4. Расчет сопротивления передвижению тягового модуля

При движении путевой машины возможны следующие сопротивления движению: при трогании, основное и дополнительные. Основное сопротивление – сумма сил, направленных против движения машины по прямому горизонтальному пути. Дополнительные сопротивления возникают от уклонов и кривизны пути, ветра.

Основное удельное сопротивление:

где – нагрузка на ось, кН, ;

v – скорость, км/ч, при v = 0+10 км/ч принимают v =10 км/ч.

Основное сопротивление W₁ состоит из силы трения шеек осей в буксовых подшипниках, силы трения качения колеса по рельсу, сопротивления при проходе стыков и неровностей пути, при колебаниях на рессорах, сопротивления воздушной среды.

W₁ определяют по эмпирической формуле, Н:

где – вертикальная нагрузка, действующая на машину, от её веса и сил взаимодействия рабочих органов, кН;

– основное удельное сопротивление, Н/кН.

Дополнительное сопротивление от уклона пути:

где – удельное сопротивление от уклона, Н/кН ( , – уклон пути, ‰);

– вес передвигающейся машины, кН.

Сопротивление при движении в кривой:

где – удельное сопротивление от кривой, Н/кН,

где R – радиус кривой, м.

Сопротивление при трогании с места:

где – удельное сопротивление при трогании с места, Н/кН,

где – нагрузка на ось, кН, ,

Найдем общее сопротивление:

Для самоходных машин необходимое условие движения – общее сопротивление W должно быть меньше силы тяги по сцеплению F_сц , т.е.

Силу тяги по сцеплению рассчитываем следующим образом:

где – нагрузка на j-ую приводную ось, кН;

– число приводных осей на машине;

– расчетный коэффициент сцепления для тепловозов:

где v – скорость, км/ч.

Общий сцепной вес машины:

где – число приводных и общее число осей.

Сила тяги по сцеплению:

Сравним общее сопротивление и силу тяги по сцеплению:

Данное выражение верно, а, следовательно, необходимое условие движения выполняется.

4. Расчет устойчивости тягового модуля против опрокидывания

Расчет устойчивости против опрокидывания можно свести к определению удерживающих и опрокидывающих моментов, исходя из схемы (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4 – Схема расчета устойчивости от опрокидывания

Рассмотрим устойчивость при движении тягового модуля в кривой малого радиуса.

На тяговый модуль действуют следующие силы:

• – вес кузова платформы;

• – вес шасси автомобиля;

• – вес тележки ( – число тележек);

• – центробежные силы, действующие на кузов, тележки и шасси соответственно;

• – силы ветра, приложенные к кузову, тележкам и шасси соответственно.

Исходя из составленного списка сил, составим расчетную схему для нашего случая (рисунок 3.5).

Рисунок 3.5 – Расчетная схема

Составим уравнение равновесия:

Определим силы, действующие на тяговый модуль.

Вес шасси автомобиля:

(3.38)

где – масса шасси, кг, кг (таблица 2.4);

– ускорение свободного падения.

Вес тележек:

.

Вес кузова платформы:

где – масса кузова платформы, .

Центробежная сила, действующая на шасси:

где – скорость движения тягового модуля, м/с (2,8 м/с);

– радиус кривой, м (100 м).

Центробежная сила, действующая на тележки:

Центробежная сила, действующая на кузов платформы:

Сила ветра, приложенная к кузову:

; (3.40)

где – боковая подветренная площадь кузова, м², м²;

– давление ветра, Па ( [2, с. 48]).

Сила ветра, приложенная к тележкам:

Сила ветра, приложенная к шасси автомобиля:

Подставим полученные значения в уравнение равновесия (3.37):

.

Условие устойчивости выполняется.