Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Каландадзе В.А. Колебания вагонов подвесных канатных дорог

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
20.59 Mб
Скачать

В коробке

ртутных

контактов

помещены

сопротивления

Ri и Ro служащие для

регулировки тока в цепи управляю­

щих электродов-тиристоров Т{

Т2 .

 

 

 

осуществ­

Соединение

ртутных

контактов

с тиристорами

ит яетс я

трехжшлшы.м

кабелем

при

помощи

штепсельного

разъема

ШР[.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бесконтактный переключатель,

соединяется с

путевым

переключателем

каретки

при помощи

шлангового

гибкого

кабеля

и штепсельного

разъема

ШР2 .

в

осуществляется

од­

Питание схемы

напряжением

12

ножильным

проводом

от аккумуляторной

батареи. « + »

ак­

кумулятора подключается к массе вагона.

 

 

 

Схема

подключается

к аккумулятору

при

помощи кноп­

ки ВК. установленной справа у выходной двери іваїпона. Там же установлено сигнальное устройство для контроля за на- п ря ж е нием акку мул я тор а.

При напряжении на аккумуляторе больше 10,8 в стаби­ литрон СТ (Д811) открыт, при чем через .него проходит номи­ нальный ток (2—3 ма). Триод TIT 1, работающий в ключевом режиме, открывается, напряжение на коллекторе его, а так­ же на базе триода ПТ2 минимально, поэтому последний за­

перт

и сигнальная лампа Л не горит.

 

 

 

При уменьшении напряжения на аккумуляторе стабили­

трон

запирается, триод ПТ1 также заперт.

Напряжение

на

базе

триода ПТ2, определяемое напряжение

делителя Rz

и

ПТ1, достаточно для открывания триода ПТ2 и сигнальная

лампа

Л загорается.

 

 

 

 

Весь рабочий цикл может быть представлен в виде пос­

ледовательных

позиций,

сменяющих

друг друга

в течение

одного

периода

колебаний вагона (рис. 44).

 

 

I

позиция — начало

цикла — вагон отклоняется вправо.

При

отклонении

на 2° каретка включается и начинает

дви­

гаться вправо (на

рис. 44 движение каретки отмечено стрел­

ками) .

 

 

 

 

 

 

 

II

позиция

вагон

отклоняется

вправо; каретка

дви­

жется

вправо.

 

 

 

 

 

 

I I I

позиция

вагон

достигает крайнего правого

поло­

жения;

каретка

доходит

до среднего

положения,

после

чего

ее привод отключается от питания и она по инерции продол­

жает

двигаться

вправо.

 

IV позиция —• вагон начинает двигаться влево; каретка

продолжает по

инерции

двигаться вправо.

V позиция — вагон продолжает двигаться влево, а ка­

ретка

вправо.

 

 

VI

позиция

— вагон

продолжает двигаться влево; ка­

ретка в своем движении доходит до крайнего правого поло­ жения и останавливается (в это время вагон не доходит до

80

Затем цикл повторяется до тех пор, пока угол отклоне­ ния вагона находится в пределах зоны чувствительности ртутных контактов 1^2°).

Разложение рабочего цикла на отдельные позиции удоб­ но для анализа всего процесса гашения колебаний. Дей­ ствительно, как было показано в главе IV, уравнение (4.40) характеризующее процесс колебания, содержит коэффициен­

ты, находящиеся

в сложной

зависимости от

параметров

процесса.

 

 

 

 

 

 

 

Зададимся численными значениями параметров, входя­

щих в уравнение

(4.40).

Рассмотрим

в качестве примера

ППКД «пл. Руставели — плато

Мтацмимда».

 

Определение равнодействующих сил трения затрудни­

тельно, поэтому найдем коэффициент затухания

6 из уста­

новленной

опытным путем

скорости

затухания

поперечных

колебаний

по формуле

(4.37).

 

 

 

Согласно диаграммы свободных колебаний вагона (рис.

53).

 

 

 

«р, = 4°,

 

 

ґ=122 сек,

ср0 =12°,

5 = 0,0087

1/сек.

Момент инерции вагона, который, вообще говоря, может быть определен по известной формуле, в данном случае удобнее определить по частоте собственных колебаний ва­ гона.

Согласно рис. 53 период колебаний вагона Т = 3,8 сек. Соответственно круговая частота

 

ш = ^ . = 1,66 1/сек.

(5.1)

Зная со, можно

определить

частоту собственных

колебаний

при отсутствии сил

трения, т.

е. коэффициент I{v из

уравнения

(4.40). Поскольку ш = ]/о)^ — о2 , можно написать, заменяя

w0 — Kt

^ f = c o 2 + 6 2 « 2 , 7 5 1/сек2 .

(5.2)

Прежде чем использовать найденное значение Kf для опре­ деления / из уравнения (4.42), зададимся массой каретки пг =

кГ * сєк^

= 12

и примем по конструктивным соображениям / = 4,5 м.

м

Подставляя цифровые значения в выражения Кг из уравне­ ний (4.42), решим его относительно момента инерции /

/ = J _ [ (ML+ml)g-ml2Kf]

=

кГ-м-сек2 .

Подставляя

известные величины

в равенство (4.42)

найдем

 

2 =0,39 1/сек2 ,

/Сз=0,18.

 

Подставляя

постоянные в уравнение (4.40) получим

 

Ф+0,0174 ср+2,75 с р = —0,39 ф —0,18 ф.

(5.3)

В соответствии с постановкой задачи, угол отклонения ка­ ретки меняется от—ф до+ф. Поскольку ход каретки от среднего положения составляет +0,7 м, а высота / = 4,5 м, то

ф0 = 9°.

(5.4

Чтобы перейти к численному решению уравнения (5.3) сделаем одно допущение, которое согласуется с описанным чередованием позиций рабочего цикла и лабораторными на­ блюдениями. Для этого прежде всего исключим время, в течение которого каретка неподвижна относительно вагона, а затем условимся, что движение каретки в остальной части цикла происходит по гармоническому закону.

Зная закон движения вагона

ср = ср0 cos mt,

(5.5)

и круговую частоту его колебаний о>=Л,66 1/сек, найдем ориен­ тировочные значения угловой скорости вагона вблизи состояния равновесия.

При средней амплитуде колебаний 7,0° эта скорость выра­ зится

с о =

— ср0 sin

wt fa 12°/сек.

Из рассмотрения

позиций

движения каретки можно заклю­

чить, что она остается неподвижной в интервале с р « ± 2 . Сле­ довательно, путь совместного движения каретки с вагоном соста­ вит = 4°. Соответственно, интервал времени, в течение которого каретка остается неподвижной

4еп = 0,3 сек.

(5.6)

Период активного движения

каретки

 

^ = Г - 2 / „ е „ = 3 , 2

сек,-

(5.7)

поэтому закон ее движения в активной фазе

будет

ф = ф 0 cos

1,96/,

(5.8)

откуда

 

 

 

ф = - 1 , 9 6 2 ф0

cos

1,96 t.

(5.9)

83

 

. Найденные

значения

ф и ф используем при

решении

урав­

нения (5.3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку рабочий цикл состоит из чередующихся

пе­

риодов движения

каретки и ее относительного покоя,

разобь­

ем

цикл

на

4

этана.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I этап включает

движение

 

каретки

 

от — ф0

до + ф„

 

(позиции

I — V I рис. 44). За

это время

ватой

совершает

почти

половину

полного колебания

т. е. движется

вправо от

ф =

+ 2°, а потом влево

до некоторого

небольшого

угла.

 

 

II

этап совершается

с неподвижной

кареткой

 

(позиции

V I — V I I ) .

При этом

вагон,

двигаясь влево,

проходит

зону

нечувствительности датчика

угла

отклонения

до т|> = 2°.

 

 

I I I

этап

соответствует

движению

каретки

в

обратном

направлении

из

одного

крайнего

положения

 

в

другое

(от

+ ф до — ф ,

позиции

V I I — X I I ) .

При этом

вагон,

дви­

гаясь

 

влево,

совершает

противоположную

 

по

сравнению с

I

этапом

часть

колебания

от

ф = — 2 ,

доходит

до

крайнего

положения и начинает двигаться вправо

до небольшого от­

рицательного

угла.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IV этап аналогичен второму и совершается с неподвиж­

ной

кареткой (позиции XII1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уравнения

(5.3) решаем для каждого

этапа

последова­

тельно,

при этом

результаты

предыдущего

 

решения

будут

служить начальными

условиями

для последующего

 

этапа.

 

 

I э т а п .

Вагон

отклоняется

вправо,

каретка

начинает

дви­

жение

вправо

от ф = ф0 = — 9°, к концу этапа

 

занимает

положе­

ние

ф 1

= + 9 ° .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя

значения

ф и ф в уравнение

(5.3) получим:

 

 

 

 

 

 

Ф+2-0,0087ср+2,75 <р=—2,71 cos 1,96 t,

 

 

(5.10)

частное

решение

которого

будет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а> = 2,49 cos 1,96

t,

 

 

 

 

 

 

 

(5.11)

а

его общее решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о?=А1-°-0 0 8 7

'cos (1,66 t+а)

+2,49

cos 1,96/.

 

 

(5.12)

А и а

определяем

из начальных

условий

 

и условий

в конце

этапа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончательно закон колебания вагона на 1 этапе будет

 

 

tp= 12,44 ; - ° ' 0 0 8 7 ' cos (1,66 /+4,673)+2,49

cos 1,96/.

 

(5.13)

 

 

Найдем время,

в течение

которого совершается

1 этап.

 

 

 

Конец

1 этапа

характеризуется

условием

ф = 9°,

 

поэтому,

согласно уравнению

(5.8) /=1,61 сек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По истечении этого времени угол отклонения вагона от вер­

тикали

ср и угловая

скорость

ср составят

соответственно:

ср =

= 3,473 ,

ф = -17,8°/сек.

 

 

 

По

уравнению

(5.13) построена кривая

колебаний вагона

(а)

в течение 1 этапа в интервале

£ = 0ч-1,61

сек (рис. 45).

 

т

т т ш т .

Рис. 45. Кривые колебания вагона. 1-е включенным гасителем, II—с выключенным гасителем

II э т а п .

Вагон

продолжает отклоняться

влево,

каретка

не движется до ср =

• 2°

движения

вагона

(конец

1 этапа)

Начальными

условиями

будут:

 

 

 

 

 

 

 

ср = 3,47°,

(р = 17,8°/сек,

ф = 9*.

 

Для удобства решения отсчет времени на каждом этапе ве­

дем заново, т. е. вначале этапа t=0.

 

 

 

Подставляя

ф=9°

в уравнение (5.3), получим

 

? + 2• 0,0087 tp-f-2,75 ср = - 0 , 3 9 - 9 =

- 3 , 5 1 .

(5.14)

Общее решение

этого

уравнения будет

 

 

9

= .4е-°'0 0 8 7 ' cos(l,66f+a) - l,28 .

(5.15)

Аи а определим из начальных условий.

Иокончательно закон колебания вагона на II этапе будет

Ф== 11,75 e-o>oos7/c o s (1,661,155)—1,28.

(5.16)

Найдем время, в течение которого совершается II этап. Конец I I этапа, характеризуется условием <р= —2°, поэтому,

согласно (5.16) находим

£ = 0,29

сек.

 

По

истечении этого

времени

угловая скорость вагона

 

 

<Р/-о.2о=-1 9 .4 7сек.

 

По

уравнению

(5.16) построена кривая

колебания вагона (б)

в течение II этапа

в интервале £=0ч-0,29

сек (рис. 45).

 

III

э т а п .

Вагон

продолжает двигаться

влево, каретка начи­

нает движение

влево до ф = —9°.

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя

из (5.8)

и (5.9)

значения

ф и ф

в

уравнение

(5.3), получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ср+ 2-0,0087 <р + 2,75<р = 2,71

cos 1,96Л

 

 

(5.17)

 

Частное решение этого уравнения аналогично (5.11)с обрат­

ным знаком

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<р = - 2 , 4 9

cos 1,961,

 

 

 

 

(5.18)

а

общее решение

аналогично (5.12)

 

 

 

 

 

 

 

 

Ф==Ле-°'0 0 8 7 'cos (1,66 * + а ) - 2 , 4 9

cos

1,96*.

 

(5.19)

 

Окончательно

закон

колебания

вагона на I I I этапе

будет

 

с? = 1Г,69е-0 -0 0 8 7 ' cos (1,66*+1,529) —2,49 cos 1,96*.

(5.20)

 

Время, в течение

которого

совершается

III этан

аналогично

I

этапу

^ =1,61

сек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По

истечении

этого

времени

угол

отклонения

 

вагона от

вертикали <р и угловая

скорость

<р составят:

ф=—3,16°,

ср =

=

16,65

°/сек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По

уравнению

(5.20)

построена

кривая колебания вагона (Ь)

в

течение II I этапа в интервале

* = 0-f-l,61

сек (рис. 45).

 

 

IV

э т а п .

Вагон

продолжает

отклоняться

вправо, каретка

не движется до ср = + 2 ° .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Начальными условиями движения вагона (конец

II I этапа)

будут:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ср=—3,16°,

ср=16,65°/сек,

ф = —9°.

 

 

 

 

Подставляя

ф = —9 в уравнение (5.3), получим

 

 

 

 

 

 

ср' +2-0,0087(^+2,75 9 = 3,51

 

 

(5.21)

и аналогично I I этапу,

общее решение этого

уравнении

будет

 

 

ф = Л е - ° - 0 0 8 7 г cos (1,66* + « ) + 1 , 2 8 ,

 

 

(5.22)

а

закон

колебания

вагона

на IV этапе будет

 

 

 

 

 

 

 

ср=10,95е 0 ' 0 0 8 7 'cos(l,66*+4,294)+l,28 .

 

(5.23)

 

Время, в течение которого совершается

IV этап

аналогично

II

этапу—*=0,29 сек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По

истечении

этого времени

угловая

скорость

вагона

<р =

=

18,1°/сек.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

86

По уравнению (5.23) построена кривая колебания вагона (г) в течение IV этапа в интервале ^=0ч-0,29 сек (рис. 45).

Аналогично расчитывались последующие периоды коле­ баний до тех пор, пока их амплитуда не уменьшилась до 4°.

На рис. 45 показана диаграмма затухающих колебаний вагона при действующем гасителе (кривая I ) . Кривая I I изображает затухающие колебания в случае выключенного

гасителя.

 

 

 

Коэффициент затухания,

определенный

по кривой I ,

согласно (5.1) составляет б =

0,0414, т. е. увеличился

при­

мерно в 4,5 раза по сравнению

с затуханием,

вызванным

аэродинамическим сопротивлением вагона и другими

ес­

тествен ными ф актор а ми.

 

 

 

Сравнительно большой эффект, полученный в этом ана­ лизе по сравнению с данными лабораторных экспериментов, по-видимому, объясняется некоторой идеализацией рабочего

цикла .каретки. В частности, не

были учтены инерционные

силы,

вызывающие запаздывание

начала движения каретки

после

включения ртутных контактов, незначительное измене­

ние периода колебаний и др.

 

 

Г Л А В А

V I

ИСПЫТАНИЯ ГАСИТЕЛЯ П О П Е Р Е Ч Н Ы Х К О Л Е Б А Н И И ВАГОНОВ П П К Д С САМОХОДНОЙ КАРЕТКОЙ

§ 1. Промышленный образец гасителя поперечных колебаний вагона ППКД с самоходной кареткой

Кинематическая и принципиальная электрическая схема промышленного образца ігасителя аналогичны описанным выше схемам опытного образца. При изготовлении промыш­ ленных образцов основное внимание уделялось компоновке и приспособлению к существующей конструкции вагонов, а также надежности работы всех частей гасителя.

На рис. 46 представлен общий вид каретки гасителя и направляющих из дюралюминиевых угольников, смонтиро­ ванных на несущей конструкции, облицованной тонким листовым дюралюминием. Эта конструкция .с помощью вось­ ми болтов крепится ко дну вагона (рис. 47).

На рис. 46 видны некоторые узлы электрической схемы гасителя. На внешней поверхности неподенежного кожуха закреплена коробка с тиристорами и другими элементами электрической схемы. От коробки отходит трехжильный ка­ бель со штепсельным разъемом для электрического соедине­ ния цепи питания и управления кареткой. Для предохране-

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ