книги из ГПНТБ / Каландадзе В.А. Колебания вагонов подвесных канатных дорог
.pdf§ 2. Испытания гасителя поперечных колебаний в промышленных условиях
Гасители |
испьітьііваліись |
на |
Тбилисской |
ППКД |
«пл. |
||||
Руставели — плато Мтацминда». |
|
|
|
|
|||||
Приводная |
станция |
дороги |
.находится |
на |
плато |
Мта- |
|||
дминда, а |
натяжная на |
пл. Руставели. Доо^га |
расположена |
||||||
в направлении Север-Ю.г. Из-за такого расположения |
она |
||||||||
подвержена |
действию |
господствующих |
западных ветров, |
||||||
направленных |
в основном |
перпендикулярно |
оси |
канатов. |
|||||
Вызванные |
ветровыми |
нагрузками поперечные |
колебания |
||||||
вагонов создают опасность столкновения последних с про-
межуточными |
опорами. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Именно |
это обстоятельство |
обусловило |
выбор |
ППКД |
||||||
«пл. Руставели — плато Мтацминда» |
в качестве |
объекта для |
|||||||||
испытания |
и |
внедрения гасителей |
колебаний |
вагона. |
|
||||||
|
При испытаниях |
переменными |
факторами |
были |
приня |
||||||
ты вес вагона, вес каретки и скорость ветрового потока. |
|||||||||||
|
Опыты проводились как в ветреную, так и в безветреную |
||||||||||
погоду. В безветреную погоду |
опыты |
проводились |
при ис |
||||||||
кусственном |
раскачивании вагона |
до |
± |
12°. Записи |
колеба |
||||||
ний |
производились с |
включенной |
и |
выключенной кареткой |
|||||||
до |
затухания |
колебаний в пределах |
4°. |
|
|
|
|
||||
Для регистрации колебаний нами был изготовлен само пишущий прибор, где использованы гироскопический прибор
АГК—476 в комплексе в лентопротяжным механизмом |
с ча |
|||
совым |
заводом |
(рис. 49). |
|
|
В |
отличие |
от описанной в гл. I I I , § 2 регистрирующей |
||
аппаратуры, данный регистратор |
более удобен для |
произ |
||
водства опытов |
в промышленных |
условиях. |
|
|
Для замера скорости ветра применялся анвморум'бометр М—47 завода «Гидрометприбор» [49]. Общий вид установлен ного на вагоне датчика анеморумібометра представлен на рис. 50, а вторичного прибора на рис. 51.
С целью измерения только лишь перпендикулярно дей ствующего на вагон потока воздуха, флюгерка закреплялась на своей оси.
Регистрация скорости ветра производилась через каж дые 5 сек.
На рис. 52 представлены диаграммы колебаний вагона при искусственном его раскачивании в безветреную погоду с выключенной (свободные колебания) и .включенной карет кой. Вес каретки изменялся в пределах 100-НІ65 кГ.
сумках значения степени гашения получены гьри статисіи. ческой 'обработке результатов опытов.
§3. Оценка эффективности работы гасителя поперечных
колебаний вагонов ППКД с самоходной кареткой при ветровых возмущениях
Установление закономерной связи между силой ветра с одной стороны и амплитудой колебаний вагона и эффек
тивностью работы гасителя — с другой, |
представляет до |
||||
вольно |
сложную задачу. Очевидно, |
что |
колебания |
вагона |
|
зависят |
не только от скорости ветра, |
но |
и в |
значительной |
|
степени |
от его порывистости и фазы положения |
вагона |
в мо |
||
мент порыва. Однако, совершенно невозможно установить какую-либо закономерность в проявлении во времени ветро
вых |
нагрузок |
на вагон. Поэтому единственным |
способом |
|
оценки эффективности работы гасителя поперечных |
колеба |
|||
ний |
является |
статистическая обработка |
опытных |
данных, |
позволяющая |
выявить корреляционную |
зависимость |
угла от |
|
клонения вагона от скорости ветра. При этом учитывается, что результаты измерений представляют ряд случайных ве личин [6, 9, 15, 33].
Рассматривая 'скорость ветра и угол отклонения вагона как случайные величины (одной и той же скорости ветра не соответствует определенное отклонение вагона), для даль нейших исследований важно знать какому вероятностному закону распределения они подчиняются.
В данном случае предполагается нормальное распреде ление параметров.
Сравнение эмпирических функций распределения пара метров с предполагаемой теоретической функцией нормаль ного распределения было произведено по критерию Колмо горова и показало, что экспериментальные данные не проти воречат предполагаемой гипотезе.
Для определения зависимости угла отклонения вагона от скорости ветра ср=Ди) были составлены корреляционные таблицы.
Гипотеза о линейности связи между v и ср была проверена по формуле:
ЧФ/0 |
- кфв| .-]/^^t, |
(6.1) |
1 |
г2 |
|
где Ї/Ф/J,—эмпирическое корреляционное отношение српоу, |
77Ф / И = |
|
=0,54;
гфв—коэффициент корреляции между ср и У;
п—количество опытов;
7. В. А. Каландадзе |
97 |
/ — коэффициент, зависящий от выбранного уровня значи мости, берется из таблицы нормального распределения при уровне значимости 0,05 (95%)
то |
есть |
|
|
|
|
|
'0,05 = |
1.96, |
(9,15) |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
° ' |
5 4 |
~ ° ' 3 |
8 |
•]/"ГТТ=1,95<1,96. |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
1-0,382 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Это |
неравенство |
указывает |
на то, что |
экспериментальные |
|||||||||||||
данные |
не противоречат |
гипотезе о линейной |
зависимости |
q> от v. |
||||||||||||||
|
Ma основании |
этого |
составлено |
уравнение |
вида |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
cp = a+to, |
|
|
|
|
|
|
|
(6.2) |
|||
где а и Ь—коэффициенты |
регрессии, которые |
были |
определены |
|||||||||||||||
|
|
способом |
наименьших квадратов. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Соответственно |
зависимости |
ср = /(о), |
полученные |
по данным |
|||||||||||||
1 (дорога остановлена, каретка гасителя выключена, |
рис. 54 а, в) |
|||||||||||||||||
и |
I I опытов |
(дорога |
остановлена, |
каретка |
гасителя |
включена, |
||||||||||||
рис. 54 в, г) приняли вид: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
^ = 5,41 + |
0,231;, |
|
|
|
|
|
|
|
(6.3) |
|||
|
|
|
|
|
|
сра = 2,51 + |
0,26 v. |
|
|
|
|
|
|
|
(6.4) |
|||
|
Аналогичные |
расчеты |
были |
произведены для |
случая |
|||||||||||||
движения вагона |
по трассе дороги с выключенной |
и вклю |
||||||||||||||||
ченной |
кареткой. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Зависимости |
ф = Ду), |
полученные |
по данным |
этих |
опытов |
||||||||||||
приняли вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Ф3 = 5,12+0,24с/, |
|
|
|
|
|
|
|
(6.5) |
||||
|
|
|
|
|
|
cp4 = 2,44+0,22 u. |
|
|
|
|
|
|
|
(6.6) |
||||
|
На |
рис. 55 |
изображены |
диаграммы |
колебаний |
|
вагона при |
|||||||||||
его движении по трассе дороги, |
соответственно при выключенной |
|||||||||||||||||
и включенной |
каретке, а на рис. 56 зависимости: |
|
|
|
|
|||||||||||||
I |
опыт |
<?1- / ( f ) - дорога |
остановлена, |
каретка |
выключена, |
пря- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
мая I ; |
|
|
|
|
|
|
|
включена, |
пря- |
||||
II |
опыт |
|
|
•дорога |
остановлена, |
каретка |
||||||||||||
|
|
|
|
|
мая I I ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
III |
опыт |
= / ( » ) -•вагон |
движется |
по |
трассе |
дороги, |
каретка |
|||||||||||
|
|
|
|
|
выключена, прямая I I I ; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
IV |
опыт |
ъ |
|
|
вагон |
движется |
по трассе |
дороги, |
каретка |
|||||||||
|
|
|
|
|
включена, |
прямая IV. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Полученные зависимости позволяют определить степень гашения колебаний как отношение оредних амплитуд коле баний вагона с выключенным и включенным гасителем.
По результатам расчетов и рис. 56 следует, что степень гашения, определенная таким образбм уменьшается с возраста нием скорости ветра. Так, например, при неподвижной дороге и при скорости ветра и= 1 м/сек эффект гашения ср1 /ср2 =2,03, а
Г
/о,
2 |
і) |
б |
в |
/0 |
12 |
Pi |
/6 |
їв |
го |
Рис. 56. Графики зависимости углов отклонения вагона от скорости ветра
при и=10 м/сек ч?1/ср2= 1,5. Такой же результат получается при движении вагона по трассе дороги. При скорости ветра v— 1 м/сек ср3/ср4—2,0, а при и = 1 0 м/сек <р3/ср4= 1,6.
В целом статистическая обработка опытных данных поз:
волпла |
заключить, |
что |
благодаря |
применению |
гасителя |
||||
оказывается |
возможным |
эксплоатировать |
дорогу |
при |
скот |
||||
рости ветра |
до |
20 |
м/сек, .против 10 |
м/сек |
регламентирован |
||||
ной действующими |
правилами. |
|
|
|
|
||||
§ 4. Оценка |
надежности работы гасителя |
поперечных |
коле- |
||||||
|
баний вагонов ППКД с самоходной кареткой |
|
|||||||
Как |
видно |
нз |
принципиальной |
схемы |
гасителя |
колеба |
|||
нии, зыход из строя любого элемента приводит к отказу всей системы. Поэтому структурную схему расчета надежности можно представить в виде последовательного соединения элементов гасителя.
Предполагаемая надежность гасителя ориентировочно' подсчитывалась из следующих соображений: