Коэффициент передачи фрикционный поглощающего аппарата

Поглощающий аппарат предназначается для снижения продольных усилий в поезде и при маневровых операциях на сортировочных горках путем преобразования кинетической энергии соударяющихся масс главным образом в тепловую и частично в потенциальную энергию упругих элементов аппарата.

От исправного действия его зависит сохранность подвижного состава, перевозимого груза, а также комфортабельность пассажирского вагона.
Энергоемкость (эффективность) поглощающего л аппарата равна величине кинетической энергии удара, воспринимаемой аппаратом при силе, не превышающей 2 МН.

При этом величина сжатия аппарата должна быть близка к полному его ходу. Ходом аппарата принято считать наибольшую величину перемещения его деталей при сжатии.

После полного сжатия аппарат представляет собой жесткое тело.
Для существующих условий эксплуатации подвижного состава энергоемкость поглощающих аппаратов четырехосных вагонов установлена не менее 60 кДж, а восьмиосных вагонов — не менее ПО кДж.

При определении энергоемкости принята расчетная скорость соударения, равная 9,5 км/ч.
Величина хода аппаратов эксплуатирующихся четырехосных вагонов составляет 70 мм, а восьмиосных вагонов ПО мм.

Для вновь проектируемых аппаратов четырех- и восьмиосных вагонов допускается увеличение хода до 120 и 160 мм соответственно.
Наибольшая сила в процессе полного сжатия аппарата не должна превышать 2,5 МН (250 тс).
Сила начальной затяжки, при которой начинается процесс сжатия аппарата, должна быть не более 0,2 МН (20 тс).

Статическая сила закрытия аппарата, соответствующая полной величине его сжатия при медленном приложении нагрузки, должна быть не менее 1 МН (100 тс).

Указанная норма определяется усилием двойной или тройной тяги локомотивов, которое может возникнуть в процессе движения поезда по расчетному подъему.
Коэффициент необратимого поглощения энергии — это отношение необратимо поглощенной энергии к энергии, воспринятой аппаратом.

Допускается применение аппаратов, коэффициент необратимого поглощения энергии которых не менее 0,6, т. е. допускается отдача энергии удара не более 40%.

Показатели стабильности работы аппаратов отражают способность аппаратов сохранять основные эксплуатационные характеристики при многократных повторных нагружениях.

Эти показатели также нормируются.
Долговечность поглощающего аппарата оценивается по количеству воспринятой аппаратом энергии удара.

Аппарат должен воспринять без повреждений не менее 150 МДж работы в определенном режиме испытаний, при этом энергоемкость его не должна уменьшаться более чем на 25% наибольшей.

33.28Составление дифференциальных уравнений собственных колебаний кузова вагона (галопирование, h≠0) (По Даламберу)

Для представления вагона в качестве механической системы с конечным числом степеней свободы его разбивают на твердые тела и связи. Если число степеней свободы не велико, ММ получаем с помощью уравнения Даламбера в декартовых координатах.

Так как галопирование – это колебания вокруг оси Y, то расчётная схема будет выглядеть следующим образом:

Тогда по уравнению Даламбера (аналитический вид):

Моменты от силы тяжести:

( – приращение из-за h≠0, где )

Моменты от сил реакции опоры:

– от упругой связи (пружины) –

– от линейной или вязкой связи (гидравлич. гаситель колебаний) –

Моменты от сил инерции:

( – приращение к моменту инерции из-за наклона кузова вагона)

Тогда

Получим ДУ собственных колебаний кузова вагона при галопирование (h≠0)

34. Устойчивость вагона против опрокидывания вокруг рельса.

При движении вагона в кривой на него действует избыточная центробежная сила, которая при неблагоприятном сочетании с ветровой нагрузкой и динамическими силами, возникающими при колебаниях вагона, стремится опрокинуть вагон наружу кривой. В качестве меры поперечной устойчивости вагона против опрокидывания вокруг одного из рельсов обычно принимается: ,

где - коэффициент устойчивости против опрокидывания вагона вокруг рельса;

- дополнительна вертикальная нагрузка, обезгруживающая или загружающая колёса одной стороны вагона тележки при действии статически приложенных боковых сил;

- вертикальная статическая нагрузка на колёса одной стороны вагона (тележки) при отсутствии боковых сил;

Коэффициент характеризует степень статической обезгрузки колёс одной стороны вагона. Опрокидывание наступает при При отсутствии боковых сил Очевидно, что для того, чтобы иметь необходимый запас устойчивости против опрокидывания при действии дополнительных дополнительных динамических нагрузок, возникающих при колебаниях, и не допускать значительной обезгрузки колёс одной стороны вагона, понижающей их сопротивляемость против схода с рельсов, максимально допускаемое значение [ ] должно выбираться существенно ниже единицы. Нормами МПС установлены [ ]=0,7 для пассажирских вагонов и [ ]=0,5 для грузовых вагонов (так как последние, обладая более низкими ходовыми качествами, требуют большего запаса на динамику).

Полагая на рисунке все силы приходящимися на одну тележку, можно записать:

где - ветровая нагрузка на боковую поверхность вагона, приходящаяся на одну тележку;

- высота до точки приложения равнодействующей ветровой нагрузки от уровня головок рельсов;

- избыточная центробежная сила (уменьшенная за счет возвышения наружного рельса), действующая на одну тележку;

- высота центра тяжести вагона от уровня головки рельсов;

- вес вагона, приходящийся на одну тележку;

- расстояние между кругами катания колёсных пар поперек вагона.

Из полученного уравнения после алгебраических преобразований и с учётом того, что , можно определить: .

35. Колебания кузова вагона при сухом трения и подвешиванияРассмотрим систему с линейным (вязким) сопротивлением в РП

(1)

Где .

Уравнение подпрыгивания и галопир идентичны как в левых так и в правых частях, с учетом этого рассмотрим случай колебания подпрыгивания когда профиль пути синусоидальный (i=1), трение в РП отсутствует ( ).

Тогда уравнение (1) примет вид

(2) .

Решение этого неоднородного уравнения составляет

.

Где - общее решение однород ур-я(без правой части);

- частное решение неоднор уравнен.

Общее решение однор ур-я получим при решении ур-я собствен колебаний без трения:

где Е,φ – амплитуда и нач фаза собственных колебаний, определяемые из нач условия. ω – собственная круговая частота колебаний, рад/с.

Частное решение найдём в форме правой части

,

где М₁ – const подлежащая определению,

р₁ – круговая частота вынужденных колебаний.

Определяем производные и подставим в выражение (2):

Это уравнение является тождеством, когда + .

Отсюда .

Полное решение всего неоднородного уравнения приобретает вид