложение шкворневых узлов и рес-
сор) является зеркально симмет-
ричным относительно среднего се-
чения вагона.
Дополнительно в вагоне на двух
тележках две оси и рессоры в каж-
дой из них должны располагать-
ся симметрично по отношению к
шкворневому узлу. Если соблюде-
ны все эти условия, справедливо до-
пущение о том, что часть фактиче-
ской массы в эксплуатации делит-
ся по числу колесных пар на доли,
пропорциональные массам, дей-
ствующим на шейки осей. При оди-
наковом расположении колес на
оси справа и слева предполагается
еще зеркальная симметрия относи-
тельно продольной оси вагона. Воз-
можные ожидаемые отклонения от
симметричности полезной нагруз-
ки должны компенсироваться ко-
эффициентом 1.2; все прочие откло-
нения от симметрии в дальнейших
расчетах должны учитываться ко-
эффициентами надежности.
Геометрия трассы может об-
условить возникновение некомпен-
сированного бокового ускорения
ар
если пренебречь вертикальной
составляющей перемещений и не-
линейными воздействиями, а так-
же если учитывать ускорение боко-
вой качки а. возникающее как след-
ствие трассировки и действующее
на высоте А. которая определяет
расположение центра тяжести эки-
пажа над У ГР (рис. 1). В этом слу-
чае выражение для некомпенсиро-
ванного бокового ускорения будет
иметь вид
а<г = ^
=
+
(1)
где
%
-
ускорение свободного паде-
ния;
кд
кривизна горизонтальной
проекции оси пути; у —
угол воз-
вышения рельса; к —
скорость дви-
жения э*гмпд,д 0 —
угол действия
некомпенсированного
бокового
ускорения л_ или чисто Фруда (да-
лее угол Фруда).
Как в стандартах на трассировку
пути, так и в нормалях на колесные
пары боковой качкой полностью
36
ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ МИРА — 2011, № 2
предыдущая страница 37 Железные дороги мира 2011 02 читать онлайн следующая страница 39 Железные дороги мира 2011 02 читать онлайн Домой Выключить/включить текст