Определение рациональных показателей демпфирования в продольных и поперечных связях колесных пар с рамой тележки

В качестве параметра демпфирования в расчетах принят коэффициент неупругого сопротивления. Этот коэффициент определяет линейную зависимость между демпфирующей силой и скоростью деформации связи.

Поиск рациональных значений коэффициентов неупругого сопротивления в продольных и поперечных связях колесных пар с рамой тележки осуществлялся при найденном ранее рациональном значении продольной жесткости 300 т/м.

В данной серии расчетов изменялся коэффициент неупругого сопротивления сначала в продольной связи, а затем в поперечной. Оказалось, что значения этих коэффициентов ощутимо влияют на боковые силы в центральном подвешивании, рамные силы и мощности сил трения между колесом и рельсом. Причем определяющим фактором является демпфирование не в продольном, а в поперечном направлении. Результаты указанных расчетов сведены в табл. 6.2. Эти результаты получены для скорости движения 70 м/с (252 км/ч) в прямом участке пути с периодическими неровностями рельсов в вертикальной и горизонтальной плоскостях амплитудами 10 мм и длиной 17 м.

Из табл.6.2 видно, что при отсутствии демпфирования в продольных и поперечных связях боковые силы в центральном подвешивании, мощности сил трения между колесом и рельсом и рамные силы имеют максимальные значения.

Расчетное изменение коэффициента неупругого сопротивления в продольной связи от 0 до 2,0 тсек/м показало, что для обеспечения минимума рамных сил, равного 11,21 т, оптимальной величиной коэффициента сопротивления является 1,2 тсек/м.

Коэффициенты неупругого сопротивления (тс/м)

Боковая сила в центральном подвешивании (т)

Средние мощности сил трения (кгм/с)

Рамные силы

(т)

В продольном направлении

В поперечном направлении

обод

гребень

0

0

2.773

72.40

57.67

11.66

0.4

0

2.773

71.08

57.05

11.50

0.8

0

2.772

70.46

56.74

11.39

1.2

0

2.776

70.10

56.65

11.21

1.6

0

2.770

69.91

56.73

11.41

2.0

0

2.774

71.60

57.30

11.46

1.2

0.4

2.703

69.21

57.95

10.44

1.2

0,8

2.628

67.40

59.15

9.43

1.2

1.2

2.541

65.74

58.31

8.12

1.2

1.6

2.445

64.18

57.00

7.32

1.2

2.0

2.357

64.05

55.68

6.03

1.2

2.4

2.296

65.36

55.20

4.07

1.2

2.8

2.218

64.74

54.34

3.53

1.2

3.2

2.129

63.47

53.57

3.49

1.2

3.6

2.055

62.42

52.89

3.46

1.2

4.0

1.979

61.56

52.27

3.44

1.2

4.4

1.971

60.83

51.70

3.43

1.2

4.6

1.918

60.50

51.43

3.42

1.2

4.8

1.897

60.21

51.17

3.42

1.2

5.2

1.860

59.67

50.67

3.47

1.2

5.6

1.828

59.21

50.19

3.55

1.2

6.0

1.801

58.81

49.74

3.62

1.2

6.4

1.777

58.45

49.30

3.70

1.2

6.8

1.757

58.13

48.88

3.77

1.2

7.2

1.740

56.86

48.48

3.83

1.2

7.6

1.724

57.61

48.10

3.90

1.2

8.8

1.688

57.04

47.02

4.08

1.2

9.8

1.664

56.67

46.18

4.22

Изменение коэффициента неупругого сопротивления в поперечной связи колесной пары с рамой (табл.6.2) в пределах от 0,4 до 10 тсек/м показало, что минимум рамных сил, равный 3,42 т, имеет место при коэффициенте сопротивления 4,6 тсек/м.

Следовательно, можно считать, что оптимальными значениями коэффициентов неупругого сопротивления, дающими минимум рамных сил, являются:

- в продольном направлении 1,2 тсек/м;

- в поперечном направлении 4,6 тсек/м.

При таких значениях коэффициентов демпфирования рамная сила достигла минимума, равного 3,42 т.

Боковая сила в центральном подвешивании снизилась с 2,773 т до 1,918 т.

Мощности сил трения на ободе колеса и на гребне снизились соответственно с 72,4 кгм/сек до 60,5 кгм/сек и с 57,67 кгм/сек до 51,43 кгм/сек.

Следует отметить, что мощности сил трения на ободе и гребне падают и при дальнейшем увеличении коэффициентов неупругого сопротивления по сравнению с их оптимальными значениями, однако при этом начинают возрастать рамные силы (см.табл.6.2). То же самое можно сказать и об уменьшении боковой силы в центральном подвешивании с ростом коэффициентов демпфирования в поперечном направлении.

Данная конструкция тележки не имеет- демпферов вертикальных колебаний в буксовом подвешивании. Роль дополнительных амортизаторов в буксовом подвешивании выполняют упругие резиновые прокладки под пружинами. Параметры этих прокладок (жесткости и коэффициенты внутреннего трения) были определены расчетным путем при исследованиях по модернизации тележки КВЗ-ЦНИИ (см.гл. 4).

В четвертой главе также были определены параметры гидравлических гасителей раздельного действия в центральном подвешивании. Расчеты, выполненные при скоростях движения до 70 м/с (252 км/ч), показали, что наилучшими величинами коэффициентов сопротивления гасителей центрального подвешивания являются:

- в вертикальном направлении 5-7 тсек/м;

- в горизонтальном 2,5 тсек/м.

Для выбранных параметров рессорного подвешивания скоростного вагона были определены показатели плавности хода. Наряду с динамическими показателями, такими как вертикальные и боковые силы, ускорения, мощности сил трения между колесами и рельсами, рамные силы, показатели плавности хода анализировались в зависимости от состояния пути. При этом в качестве показателей состояния пути были приняты длины вертикальных и горизонтальных неровностей рельсов и ширина колеи, имеющая отступления от номинальных размеров.

Влияние жесткости продольных связей колесных пар с рамой тележки на динамические показатели вагона в прямых участках пути | Динамика пассажирского вагона и пути модернизации тележки КВЗ-ЦНИИ | Анализ динамических показателей вагона в зависимости от состояния пути