Продольная развеска локомотива

Развеска выполняется с целью равномерного распределения статической нагрузки между тележками и колесными парами. Продольную развеску необходимо выполнить для одной секции заданного тепловоза-образца. Она выполняется на основе укрупненной ведомости, которая приведена в приложении 2 методических указаний. В весовой ведомости приводятся наименования узлов и систем тепловоза и численные значения веса Gi и плеча li. Плечо - это расстояние от условного центра моментов до центра тяжести узла или системы. Условный центр моментов (УЦМ) находится на расстоянии а0 от средней (или второй) колесной пары передней по ходу движения тележки и совпадает с вертикальной осью передней автосцепки.

Для равномерного распределения статической нагрузки между тележками применяют два способа:

- в первом способе перемещается узел (несколько узлов) надтележечного строения локомотива относительно УЦМ в сторону недогруженной тележки. При этом изменяется плечо li соответствующего узла и смещается центр тяжести масс надтележечного строения. Данный способ применяется преимущественно для развески магистральных (грузовых и пассажирских) локомотивов, так как нагрузка от колесной пары на верхнее строение пути у этих локомотивов близка к максимально допустимой по условиям прочности верхнего строения пути;

- во втором способе применяют дополнительный груз (балласт), подвешиваемый в районе стяжного ящика автосцепного устройства со стороны недогруженной тележки. В этом случае изменяется не только центр тяжести масс надтележечного строения, но и его вес. Такой способ предпочтительней для маневровых тепловозов, так как наряду с выравниванием нагрузки между тележками увеличивается сцепной вес локомотива.

При выполнении контрольной работы, независимо от заданного тепловоза-образца, необходимо применить первый способ развески.

Если требуемый результат не будет достигнут после перемещения всех узлов и систем, то следует применить второй способ.

Порядок выполнения развески рекомендуется следующий. В контрольной работе необходимо привести расчетную схему развески по первому расчету с указанием всех численных значений параметров, как показано на рисунке 7.

Суммарная сила от массы оборудования надтележечного строения локомотива, кН,

 

P=G1+G2+G3+…+Gn . (3)

 

Рисунок 7 Схема развесовки

 

Момент каждого узла или системы относительно УЦМ, кН·м,

 

Мi=Gi·li. (4)

 

Суммарный момент надтележечного строения локомотива, кН·м,

 

M=M1+M2+M3+…+Mn . (5)

 

Расстояние от центра тяжести масс надтележечного строения до оси УЦМ, м,

. (6)

 

Полученные результаты расчета и численные значения весовой ведомости рекомендуется свести в таблицу 9.

Для упрощения расчетов принято, что действие силы на тележки совпадает с осями шкворней (в современных локомотивах шкворни не передают вертикальных сил, а передают горизонтальные силы).

Расстояние от центра тяжести надтележечного строения Р до места действия нагрузки на переднюю а1 и заднюю тележки а2, м,

 

a1= Xцт- a0 - lш, (7)

 

а2= Lш - а1, (8)

 

где а0- расстояние от оси средней (второй) колесной пары до УЦМ, м.

 

Таблица 9

Численные значения весовой ведомости и результаты расчета

 

Номера групп узлов Наименование групп узлов и систем Сила Gi, кН Плечо li, м Момент Мi, кН·м
  … … … n              
_   Надтележечное строение P= Xцт= M=
    Сила от массы одной тележки Неподрессоренная сила от массы тепловоза Расстояние от средней (второй) колесной пары до УЦМ   Gтел=   Gнеп=       _   _     а0=   _   _     _  

 

Нагрузка на переднюю PT1 и заднюю PT2 тележки, кН,

 

, (9)

 

, (10)

 

где Lш = а1+а2 для принятой схемы передачи нагрузки на тележки от надтележечного строения.

При неравенстве нагрузок на тележки PT1 и РT2 необходимо смещать узлы и системы в сторону недогруженной тележки, то есть изменять длины плеч li (но не более чем на 0,3 м), приведенные в весовой ведомости и повторить расчеты, начиная с формулы (4). В контрольной работе не требуется приводить промежуточные расчеты по развеске. При этом рекомендуется выравнивать нагрузки на тележки с перемещения наиболее тяжелых узлов и систем надтележечного строения.

Если после перемещения всех узлов и систем надтележечного строения не удается добиться равенства PT1=PT2, то далее необходимо применить балласт.

Масса балласта при недогруженной задней тележке, т,

 

, (11)

 

где lбз = LT -1,3 м- расстояние от УЦМ до центра тяжести балласта, м;

g = 9, 81 - ускорение свободного падения , м/c2;

Xp - требуемое расстояние от УЦМ до центра тяжести масс надтележечного строения тепловоза Р, при котором выполняется равенство а1=а2 и, как следствие, РТ1=РТ2, м.

Требуемое (расчетное) значение плеча Хр, м,

 

. (12)

 

Масса балласта при недогруженной передней тележке, т,

 

, (13)

 

где lбп = 1,3 м - расстояние от УЦМ до центра тяжести балласта.

Неподрессоренная нагрузка, приходящаяся на колесную пару, кН,

 

, (14)

 

где nол - число осей одной секции тепловоза.

 

 

Подрессоренная нагрузка, приходящаяся на колесную пару, кН

 

, (15)

где nOT - число осей в тележке.

 

Статическая нагрузка от колесной пары на рельсы, кН,

 

(16)

 

Сцепной вес одной секции тепловоза, кН,

 

. (17)

 

После выполнения расчетов в данном разделе необходимо сделать вывод (за счет каких решений удалось выровнять нагрузку между тележками тепловоза).

В условиях эксплуатации тепловоза из-за сложности выполнения развески и подбора характеристик рессорного подвешивания допускается неравенство статических нагрузок колесных пар на рельсы не более 3% при Пст до 225 кН и не более 2% при Пст до 245 кН.