Строка 6: |
Строка 6: |
| {{XK|Wikirail|Главная|Категория:Подвижной состав|Подвижной состав|Категория:Локомотивы и локомотивное хозяйство|Локомотивы и локомотивное хозяйство|Категория:Основные узлы локомотивов|Основные узлы локомотивов}} | | {{XK|Wikirail|Главная|Категория:Подвижной состав|Подвижной состав|Категория:Локомотивы и локомотивное хозяйство|Локомотивы и локомотивное хозяйство|Категория:Основные узлы локомотивов|Основные узлы локомотивов}} |
| | | |
| + | [[Файл:FB IMG 1584355789307.jpg|400px|thumb|right|Тележка тепловоза ТЭ3]] |
| + | [[Файл:Тележка 2ТЭ10В.jpg|400px|thumb|right|Тележка тепловоза 2ТЭ10В]] |
| Тележки [[тепловоз]]ов являются их ходовыми частями. Они передают вертикальные нагрузки от веса [[кузов]]а и рамы тепловоза с установленным на ней силовым и вспомогательным оборудованием на рельсы, создают во взаимодействии с рельсами тяговые и тормозные силы, направляют движение тепловоза в [[рельсовая колея|рельсовой колее]], передавая на раму тепловоза поперечные усилия от [[рельсовый путь|рельсового пути]]. | | Тележки [[тепловоз]]ов являются их ходовыми частями. Они передают вертикальные нагрузки от веса [[кузов]]а и рамы тепловоза с установленным на ней силовым и вспомогательным оборудованием на рельсы, создают во взаимодействии с рельсами тяговые и тормозные силы, направляют движение тепловоза в [[рельсовая колея|рельсовой колее]], передавая на раму тепловоза поперечные усилия от [[рельсовый путь|рельсового пути]]. |
− |
| |
− | [[Файл:Тележка 2ТЭ10В.jpg|500px|thumb|right|Тележка тепловоза 2ТЭ10В]]
| |
| __TOC__ | | __TOC__ |
− |
| |
| == Назначение и общее устройство == | | == Назначение и общее устройство == |
| [[Файл:Тележка тепловоза 2ТЭ10М.jpg|400px|thumb|right|Тележка тепловоза 2ТЭ10М]] | | [[Файл:Тележка тепловоза 2ТЭ10М.jpg|400px|thumb|right|Тележка тепловоза 2ТЭ10М]] |
− | Тележка — крупный узел тепловоза. Она объединяет в одно целое, в единый комплекс [[Колёсная_пара_тепловоза|колесные пары]], буксы, тяговые электродвигатели и их тяговые редукторы. Все эти узлы тепловоза, а также рессорное подвешивание являются ее частями. Объединены они в одно целое рамой тележки. Рама тележки не только связывает вместе отдельные узлы ходовых частей, но и связывает их с рамой тепловоза, обеспечивая в то же время возможность поворота тележки относительно рамы тепловоза. Конструкция тележки и в особенности ее рамы зависит от способа передачи нагрузок и исполнения опорных устройств. | + | Тележка — крупный узел тепловоза. Она объединяет в одно целое, в единый комплекс: |
| + | *[[Колёсная_пара_тепловоза|колесные пары]], |
| + | *[[буксовые узлы|буксы]], |
| + | *[[тяговые электродвигатели]] |
| + | *тяговые редукторы |
| + | *[[рессорное подвешивание]]. |
| + | Объединены они в одно целое |
| + | *рамой тележки. |
| + | |
| + | Рама тележки не только связывает вместе отдельные узлы ходовых частей, но и связывает их с рамой тепловоза, обеспечивая в то же время возможность поворота тележки относительно рамы тепловоза. Конструкция тележки и в особенности ее рамы зависит от способа передачи нагрузок и исполнения опорных устройств. |
| | | |
| Так как силовая установка находится в кузове на главной раме, а ведущие колесные пары размещены в тележках, необходимость их поворота значительно затрудняет как передачу вертикальных нагрузок, так и передачу энергии от дизеля к колесным парам. | | Так как силовая установка находится в кузове на главной раме, а ведущие колесные пары размещены в тележках, необходимость их поворота значительно затрудняет как передачу вертикальных нагрузок, так и передачу энергии от дизеля к колесным парам. |
Строка 22: |
Строка 30: |
| Связь кузова (или рамы) тепловоза с рамой тележки должна обеспечивать передачу сил по всем осям координат: вертикальных сил по оси z, горизонтальных продольных сил по оси х, горизонтальных поперечных сил по оси у при одновременной возможности относительного поворота (вокруг оси д) и передачи энергии. Вес всего оборудования тепловоза, размещенного в кузове, включая и главную раму, должен быть равномерно распределен между обеими тележками, иначе нагрузки от отдельных осей на рельсы могут быть неодинаковыми. Кроме того, связи кузова с тележками должны ограничивать возможности поворота (колебаний) кузова относительно осей х и у. В систему этих связей должны входить так называемые возвращающие устройства, способствующие возвращению тележек (после поворота в кривых) в положение, при котором продольные оси рам тепловоза и тележек совпадают, а также препятствующие самопроизвольным виляниям тележки. | | Связь кузова (или рамы) тепловоза с рамой тележки должна обеспечивать передачу сил по всем осям координат: вертикальных сил по оси z, горизонтальных продольных сил по оси х, горизонтальных поперечных сил по оси у при одновременной возможности относительного поворота (вокруг оси д) и передачи энергии. Вес всего оборудования тепловоза, размещенного в кузове, включая и главную раму, должен быть равномерно распределен между обеими тележками, иначе нагрузки от отдельных осей на рельсы могут быть неодинаковыми. Кроме того, связи кузова с тележками должны ограничивать возможности поворота (колебаний) кузова относительно осей х и у. В систему этих связей должны входить так называемые возвращающие устройства, способствующие возвращению тележек (после поворота в кривых) в положение, при котором продольные оси рам тепловоза и тележек совпадают, а также препятствующие самопроизвольным виляниям тележки. |
| | | |
− | Наиболее распространены следующие основные схемы опирания рамы (и всего надтележечного строения тепловоза) на тележки. | + | Наиболее распространены следующие основные схемы опирания рамы (и всего надтележечного строения тепловоза) на тележки: |
| | | |
| + | '''Схемы связей рамы тепловоза с тележками''' |
| [[Файл:Схемы связей.jpg|400px|thumb|right|Схемы связей рамы тепловоза с тележками]] | | [[Файл:Схемы связей.jpg|400px|thumb|right|Схемы связей рамы тепловоза с тележками]] |
| | | |
Строка 56: |
Строка 65: |
| | | |
| [[Файл:Тележка челюстная.jpg|450px|thumb|right|Трехосная челюстная тележка (тепловоза 2ТЭ10Л): 1— рама; 2—тормозной цилиндр; 3—опора; 4—балансир; 5—листовая рессора; 6—букса средней оси; 7—пружина, 8- подвеска рессоры; 9—струнка; 10 — колесная пара; 11—букса крайней оси (с упругим упором); 12—песочная труба; 13—тяговый электродвигатель]] | | [[Файл:Тележка челюстная.jpg|450px|thumb|right|Трехосная челюстная тележка (тепловоза 2ТЭ10Л): 1— рама; 2—тормозной цилиндр; 3—опора; 4—балансир; 5—листовая рессора; 6—букса средней оси; 7—пружина, 8- подвеска рессоры; 9—струнка; 10 — колесная пара; 11—букса крайней оси (с упругим упором); 12—песочная труба; 13—тяговый электродвигатель]] |
− | [[Файл:Тележка бесчелюстная.jpg|450px|thumb|right|Рис. 11.24. Трехосная бесчелюстная тележка (тепловоза 2ТЭ10В): | + | [[Файл:Тележка бесчелюстная.jpg|450px|thumb|right|Трехосная бесчелюстная тележка (тепловоза 2ТЭ10В): 1—рама; 2—кожух тягового редуктора; 3— тяговый электродвигатель; 4— песочная труба; 5— букса крайней оси; 6—гаситель колебаний; 7—опора; 8—колесная пара; 9—шкворневая балка; 10—пружина; 11— букса средней оси; 12—поводок буксы; 13—тормозной цилиндр; 14—кронштейн подвески тягового электродвигателя; 15— подпятник шкворня]] |
− | 1—рама; 2—кожух тягового редуктора; 3— тяговый электродвигатель; 4— песочная труба; 5— букса крайней оси; 6—гаситель колебаний; 7—опора; 8—колесная лара; 9—шкворневая балка; 10—пружина; 11— букса средней оси; 12—поводок буксы; 13—тормозной цилиндр; 14—кронштейн подвески тягового электродвигателя; 15— подпятник шкворня]] | |
| | | |
| Тележки тепловозов конструктивно различаются в зависимости от типа передачи, числа осей, способа передачи вращающего момента от двигателя на колесные пары. Кроме того, конструкция тележки и ее рамы зависит от способа передачи нагрузки от кузова. Тележки могут быть двух-, трех- и четырехосными. | | Тележки тепловозов конструктивно различаются в зависимости от типа передачи, числа осей, способа передачи вращающего момента от двигателя на колесные пары. Кроме того, конструкция тележки и ее рамы зависит от способа передачи нагрузки от кузова. Тележки могут быть двух-, трех- и четырехосными. |
Строка 69: |
Строка 77: |
| | | |
| ===Тележки с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей=== | | ===Тележки с опорно-осевым подвешиванием тяговых электродвигателей=== |
− | '''Трехосная челюстная тележка''' такого типа (рис. 11.23) с небольшими конструктивными различиями применяется на многих грузовых и маневровых тепловозах с электрической передачей. Три колесные пары 10 своими буксами 6 м 11 установлены в челюсти рамы 1 тележки. Челюсти снизу стянуты струнками 9. Все колесные пары имеют поперечный разбег относительно рамы тележки. | + | '''Трехосная челюстная тележка''' такого типа с небольшими конструктивными различиями применяется на многих грузовых и маневровых тепловозах с электрической передачей. Три колесные пары 10 своими буксами 6 м 11 установлены в челюсти рамы 1 тележки. Челюсти снизу стянуты струнками 9. Все колесные пары имеют поперечный разбег относительно рамы тележки. |
| Вертикальная нагрузка от рамы тепловоза передается на тележку через четыре опоры 3, размещенные по окружности диаметром 2730 мм вокруг шкворня. Шкворень рамы, входящий в гнездо подпятника шкворневой балки, передает только горизонтальные силы (тяговые, тормозные, инерционные). | | Вертикальная нагрузка от рамы тепловоза передается на тележку через четыре опоры 3, размещенные по окружности диаметром 2730 мм вокруг шкворня. Шкворень рамы, входящий в гнездо подпятника шкворневой балки, передает только горизонтальные силы (тяговые, тормозные, инерционные). |
| | | |
| Опоры 3, помимо передачи вертикальной нагрузки на тележку, используются для ограничения колебаний кузова и тележки в горизонтальной плоскости. Поэтому опора включает в себя и возвращающее устройство роликового типа. | | Опоры 3, помимо передачи вертикальной нагрузки на тележку, используются для ограничения колебаний кузова и тележки в горизонтальной плоскости. Поэтому опора включает в себя и возвращающее устройство роликового типа. |
| | | |
− | '''Трехосная бесчелюстная тележка''' (рис. 11.24), помимо конструкции буксового узла, отличается односторонним расположением тяговых электродвигателей 3: все они размещены по одну сторону от своих колесных пар 8 («гуськом») — к центру секции. Такое расположение двигателей уменьшает разгрузку отдельных осей и улучшает использование сцепного веса тепловоза. Подпятник шкворня 15 имеет возможность поперечного смещения относительно шкворневой балки 9. | + | '''Трехосная бесчелюстная тележка''', помимо конструкции буксового узла, отличается односторонним расположением тяговых электродвигателей 3: все они размещены по одну сторону от своих колесных пар 8 («гуськом») — к центру секции. Такое расположение двигателей уменьшает разгрузку отдельных осей и улучшает использование сцепного веса тепловоза. Подпятник шкворня 15 имеет возможность поперечного смещения относительно шкворневой балки 9. |
| Буксы 5 и 11 связаны с рамой тележки поводками 12, которые передают горизонтальные силы. Вертикальная нагрузка передается на каждую буксу через два комплекта пружин 10. | | Буксы 5 и 11 связаны с рамой тележки поводками 12, которые передают горизонтальные силы. Вертикальная нагрузка передается на каждую буксу через два комплекта пружин 10. |
| | | |
Строка 151: |
Строка 159: |
| | | |
| ===Типы упругих элементов=== | | ===Типы упругих элементов=== |
− | В качестве устройств, обладающих упругими свойствами, в конструкции упругого подвешивания можно при-менять листовые рессоры, винтовые пружины, пневматические и резиновые элементы. | + | В качестве устройств, обладающих упругими свойствами, в конструкции упругого подвешивания можно применять листовые рессоры, винтовые пружины, пневматические и резиновые элементы. |
| + | |
| Применение листовых рессор, представляющих собой набор стальных полос (листов), способствует гашению колебаний. Трение между листами в листовых рессорах поглощает энергию колебаний и приводит к их затуханию. Однако листовые рессоры из-за наличия этого трения практически нечувствительны к малым (по величине или амплитуде колебаний) возмущениям. Если эти нагрузки не превышают по величине силы внутреннего трения, то рессоры передают их жестко. | | Применение листовых рессор, представляющих собой набор стальных полос (листов), способствует гашению колебаний. Трение между листами в листовых рессорах поглощает энергию колебаний и приводит к их затуханию. Однако листовые рессоры из-за наличия этого трения практически нечувствительны к малым (по величине или амплитуде колебаний) возмущениям. Если эти нагрузки не превышают по величине силы внутреннего трения, то рессоры передают их жестко. |
| + | |
| Пружины деформируются прямо пропорционально нагрузке и не имеют внутреннего трения. Вследствие этого колебания в пружинном подвешивании гасятся очень медленно. Поэтому в конструкциях упругого подвешивания одновременно с пружинами применяют дополнительные упругие элементы, ускоряющие затухание колебаний. Такими элементами могут быть резиновые или резинометаллические амортизаторы. Однако их поглощающая (демпфирующая) способность недостаточна. | | Пружины деформируются прямо пропорционально нагрузке и не имеют внутреннего трения. Вследствие этого колебания в пружинном подвешивании гасятся очень медленно. Поэтому в конструкциях упругого подвешивания одновременно с пружинами применяют дополнительные упругие элементы, ускоряющие затухание колебаний. Такими элементами могут быть резиновые или резинометаллические амортизаторы. Однако их поглощающая (демпфирующая) способность недостаточна. |
| | | |
Строка 159: |
Строка 169: |
| ===Типы рессорного подвешивания.=== | | ===Типы рессорного подвешивания.=== |
| | | |
− | Рессоры отдельных букс в тележке могут быть не связаны в общую систему. Подвешивание из незави¬симых друг от друга рессор называется несопряженным, или индивидуальным. Такое подвешивание имеют бесчелюстные тележки тепловозов 2ТЭ10В и 2ТЭ116.
| + | Рессоры отдельных букс в тележке могут быть не связаны в общую систему. Подвешивание из независимых друг от друга рессор называется '''несопряженным, или индивидуальным'''. Такое подвешивание имеют бесчелюстные тележки тепловозов 2ТЭ10В и 2ТЭ116. |
− | В ряде случаев рессоры в тележке соединяют между собой балансирами и подвесками. Такое подвешивание называется сопряженным, или сбалансированным. | + | В ряде случаев рессоры в тележке соединяют между собой балансирами и подвесками. Такое подвешивание называется '''сопряженным, или сбалансированным'''. |
| | | |
| В сопряженном подвешивании сохраняется заданное соотношением плеч балансиров распределение как статических, так и динамических нагрузок по колесным парам. Положение равнодействующей этих нагрузок при этом не меняется, В связи с этим все нагрузки в такой группе рессор можно заменить равнодействующей, приложенной в одной точке. Поэтому группу сопряженных рессор называют точкой подвешивания. | | В сопряженном подвешивании сохраняется заданное соотношением плеч балансиров распределение как статических, так и динамических нагрузок по колесным парам. Положение равнодействующей этих нагрузок при этом не меняется, В связи с этим все нагрузки в такой группе рессор можно заменить равнодействующей, приложенной в одной точке. Поэтому группу сопряженных рессор называют точкой подвешивания. |
| На серийных тепловозах с челюстными тележками (ТЭЗ, 2ТЭ10Л, ТЭМ2), а также на ТЭП60, 2ТЭ121 применено четырехточечное подвешивание (все рессоры одной стороны каждой тележки сопряжены балансирами и представляют одну точку подвешивания). | | На серийных тепловозах с челюстными тележками (ТЭЗ, 2ТЭ10Л, ТЭМ2), а также на ТЭП60, 2ТЭ121 применено четырехточечное подвешивание (все рессоры одной стороны каждой тележки сопряжены балансирами и представляют одну точку подвешивания). |
− |
| |
| | | |
| [[Файл:Типы рессорного подвеш.jpg|450px|thumb|right|Типы рессорного подвешивания: а) - одинарное б) - двойное в) двухступенчатое]] | | [[Файл:Типы рессорного подвеш.jpg|450px|thumb|right|Типы рессорного подвешивания: а) - одинарное б) - двойное в) двухступенчатое]] |
− | Если нагрузка от рамы тележки на буксы передается последовательно через один рессорный элемент (рис. а), подвешивание называют одинарным; если нагрузка передается последовательно через два элемента — двойным (рис. 6). Двойное подвешивание применено на тепловозе 2ТЭ121. | + | Если нагрузка от рамы тележки на буксы передается последовательно через один рессорный элемент (рис. а), подвешивание называют одинарным; если нагрузка передается последовательно через два элемента — двойным (рис. ''б''). Двойное подвешивание применено на тепловозе 2ТЭ121. |
| | | |
− | Различают также одноступенчатое или двухступенчатое подвешивание. Одноступенчатой называется система, в которой все упругие элементы, как у большинства грузовых и маневровых тепловозов, размещены между рамой тележки и буксами. Двухступенчатым (или двухъярусным) подвешиванием (рис. 11.29, в) называется система, в которой, помимо первой (буксовой) ступени подвешивания, имеется вторая ступень (центральная), упругие элементы которой размещаются между рамой тепловоза и рамой тележки, т. е. входят в состав опорных устройств кузова. Двухступенчатое подвешивание применено на тепловозах ТЭП60, 2ТЭ121. ТЭП70 и ТЭМ7. | + | Различают также одноступенчатое или двухступенчатое подвешивание. Одноступенчатой называется система, в которой все упругие элементы, как у большинства грузовых и маневровых тепловозов, размещены между рамой тележки и буксами. Двухступенчатым (или двухъярусным) подвешиванием (рис. в) называется система, в которой, помимо первой (буксовой) ступени подвешивания, имеется вторая ступень (центральная), упругие элементы которой размещаются между рамой тепловоза и рамой тележки, т. е. входят в состав опорных устройств кузова. Двухступенчатое подвешивание применено на тепловозах ТЭП60, 2ТЭ121. ТЭП70 и ТЭМ7. |
− | Характеристики упругих элементов. Главными параметрами упругих элементов в отдельности и рессорного подвешивания в целом являются прогиб и жесткость.
| |
| | | |
− | Прогибом f рессоры (или пружины) называется величина её деформации (по высоте) под действием приложенной нагрузки. Прогиб рессорного элемента (или подвешивания в целом) под действием веса расположенных над ним узлов локомотива в неподвижном (статическом) состоянии называется статическим — f(r. В настоящее время считается, что рессорное подвешивание грузовых тепловозов должно иметь статический прогиб порядка 100—120 мм, пассажирских — 160—180 мм. т. е. численно должно примерно соответствовать конструкционной скорости тепловоза в км/ч. Прогиб рессорных элементов в рабочем диапазоне нагрузок прямо пропорционален величине вертикальной нагрузки Р. | + | ===Характеристики упругих элементов.=== |
| + | Главными параметрами упругих элементов в отдельности и рессорного подвешивания в целом являются прогиб и жесткость. |
| + | [[Файл:Системы упругих элементов.jpg|200px|thumb|right|Системы упругих элементов]] |
| + | Прогибом f рессоры (или пружины) называется величина её деформации (по высоте) под действием приложенной нагрузки. Прогиб рессорного элемента (или подвешивания в целом) под действием веса расположенных над ним узлов локомотива в неподвижном (статическом) состоянии называется статическим — f<sub>ст</sub>. В настоящее время считается, что рессорное подвешивание грузовых тепловозов должно иметь статический прогиб порядка 100—120 мм, пассажирских — 160—180 мм. т. е. численно должно примерно соответствовать конструкционной скорости тепловоза в км/ч. Прогиб рессорных элементов в рабочем диапазоне нагрузок прямо пропорционален величине вертикальной нагрузки Р. |
| | | |
| Упругость рессорных элементов характеризуется их жесткостью ж, которая представляет отношение вертикальной нагрузки к прогибу: ж=Р/f. Иными словами, жесткость представляет собой нагрузку, необходимую для прогиба рессоры на единицу высоты (обычно на 1 мм). Жесткость поэтому измеряется в кН/мм. | | Упругость рессорных элементов характеризуется их жесткостью ж, которая представляет отношение вертикальной нагрузки к прогибу: ж=Р/f. Иными словами, жесткость представляет собой нагрузку, необходимую для прогиба рессоры на единицу высоты (обычно на 1 мм). Жесткость поэтому измеряется в кН/мм. |
| | | |
− | Иногда для характеристики подвешивания используется понятие гибкости рессоры г, которая является величиной, обратной жесткости, и представляет собой величину прогиба на единицу нагрузки: г = //Р. | + | Иногда для характеристики подвешивания используется понятие гибкости рессоры г, которая является величиной, обратной жесткости, и представляет собой величину прогиба на единицу нагрузки: ''г'' = f/Р. |
| | | |
| Жесткость системы упругих эле-ментов зависит от жесткости входящих в нее элементов и характера распределения нагрузки между ними. | | Жесткость системы упругих эле-ментов зависит от жесткости входящих в нее элементов и характера распределения нагрузки между ними. |
− | Предположим, что нагрузка Р передается через параллельно работающие упругие элементы (рис. 11.30, а), имеющие различные жесткости: Ж\, ж2 и ж$. Каждая из пружин будет воспринимать соответственно нагрузку Р\, Р^ и Ру | + | Предположим, что нагрузка Р передается через параллельно работающие упругие элементы (рис.а), имеющие различные жесткости: |
− | Pi=xtfr, Р2 = Ж2(у, Рл = Жз(з.
| + | |
− | Если рассматривать систему в целом, то для нее Р=ж[, где ж и / соответственно являются жесткостью и прогибом системы упругих эле¬ментов.
| + | Ж<sub>1</sub>, Ж<sub>2</sub> и Ж<sub>3</sub>. |
− | Так как очевидно, что P = Pi4- + Р2 + Р3, то
| + | |
− | ж! = ЖI fi + + ЛС3/3.
| + | Каждая из пружин будет воспринимать соответственно нагрузку |
− | Если при параллельной работе пружин обеспечивается одинаковая величина их деформаций = — то
| + | |
− | Ж = Ж1+ж2 + Жз- (11-1)
| + | Р<sub>1</sub>, Р<sub>2</sub> и Р<sub>3</sub>: |
− | Таким образом, жесткость систе-мы параллельно нагруженных упру¬гих элементов равна сумме жесткос¬тей этих элементов.
| + | |
− | Рассмотрим аналогичную систему последовательно работающих упру¬гих элементов (рис. 11.30, б). Проги¬бы пружин соответственно равны /i=ePi/3Ci; h — Pi/жг и !л=Рз/жз- Очевидно, что прогиб системы равен сумме прогибов ее элементов (/ = ™/| + /г+Ь). Тогда
| + | P<sub>1</sub>=ж<sub>1</sub>f<sub>1</sub>, P<sub>2</sub>=ж<sub>2</sub>f<sub>2</sub>, P<sub>3</sub>=ж<sub>3</sub>f<sub>3</sub>, |
− | «2± ■■ — *4- ,
| |
− | Ж
| |
− | ЛЯ* ’ ЛЯ* ЛЯ*
| |
− | ок.1 Л-2 *ДХ’3
| |
− | Ясно, что нагрузки, действующие на отдельные пружины, равны меж¬ду собой и равны нагрузке Р, при-ложенной к системе (Р1 = Р2=Рз = = Р). Следовательно,
| |
− | l/ж — 1/Ж| + \/жг+ 1/йСз или (11.2)
| |
− | (11.3)
| |
| | | |
− | Таким образом, при последова-тельном нагружении упругих элемен-тов гибкость системы равна сумме гибкостей этих элементов. | + | |
− | Жесткость рессорного подвешивания. В систему рессорного подвешивания, как, например, на рис. 11.31, могут входить и параллельно, и последовательно нагруженные упругие элементы. Для определения общей жесткости всей системы в этих случаях необходимо сначала заменить все группы последовательно работающих элементов ус¬ловными (эквивалентными) рессорами и определить их эквивалентные жесткости по формуле (11.2). Затем, когда останется сис¬тема параллельно работающих элементов, определить их суммарную жесткость (по формуле (11.1)1, которая и будет жесткостью всей системы. | + | Если рассматривать систему в целом, то для нее Р=жf, где ж и f соответственно являются жесткостью и прогибом системы упругих элементов. |
− | Однако можно подойти к решению этой задачи проще, исходя их условия равенства работ: работа деформации системы упругих элементов равна сумме работ деформации ее элементов:
| + | |
− | V Р’1‘
| + | Так как очевидно, что P = Р<sub>1</sub>+ Р<sub>2</sub> + Р<sub>3</sub>, то |
− | 2 " 2 ’ | + | жf = ж<sub>1</sub>f<sub>1</sub>+ ж<sub>2</sub>f<sub>1</sub> + ж<sub>3</sub>f<sub>1</sub>. |
− | I
| + | |
− | Если в равенстве заменить прогибы через отношения нагрузок к жесткостям (/яв—; , Р‘у
| + | Если при параллельной работе пружин обеспечивается одинаковая величина их деформаций то |
− | /,»= —), то получим | + | |
| + | ж=ж<sub>1</sub>+ж<sub>2</sub>+Ж<sub>3</sub> |
| + | |
| + | '''Таким образом, жесткость системы параллельно нагруженных упругих элементов равна сумме жесткостей этих элементов.''' |
| + | |
| + | |
| + | Рассмотрим аналогичную систему последовательно работающих упругих элементов (рис. ''б''). Прогибы пружин соответственно равны |
| + | |
| + | Очевидно, что прогиб системы равен сумме прогибов ее элементов f = f<sub>1</sub>+ f<sub>2</sub> + f<sub>3</sub>,. Тогда |
| + | |
| + | Р/ж=Р<sub>1</sub>/ж<sub>1</sub>+Р<sub>2</sub>/ж<sub>2</sub>+Р<sub>3</sub>/ж<sub>3</sub> |
| + | |
| + | Ясно, что нагрузки, действующие на отдельные пружины, равны между собой и равны нагрузке Р, приложенной к системе |
| + | (Р<sub>1</sub> = Р<sub>2</sub>=Р<sub>3</sub> = Р). |
| + | |
| + | Следовательно, |
| + | |
| + | l/ж = 1/ж<sub>1</sub> + 1/ж<sub>2</sub>+ 1/ж<sub>3</sub> или |
| + | |
| + | г = г<sub>1</sub>+г<sub>2</sub>+г<sub>3</sub>. |
| + | |
| + | '''Таким образом, при последовательном нагружении упругих элементов гибкость системы равна сумме гибкостей этих элементов.''' |
| + | |
| + | ===Жесткость рессорного подвешивания=== |
| + | |
| + | В систему рессорного подвешивания могут входить и параллельно, и последовательно нагруженные упругие элементы. Для определения общей жесткости всей системы в этих случаях необходимо сначала заменить все группы последовательно работающих элементов условными (эквивалентными) рессорами и определить их эквивалентные жесткости l/ж = 1/ж<sub>1</sub> + 1/ж<sub>2</sub>+ 1/ж<sub>3</sub>. |
| + | |
| + | Затем, когда останется система параллельно работающих элементов, определить их суммарную жесткость ж=ж<sub>1</sub>+ж<sub>2</sub>+Ж<sub>3</sub> , которая и будет жесткостью всей системы. |
| + | |
| + | Таким образом, для определения жесткости системы необходимо знать доли общей нагрузки δ<sub>i</sub>, |
| + | воспринимаемые отдельными элементами, и их жесткости ж<sub>i</sub>. |
| + | |
| + | ====Рессорное подвешивание челюстных тележек==== |
| + | [[Файл:Рессорное подвеш 3х-сной тележки.jpg|400px|thumb|right|Рессорное подвешивание трехосной тележки]] |
| + | Рессорное подвешивание челюстных тележек тепловозов 2ТЭ10Л, ТЭЗ и т. д. включает в себя два средних и два концевых рессорных комплекта, а также балансиры 11 и подвески 12, связывающие эти комплекты в единую систему. |
| + | Средний комплект состоит из восьмилистовой рессоры 9 и двух цилиндрических пружин 4. Пружины и рессора связаны в единый узел при помощи валика 2, проходящего через отверстия в проушинах опоры 3 и хомута 8. Чтобы предохранить проушины от износа, в их отверстия запрессованы стальные втулки 1. |
| + | Рама тележки 10 опирается на средний комплект через тарелки 7 и резиновые амортизаторы (шайбы) 5. Шайбы и пружины фиксируются в комплекте штифтами 6 тарелок 7. |
| + | Концевой комплект состоит из цилиндрической пружины 4, подвески 13, валика 14, резиновой шайбы 5, тарелки 7 и подкладки 17, зафиксированных гайкой 16 и штифтом 15. Пружина та же, что и для среднего комплекта (из прутковой стали 60С2 диаметром 40 мм). |
| + | Нагрузки в этой системе распределяются следующим образом (рис. 11.32): на средние комплекты приходится по одной трети вертикальной нагрузки на точку подвешивания, на концевые — по одной шестой. |
| + | Таким образом, Δ<sub>cр</sub>=1/3; Δ<sub>k</sub>=1/6. |
| + | |
| + | |
| + | Определим жесткость системы (точки) ж<sub>тп</sub>, обозначив жесткость ее элементов листовых рессор, пружин и резиновых амортизаторов соответственно ж<sub>л</sub>, ж<sub>пр</sub> и ж<sub>р</sub>. |
| + | Тогда Δ<sub>л</sub>= 1/3; Δ<sub>пр</sub>= 1/6; Δ<sub>р</sub>=1/6; |
| | | |
| + | [[Файл:Ajhvekfy.jpg|600px]] |
| | | |
− | Разделив обе стороны уравнения на Р~ и введя обозначения А, = Р,/Р, получим
| + | Если принять ж<sub>л</sub> = 1,75 кН/мм, ж<sub>пр</sub> = 1,0 кН/мм и ж<sub>ср</sub>=10,0 кН/мм, получим ж<sub>тп</sub> = 3,4 кН/мм. |
− | <1,л) | |
− | I
| |
− | Отсюда
| |
− | JiCf
| |
− | I
| |
− | Таким образом, для определения жесткости системы необходимо знать доли общей нагрузки А,, воспринимаемые отдельными элементами, и их жесткости ж,-.
| |
− | Легко проверить, что формула (11-5) да¬ет те же результаты, что можно получить,
| |
− | пользуясь формулами (11.1} и (11.2). Так. если рессоры работают последовательно, Д, = 1 и из формулы (11.4) получается фор¬мула (11.2).
| |
− | Рессорное подвешивание челюст¬ных тележек тепловозов 2ТЭ10Л, ТЭЗ и т. д. (см. рис. 11.31) включа¬ет в себя два средних и два концевых рессорных комплекта, а также балан¬сиры 11 и подвески 12, связываю¬щие эти комплекты в единую систе¬му.
| |
− | Средний комплект состоит из вось-милистовой рессоры 9 и двух цилин-дрических пружин 4. Пружины и рес-сора связаны в единый узел при по-мощи валика 2, проходящего через отверстия в проушинах опоры 3 и хомута 8. Чтобы предохранить про-ушины от износа, в их отверстия запрессованы стальные втулки /.
| |
− | Рама тележки 10 опирается на средний комплект через тарелки 7 и резиновые амортизаторы (шай¬бы) 5. Шайбы и пружины фикси¬руются в комплекте штифтами 6 тарелок 7.
| |
− | Концевой комплект состоит из ци-линдрической пружины 4, подвески 13, валика 14, резиновой шайбы 5, тарелки 7 и подкладки 17, зафик¬сированных гайкой 16 и штифтом 15. Пружина та же, что и для средне¬го комплекта (из прутковой стали 60С2 диаметром 40 мм).
| |
− | Нагрузки в этой системе распределяются следующим образом (рис. 11.32): на средние комплекты приходится по одной трети верти-кальной нагрузки на точку подвешивания, на концевые — по одной шестой.
| |
− | Таким образом, ДСр=1/3; Дк“1/6.
| |
− | Определим жесткость системы (точки) лс,„, обозначив жесткость ее элементов лис-товых рессор, пружин и резиновых аморти-заторов} соответственно жл, лсРр и жр. Тогда Д.,= 1/3; Длр = 1/6; Др =1/6;
| |
− |
| |
− | 1 ЭЖлЖчрЖр
| |
− | ЬЖщЖр-|-Зж, (Жггр+Жц)'
| |
| | | |
− | Если принять ж„ = 1,75 кН/мм, ж„р = = 1,0 кН/мм н лср=10,0 кН/мм, получим лсГР = 3,4 кН/мм. Жесткость подвешивания тележки ж,„ = 2ж1„. жесткость подвешивания тепловоза = 2жг,.., = 4>с1Л= 13,6 кН/мм.
| + | Жесткость подвешивания тележки ж<sub>тел</sub> = 2ж<sub>тел</sub>, жесткость подвешивания тепловоза ж<sub>тепл</sub>= 2ж<sub>тел</sub>= 4ж<sub>тп</sub>= 13,6 кН/мм. |
| | | |
− | ===Индивидуальное, несбалансированное подвешивание=== | + | ====Рессорное подвешивание бесчелюстных тележек==== |
| [[Файл:Тележка 2ТЭ10В.jpg|450px|thumb|right|Тележка тепловоза 2ТЭ10В]] | | [[Файл:Тележка 2ТЭ10В.jpg|450px|thumb|right|Тележка тепловоза 2ТЭ10В]] |
− | Рессорное подвешивание бесчелюстных тележек, тепловозов 2ТЭ10В и 2ТЭ116 (см. рис. 11.24) является индивидуальным, несбалансирован-ным. Рессорные комплекты всех букс, состоящие каждый из трех концентричных пружин, работают параллельно. Если обозначить через жк — жесткость одного пружинного комплекта буксы, то для буксы — точки подвешивания—ЛСТП = 2ЛСК> для тележки яс1м=12лсх, для тепло¬возов ЙСтепл = 24Жк. | + | Рессорное подвешивание бесчелюстных тележек, тепловозов 2ТЭ10В и 2ТЭ116 является индивидуальным, несбалансированным. Рессорные комплекты всех букс, состоящие каждый из трех концентричных пружин, работают параллельно. |
− | Индивидуальное рессорное подве-шивание примерно в 3 раза легче сбалансированной системы, в ней от-сутствуют изнашиваемые шарниры (24 точки смазывания на тележку). Однако индивидуальная система тре¬бует тщательного подбора пружин по размерам и жесткости. | + | |
| + | Если обозначить через ж<sub>к</sub> — жесткость одного пружинного комплекта буксы, то для буксы — точки подвешивания — ж<sub>тп</sub> = 2ж<sub>к</sub> для тележки ж<sub>тел</sub> = 12ж<sub>к</sub>, для тепловозов ж<sub>тепл</sub> = 24ж<sub>к</sub>,. |
| + | |
| + | Индивидуальное рессорное подвешивание примерно в 3 раза легче сбалансированной системы, в ней отсутствуют изнашиваемые шарниры (24 точки смазывания на тележку). Однако индивидуальная система требует тщательного подбора пружин по размерам и жесткости. |
| | | |
| + | ==Литература== |
| + | Тепловозы: Основы теории и конструкция: Учеб, для техникумов/В. Д. Кузьмич, И. П. Бородулин, Э. А. Пахомов и др.; Под ред. В. Д. Кузьмича,—2-е изд., перераб. и доп—М.: Транспорт, 1991.—352 с. |
| | | |
| + | ==См. также== |
| | | |
| + | *[[Колесные пары]] |
| + | *[[Рессорное подвешивание]] |
| + | *[[Буксовые узлы]] |
| | | |
| [[Категория:Основные узлы локомотивов]] | | [[Категория:Основные узлы локомотивов]] |
− |
| |
− | == См. также ==
| |