Дослідження впливу динамічних навантажень у контакті колеса з рейкою на максимальний коефіцієнт зчеплення

Анотація

При дослідженнях тягових якостей на математичних моделях, моделюючи боксування локомотива вводять ряд припущень, і, як наслідок, існуючі моделі не враховують реальні умови руху локомотива, що супроводжуються динамічною взаємодією колісних пар з рейками, коли виникає ряд факторів, які значно знижують максимальний коефіцієнт зчеплення локомотива по відношенню до фізичного, в наслідок чого виникає необхідність обліку як при експериментальних, так і при теоретичних дослідженнях режимів руху екіпажу, що не встановилися. У статті запропоновано науково-обґрунтовану методику оцінки впливу динамічних навантажень, що виникають у контактах колеса з рейкою під час руху локомотива, яка найбільш точно описує особливості поведінки реального екіпажу, та відповідає існуючим нормам за критеріями вертикальної та горизонтальної динаміки, а також показниками стійкості руху і при цьому за рахунок коректного спрощення та введення обґрунтованих припущень є досить простою для проведення досліджень на ПК. Отримано залежності, що дозволяють проілюструвати вплив коефіцієнта вертикальної динаміки і відносного горизонтального ковзання на тягові якості локомотива.Аналіз отриманих залежностей показав, що зі збільшенням швидкості руху колісно-моторного блоку (КМБ) коефіцієнт вертикальної динаміки і відносні горизонтальні ковзання ростуть. При цьому, чим більше жорсткість зв’язку кузова з візком локомотива, тим менше горизонтальне поперечне ковзання колісної пари в рейковій колії. Коефіцієнт запасу по зчепленню зі зростанням швидкості руху зменшується, що викликано збільшенням коливань вертикального динамічного навантаження і відносного горизонтального ковзання. При цьому зі збільшенням моменту, що повертає, вплив швидкості на коефіцієнт запасу по зчепленню стає менш значущим. Таким чином, зі збільшенням швидкості руху КМБ, а значить і зі збільшенням коливань вертикального динамічного навантаження і відносного горизонтального ковзання колісної пари по рейках коефіцієнт запасу по зчепленню значно зменшується. Подані залежності зміни коефіцієнта запасу по зчепленню в залежності від коефіцієнта вертикальної динаміки, а також від відносного горизонтального поперечного ковзання показують, що зі збільшенням коефіцієнта динаміки коефіцієнт запасу по зчепленню зменшується на 4,5%, а зі збільшенням відносного поперечного ковзання зменшується з 0,97 до 0,92.