В конечном итоге эффективность мероприятий по модернизации центральной и буксовой ступеней рессорного подвешивания определяется показателями плавности хода в вертикальном и боковом направлениях.
В данной работе показатели плавности хода определялись расчетным путем при интегрировании системы (2.106), которой описывается динамическое состояние вагона. Показатель плавности хода согласно опытам Шперлинга [18] определялся по формуле где
— амплитуда колебаний;^*^)
СО — частота колебаний;11^)’
К — эмпирический коэффициент, зависящий от частоты и плоскости, в которой совершаются колебания.
В расчетах значения коэффициента К определялись по графику [18], показывающему изменение его значений от частоты и направления колебаний.
Результаты расчетов показателей плавности хода в вертикальном и горизонтальном ^направлениях представлены в табл.4.2-4.5 и на графиках рис.4.12.
— в продольном направлении Ррезх =0,3 тсек/м;
— в поперечном направлении ^резу~0,3 тсек/м;
— в вертикальном направлении Рре32 =0,4 тсек/м
вариантов тележек
(4.1)
Указанные варианты были рассчитаны для следующего состояния пути: длины вертикальных и горизонтальных неровностей составляли 25 м; амплитуды вертикальной и горизонтальной неровности 0.02 м; ширина колеи 1520 мм.
Типовой вариант
Таблица 4.2
| V (м/с) | СО (1/с) | *0 (м) | Уо (м) | ЦТ У | К | ку | |
| 10 | 2.512 | 0.0117 | 0.0161 | 1.106 | 1.328 | 1.10 | 1.20 |
| 15 | 3.678 | 0.0136 | 0.0142 | 1.550 | 1.830 | 1.20 | 1.40 |
| 20 | 5.024 | 0.0171 | 0.0095 | 2.155 | 2.090 | 1.21 | 1.40 |
| 25 | 6.280 | 0.0227 | 0.0081 | 2.590 | 2.260 | 1.22 | 1.45 |
| 30 | 7.536 | 0.0590 | 0.0137 | 3.698 | 2.^62 | 1.21 | 1.35 |
| 35 | 8.792 | 0.0257 | 0.0102 | 3.055 | 2.500 | 1.20 | 1.30 |
| 40 | 10.048 | 0.0175 | 0.0099 | 3.020 | 2.560 | 1.19 | 1.20 |
| 45 | 11.300 | 0.0081 | 0.0069 | 2.430 | 2.337 | 1.15 | 1.18 |
| 50 | 12.560 | 0.0062 | 0.0071 | 2.340 | 2.500 | 1.10 | 1.15 |
Типовой вариант тележки (табл.4.2) имел угол наклона гидравлического гасителя 45°, в буксовой ступени подвешивания располагались фрикционные гасители с силой трения 0.07 т, при этом упругие прокладки отсутствовали. Модернизированный вариант тележки (табл.4.3) имел угол наклона гидравлического гасителя к горизонтали 60°, в буксовой ступени подвешивания фрикционные гасители отсутствовали и поставлены упругие прокладки со следующими характеристиками:
— жесткость прокладки на сжатие 4000 т/м;
— жесткость прокладки на сдвиг 2500 т/м;
— жесткость прокладки на смятие 1500 т/м;
— коэффициенты неупругого сопротивления прокладок при деформациях сжатия, сдвига и смятия, равны соответственно 0,4 тсек/м, 0,3 тсек/м и 0,3 тсек/м;
-радиальные зазоры между прокладкой ишпинтоном составляли 10мм.
| V (м/с) | СО (1/с) | го (м) | Уо (м) | К | Ж У | К | К |
| 10 | 2.512 | 0.0115 | 0.0186 | 1.110 | 1.386 | 1.10 | 1.20 |
| 15 | 1678 | 0.0135 | 0.0147 | 1.540 | 1.846 | 1.20 | 1.40 |
| 20 | 5.024 | 0.0164 | 0.0090 | 2.128 | 2.057 | 1.21 | 1.40 |
| 25 | 6.280 | 0.0198 | 0.0097 | 2.487 | 2.386 | 1.22 | 1.45 |
| 30 | 7.536 | 0.0276 | 0.0143 | 2.944 | 2.696 | 1.21 | 1.35 |
| 35 | 8.792 | 0.0149 | 0.0099 | 2.594 | 2.486 | 1.20 | 1.30 |
| 40 | 10.048 | 0.0159 | 0.0083 | 2.933 | 2.434 | 1.19 | 1.20 |
| 45 | 11.300 | 0.0088 | 0.0093 | 2.490 | 2.600 | 1.15 | 1.18 |
| 50 | 12.560 | 0.0085 | 0.0089 | 2.460 | 2.600 | 1.10 | 1.15 |
Наряду с указанными, исследовались два варианта тележки с раздельным гашением вертикальных и боковых колебаний в центральном подвешивании и модернизированным вариантом буксового подвешивания (табл.4.4 и 4.5).
Раздельное гашение (I вариант)
Таблица 4.4
| V (м/с) | СО (1/с) | *0 (м) | Уо (м) | К | ЦТ У | К | ку |
| 10 | 2.512 | 0.0117 | 0.0333 | 1.105 | 1.654 | 1.10 | 1.20 |
| 15 | 3.678 | 0.0139 | 0.0111 | 1.556 | 1.696 | 1.20 | 1.40 |
| 20 | 5.024 | 0.0179 | 0.0055 | 2.185 | 1.774 | 1.21 | 1.40 |
| 25 | 6.280 | 0.0298 | 0.0057 | 2.812 | 2.035 | 1.22 | 1.45 |
| 30 | 7.536 | 0.0318 | 0.0061 | 3.072 | 2.088 | 1.21 | 1.35 |
| 35 | 8.792 | 0.0219 | 0.0055 | 2.912 | 2.084 | 1.20 | 1.30 |
| 40 | 10.048 | 0.0139 | 0.0051 | 2.817 | 2.102 | 1.19 | 1.20 |
| 45 | 11.300 | 0.0094 | 0.0049 | 2.539 | 2.142 | 1.15 | 1.18 |
| 50 | 12.560 | 0.0063 | 0.0053 | 2.250 | 2.230 | 1.10 | 1.15 |
| V (м/с) | СО (1/с) | *0 (м) | Уо (м) | V. | РГ У | К | ку |
| 10 | 2.512 | 0.0116 | 0.0302 | 1.103 | 1.603 | 1.10 | 1.20 |
| 15 | 3.678 | 0.0136 | 0.0118 | 1.545 | 1.728 | 1.20 | 1.40 |
| 20 | 5.024 | 0.0169 | 0.0062 | 2.247 | 1.839 | 1.21 | 1.40 |
| 25 | 6.280 | 0.0220 | 0.0054 | 2.567 | 2.000 | 1.22 | 1.45 |
| 30 | 7.536 | 0.0247 | 0.0055 | 2.847 | 2.024 | 1.21 | 1.35 |
| 35 | 8.792 | 0.0201 | 0.0049 | 2.838 | 2.013 | 1.20 | 1.30 |
| 40 | 10.048 | 0.0146 | 0.0049 | 2.859 | 2.078 | 1.19 | 1.20 |
| 45 | 11.300 | 0.0095 | 0.0045 | 2.547 | 2.088 | 1.15 | 1.18 |
| 50 | 12.560 | 0.0054 | 0.0049 | 2.148 | 2.181 | 1.10 | 1.15 |
Эти варианты имели следующие характеристики гидравлических гасителей в центральном подвешивании:
I вариант (табл.4.4) — коэффициенты сопротивления гасителей вертикальных и боковых колебаний составляли соответственно Рг =5.0 тсек/м и Ру =2.5 тсек/м;
II вариант (табл.4.5) — коэффициенты сопротивления гасителей вертикальных и боковых колебаний составили соответственно Р2 =7.0 тсек/м и Ру =2.5 тсек/м.
Из данных табл.4.2 видно, что максимальные значения показателей плавности хода в вертикальном направлении составляют 3.698 и в горизонтальном 2.662 при скорости движения 30 м/с (108 км/ч), что не укладывается в нормы удовлетворительных показателей, равных 3.25.
Рис.4.12. Показатель плавности хода в вертикальном направлении
1 — типовой вариант; 2 — модернизированный вариант (осг = 60°) с упругой прокладкой; 3 — раздельное гашение и упругая прокладка.
Модернизированный вариант (табл.4.3) имеет максимальные значения показателей плавности хода в вертикальном и горизонтальном направлениях соответственно 2.944 и 2.696, что меньше предельно допустимого значения 3.25, которым по Нормам ограничивается удовлетворительная плавность хода вагона.
Еще более лучшую плавность хода имеет вариант с раздельным гашением колебаний в центральной ступени и модернизированным вариантом буксовой ступени. Этот вариант имеет показатели плавности хода в вертикальном и боковом направлениях соответственно 2.847 и 2.088 при скоростях 30 и 45 м/сек. Другими словами, при применении модернизированного варианта тележки имеется возможность снизить максимальные величины показателей плавности хода на 25-30% по сравнению с типовым вариантом.
⇐Влияние жесткости и демпфирующих свойств упругих прокладок в буксовом подвешивании на динамические показатели вагона | Динамика пассажирского вагона и пути модернизации тележки КВЗ-ЦНИИ | Выводы по главе 4⇒