Графики изменения сил бокового давления на рельсы гребней набегающих колес в случаях, когда вагонная тележка имеет искаженную параллелограмную форму рамы (первый и второй варианты искажения), представлены на рисунках 2.5 и 2.6.

Из сопоставления графиков на рис. 2.3, 2.4 и графиков на рис. 2.5, 2.6 следует, что закономерности изменения сил бокового давления гребней набегающих колес на рельсы в основном такие же, как и для поперечных касательных сил .

Рисунок 2.5. Изменение сил бокового давления на рельсы гребня колеса передней колесной пары вагонной тележки при первом варианте искажения параллелограмной формы рамы

Рисунок 2.6. Изменение сил бокового давления на рельсы гребня колеса передней колесной пары вагонной тележки при втором варианте искажения параллелограмной формы рамы

Рисунок 2.7. Наибольшие значения а) суммарного бокового давления на рельс гребней набегающих колес и б) поперечных касательных сил в точках контакта с рельсами поверхностей катания колес для различных форм контура вагонной тележки при установившемся движении в кривой м, м/с, с/м:

1 – контур тележки прямоугольной формы, 2 – контур тележки второй трапециидальной формы ( рад), 3 - контур тележки параллелограмной формы ( рад), 4 - рама тележки параллелограмной формы с искажением за счет угла рад ( рад).

Из представленных графиков следует, что анализируемые силы возрастают с увеличением отклонений контура рамы вагонной тележки от номинальной прямоугольной формы. Из диаграммы на рисунке 2.7 видно, что указанное отклонение может вызывать шестикратное увеличение силы бокового давления гребней колес на наружный рельс. Следствием этого является интенсивный боковой износ головок рельсов. Это отклонение может привести также к четырехкратному увеличению поперечных касательных сил в точках контакта с рельсами поверхностей катания колес (рис. 2.7), что влечет за собой интенсивное накопление контактно-усталостных повреждений рабочей поверхности головок рельсов.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

В третьей главе представлены результаты теоретических исследований по определению горизонтальных изгибных деформаций рельсовых нитей при установившемся движении вагонной тележки в кривых малого радиуса. Рассмотрены особенности возникновения указанных деформаций при установившемся движении тележки в зависимости от ее расположения в рельсовой колее.

Вначале исследовано возникновение боковых изгибных деформаций рельсовой нити от одиночной постоянной по величине нагрузки , движущейся вдоль нити со скоростью . В рельсовой нити возникает упругая изгибная волна, движущаяся вдоль рельса, ее называют бегущей волной. Характерная особенность такой волны в следующем: боковое отжатие рельсовой нити под колесом в точке приложения силы все время остается постоянным, а геометрическая картина изгиба, оставаясь неизменной по форме, равномерно смещается вдоль рельса со скоростью . Точка рельсовой нити, находящаяся на расстоянии от контактной точки О «колесо – рельс» (рис. 3.1), имеет боковое отжатие , которое определяется из уравнения бегущей волны:

, (3.1)

где - наибольшее боковое отжатие рельсовой нити в контактной точке «колесо – рельс», определяемое по формуле

; (3.2)

, , и - коэффициенты, учитывающие упругие свойства рельсовой нити.

Рисунок 3.1 Изгибная полуволна рельсовой нити в окрестности контактной точки О приложения боковой нагрузки

Из уравнения (3.1) и по известным особенностям распространения бегущей волны были определены ее параметры. Установлено, что от величины поперечной силы зависит только наибольшее боковое отжатие рельсовой нити в контактной точке «колесо-рельс». По формуле (3.2) это отжатие пропорционально силе , коэффициент пропорциональности , м/кН. Остальные параметры изгибной волны для каждого типа рельсов – постоянные величины. В работе были определены параметры для рельсов Р50 и Р65.

Из полученных результатов отмечено следующее.

1.  Наибольшие боковые отжатия головки рельса не превышают 5 мм, что согласуется с опытными данными ВНИИЖТа.

2.  Скорость распространения боковой изгибной волны в рельсовой нити почти в 50 раз больше скорости движения нагрузки ( м/с). Длина полуволны волны близка удвоенной величине базы тележки (м). Амплитуда волны очень быстро убывает. В связи с этим при определении можно считать, что каждое колесо тележки движется по заранее недеформированному рельсу, а поперечные деформации участков рельсовых нитей между колесами тележки от изгибных волн переднего и заднего колеса алгебраически складываются в каждой точке этого участка.

Далее определена боковая нагрузка, передающаяся на рельсовые нити от колес вагонной тележки при установившемся движении в кривой малого радиуса. Боковая нагрузка на рельсовую нить от колеса, гребень которого прижимается к головке рельса, алгебраически складывается из силы бокового давления гребня на рельс и поперечной касательной силы в точке контакта с рельсом поверхности катания этого колеса. А боковая нагрузка от свободно катящегося по рельсу колеса равна поперечной касательной силе в точке контакта «колесо-рельс».

Для колес тележки с прямоугольной и второй трапециидальной формами контура рамы боковая нагрузка на рельсовые нити определяется по формулам

; ; ; . (3.3)

При установившемся движении для принятых ранее исходных данных максимальные значения боковой нагрузки от передней колесной пары равны кН, кН. Боковая нагрузка от задней колесной пары не зависит от угла и равна 1,58 кН.

Боковая нагрузка на рельсовые нити от колес тележки при первой трапециидальной форме рамы определяется по формулам:

, , , . (3.4)

Эта боковая нагрузка для различных углов и имеет следующие значения: при мрад, мрад кН, кН, кН; при мрад, мрад кН, кН, кН. При дальнейшем увеличении угла значения не изменяются.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6