ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механическое оборудование Понятие о динамике вагонов электропоездов из "Устройство и работа электропоездов Издание 3 " Если бы рельсовый путь представлял собой две идеальные прямые линии, а колеса имели поверхности правильных круговых цилиндров, то вагон совершал бы только прямолинейное движение. В этом случае пассажиры и вагон не испытывали бы ни толчки, ни тряску, т. е. никаких динамических воздействий. [c.14] В действительности же рельсовый путь всегда имеет неровности и колесные пары, пробегая эти неровности, совершают колебательные движения. [c.14] Колебания колесных пар передаются на кузов вагона, который также начинает колебаться. Чтобы кузов вагона не повторял резких колебаний колесных пар и двигался по возможности плавно, его соединяют с колесными парами посредством специальных устройств, называемых рессорным подвешиванием вагона. Это устройство состоит из системы пружин, подвесок, гасителей колебаний и других элементов. От конструктивных особенностей рессорного подвешивания и его параметров, а также от распределения колеблющихся масс кузова и тележки зависят так называемые динамические характеристики вагона, которые определяют величину и характер динамических сил, возникающих между элементами ходовых частей, а также в местах контакта колес подвижного состава с рельсами. [c.14] Динамические силы существенно влияют на усталостную прочность отдельных узлов и деталей вагона, поэтому действие их необходимо учитывать при определении конструктивных параметров э. п, с. [c.14] Если взять систему координат ОХУЕ (рис. 5), расположить ось ОХ вдоль пути, ось ОУ — поперек, а ось ОЕ — вертикально, то кузов относительно каждой оси может совершать два движения поступательное (вдоль оси) и вращательное вокруг оси. При поступательном движении различают подпрыгивание (по оси 2), поперечный относ (по оси У) и подергивание (по оси X), а при вращательном — по тем же осям соответственно боковую качку, галопирование и виляние. [c.14] Колебания подпрыгивания, галопирования и колебания боковой качки вагонов электропоезда зависят от параметров рессорного подвешивания, величин масс и моментов инерции кузова и тележки. [c.15] Рессорное подвешивание характеризуется гибкостью I, которая численно равна прогибу подвешивания /о. мм, возникшему под действием единичной силы р, тс, т. е. 1=/о/р мм/тс. [c.15] Величина, обратная гибкости, называется жесткостью К) рессорного подвешивания. Она численно равна силе, под действием которой рессора получит прогиб в 1 мм, т. е. К=рИ тс/мм. [c.15] При прохождении колесными парами различных видов неровностей пути массы кузова и тележки, связанные с катящимися колесными парами посредством упругих элементов рессорного подвешивания, в силу своей инерционности не повторяют траекторию колес. При этом разница в траекториях колес и обрессоренных масс компенсируются прогибом элементов рессорного подвешивания. Следовательно, динамическая сила, передаваемая через колесо на подрессоренную массу, тем меньше, чем меньше неровности пути и жесткость рессорного подвешивания. [c.15] После прохождения колесом неровности пути в обрессоренной части вагона (кузов, центральное подвешивание, рама тележки) возникнут колебания, имеющие собственную частоту. Так как частота повторения неровностей различного характера зависит от скорости движения, колебания системы обрессоренных частей вагона носят сложный характер вынужденных колебаний. При совпадении собственной частоты колебания с частотой возмущающей силы возникают резонансные явления, увеличивающие амплитуды колебаний, что приводит к ухудшению плавности хода вагона, появлению высоких динамических напряжений в узлах и деталях, которые способствуют образованию трещин усталостного характера и повышенному износу трущихся деталей. [c.15] С учетом сказанного при проектировании вагонов электропоездов рессорное подвешивание стремятся сделать возможно мягче. [c.15] Однако при большой гибкости системы подвешивания перемещения обрессоренных частей вагона и тележек становятся недопустимо большими. Поэтому обычно рессорное подвешивание выполняют возможно мягким, а амплитуды колебаний ограничивают демпфированием — в систему рессорного подвешивания вводят устройства, которые рассеивают энергию колебаний, преобразуя ее в теплоту. При этом собственные колебания системы затухают, а амплитуды вынужденных колебаний уменьшаются. [c.16] Еще недавно в качестве упругих и демпфирующих элементов в подвешивании вагонов широко применялись листовые рессоры. Рассеивание энергии колебаний в этом случае происходило за счет сил трения, возникающих между листами рессор. [c.16] Однако такие рессоры не обладают стабильностью величины коэффициента трения между листами, поэтому в настоящее время в рессорном подвешивании применяют витые пружины с параллельным включением демпфирующих устройств — демпферов сухого трения (фрикционные гасители колебаний) и демпферов вязкого трения (пйравлические гасители колебаний). [c.16] широко применяют также устройства, демпфирующие горизонтальные колебания, которые возникают при извилистом движении ходовых частей, а также устройства, возвращающие кузов в первоначальное положение. Упругая характеристика возвращающего устройства должна обеспечивать возвращение кузова в среднее положение при незначительных возвращающих силах. [c.16] Вернуться к основной статье