Визначення рамної сили електровоза ВЛ80 при русі на кривих ділянках колії
Loading...
Date
2017
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
UK: Мета. При русі локомотивів на кривих ділянках залізничної колії виникають поперечні горизонтальні
сили, які призводять до притиснення гребеня колісної пари до головки рейки. Використовуючи існуючу
методику розрахунку бокової сили, необхідно розробити метод визначення рамної сили, що діє на візок зі
сторони кузова секції локомотива. Також потрібно встановити основні параметри, які мають вплив на величину рамної сили. Змінюючи ці параметри, побудувати залежності сили від часу руху електровоза по відповідній кривій. Методика. Представимо електровоз як багатомасову механічну систему з семи тіл: кузова,
двох рам візків та чотирьох колісних пар. Для визначення бокової сили, яка діє від колісної пари на рейку,
потрібно вирішити диференціальні рівняння руху локомотивного візка по кривим малого радіуса. За допомогою рівнянь кінетостатики для колісної пари візка перейти до визначення рамної сили, яка діє на візок зі
сторони кузова секції локомотива. У розрахунках приймаються номінальні геометричні та масові параметри
вузлів і деталей електровоза. Радіус кривої, довжина перехідної кривої, довжина кругової кривої, поздовжній ухил рейкової колії та інші параметри приймаються сталими величинами. Результати. Отримані розрахункові значення величини рамної сили електровоза ВЛ80, яка діє на візок зі сторони кузова секції локомотива. На основі отриманих результатів були побудовані залежності рамної сили від часу руху електровоза по
відповідній кривій при зміні швидкості руху та відповідному підвищенні зовнішньої рейкової нитки.
Наукова новизна. На основі існуючої методики розрахунку бокової сили розроблений метод визначення
рамної сили, яка діє на візок зі сторони кузова секції локомотива. Практична значимість. Удосконалення
методу визначення рамної сили підвищує точність розрахунків при аналізі безпеки руху та при проведенні
судових залізнично-транспортних експертиз.
RU: Цель. При движении локомотивов на кривых участках железнодорожного пути возникают поперечные горизонтальные силы, которые приводят к прижатию гребня колесной пары к головке рельса. Используя существующую методику расчета боковой силы, необходимо разработать метод определения рамной силы, действующей на тележку со стороны кузова секции локомотива. Также нужно установить основные параметры, которые влияют на величину рамной силы. Изменяя эти параметры, построить зависимости рамной силы от времени движения электровоза по соответствующей кривой. Методика. Представим электровоз как многомассовую механическую систему из семи тел: кузова, двух рам тележек и четырех колесных пар. Для определения боковой силы, которая действует от колесной пары на рельс, нужно решить дифференциальные уравнения движения локомотивной тележки по кривым малого радиуса. С помощью уравнений кинетостатики для колесной пары тележки перейти к определению рамной силы, действующей на тележку со стороны кузова секции локомотива. В расчетах принимаются номинальные геометрические и массовые параметры узлов и деталей электровоза. Радиус кривой, длина переходной кривой, длина круговой кривой, продольный уклон рельсового пути и другие параметры принимаются постоянными величинами. Результаты. Получены расчетные значения величины рамной силы электровоза ВЛ80, которая действует на тележку со стороны кузова секции локомотива. На основе этих данных были построены зависимости рамной силы от времени движения электровоза по соответствующей кривой при изменении скорости движения и соответствующем повышении внешней рельсовой нити. Научная новизна. На основе существующей методики расчета боковой силы разработан метод определения рамной силы, действующей на тележку со стороны кузова секции локомотива. Практическая значимость. Совершенствование метода определения рамной силы повышает точность расчетов при анализе безопасности движения и при проведении судебных железнодорожно-транспортных экспертиз.
EN: Purpose. When locomotives move in curved sections of the railway track, horizontal forces arise, which lead to pressing the ridge of the wheel pair to the railway track. The article is aimed to develop a method for determining the frame force acting on the bogie from the side of body of the locomotive section using the current methodology of calculating the lateral force. It is also aimed to determine the basic parameters that influence the value of the frame force. It is necessary to construct the dependencies of the frame force on the travel time of electric locomotive in the corresponding curve changing these parameters. Methodology. As is known, the electric locomotive is a multimass mechanical system. We will assume that this system consists of seven bodies: a body, two frames of carriages and four wheel sets. To determine the lateral force acting on the rail from the wheelset one need to solve differential equations of motion of locomotive bogie in curves of small radius. Using the equations of kinetostatics for wheelset one should come to determining the frame force acting on the car bogie from the side of body of the locomotive section. The nominal geometric and mass parameters of parts and components of electric locomotive are taken in the calculations. The curve radius, the length of transition curve, the length of circular curve, the longitudinal slope of railway track and other parameters are fixed values. Findings. There were obtained calculated values of the frame force of electric locomotive VL80 acting on the bogie from the side of body of the locomotive section. Based on the obtained results there were built the dependencies of frame force on the travel time of electric locomotive on the corresponding curve when changing the speed and corresponding elevation of the outer rail. Originality. On the basis of the existing methodology for calculating the lateral force it was developed the method for determining the frame force acting on the car bogie from the side of body of the locomotive section. Practical value. Improving the method for determining the frame force improves the accuracy of calculations when analyzing the traffic safety and when conducting the forensic rail-transport examinations.
RU: Цель. При движении локомотивов на кривых участках железнодорожного пути возникают поперечные горизонтальные силы, которые приводят к прижатию гребня колесной пары к головке рельса. Используя существующую методику расчета боковой силы, необходимо разработать метод определения рамной силы, действующей на тележку со стороны кузова секции локомотива. Также нужно установить основные параметры, которые влияют на величину рамной силы. Изменяя эти параметры, построить зависимости рамной силы от времени движения электровоза по соответствующей кривой. Методика. Представим электровоз как многомассовую механическую систему из семи тел: кузова, двух рам тележек и четырех колесных пар. Для определения боковой силы, которая действует от колесной пары на рельс, нужно решить дифференциальные уравнения движения локомотивной тележки по кривым малого радиуса. С помощью уравнений кинетостатики для колесной пары тележки перейти к определению рамной силы, действующей на тележку со стороны кузова секции локомотива. В расчетах принимаются номинальные геометрические и массовые параметры узлов и деталей электровоза. Радиус кривой, длина переходной кривой, длина круговой кривой, продольный уклон рельсового пути и другие параметры принимаются постоянными величинами. Результаты. Получены расчетные значения величины рамной силы электровоза ВЛ80, которая действует на тележку со стороны кузова секции локомотива. На основе этих данных были построены зависимости рамной силы от времени движения электровоза по соответствующей кривой при изменении скорости движения и соответствующем повышении внешней рельсовой нити. Научная новизна. На основе существующей методики расчета боковой силы разработан метод определения рамной силы, действующей на тележку со стороны кузова секции локомотива. Практическая значимость. Совершенствование метода определения рамной силы повышает точность расчетов при анализе безопасности движения и при проведении судебных железнодорожно-транспортных экспертиз.
EN: Purpose. When locomotives move in curved sections of the railway track, horizontal forces arise, which lead to pressing the ridge of the wheel pair to the railway track. The article is aimed to develop a method for determining the frame force acting on the bogie from the side of body of the locomotive section using the current methodology of calculating the lateral force. It is also aimed to determine the basic parameters that influence the value of the frame force. It is necessary to construct the dependencies of the frame force on the travel time of electric locomotive in the corresponding curve changing these parameters. Methodology. As is known, the electric locomotive is a multimass mechanical system. We will assume that this system consists of seven bodies: a body, two frames of carriages and four wheel sets. To determine the lateral force acting on the rail from the wheelset one need to solve differential equations of motion of locomotive bogie in curves of small radius. Using the equations of kinetostatics for wheelset one should come to determining the frame force acting on the car bogie from the side of body of the locomotive section. The nominal geometric and mass parameters of parts and components of electric locomotive are taken in the calculations. The curve radius, the length of transition curve, the length of circular curve, the longitudinal slope of railway track and other parameters are fixed values. Findings. There were obtained calculated values of the frame force of electric locomotive VL80 acting on the bogie from the side of body of the locomotive section. Based on the obtained results there were built the dependencies of frame force on the travel time of electric locomotive on the corresponding curve when changing the speed and corresponding elevation of the outer rail. Originality. On the basis of the existing methodology for calculating the lateral force it was developed the method for determining the frame force acting on the car bogie from the side of body of the locomotive section. Practical value. Improving the method for determining the frame force improves the accuracy of calculations when analyzing the traffic safety and when conducting the forensic rail-transport examinations.
Description
А. Кузишин: ORCID 0000-0002-3012-5395
Keywords
рамна сила, колісна пара, електровоз, рейкова колія, кругова крива, перехідна крива, візок, підвищення зовнішньої рейки, рамная сила, колесная пара, электровоз, рельсовый путь, круговая кривая, переходная кривая, тележка, возвышения наружного рельса, frame force, wheel set, electric locomotive, railway track, circular curve, transition curve, bogie, elevation of outer rail, КТБМ
Citation
Кузишин, А.Я. Визначення рамної сили електровоза ВЛ80 при русі на кривих ділянках колії / А.Я. Кузишин // Наука та прогрес транспорту. – 2017. – Вип. 3 (69). – С. 32-44. – DOI: 10.15802/stp2017/104343.