книги / Расчет и конструирование горных транспортных машин и комплексов

графоаналитический Методом из условия допустимого нажатия коло­ док N (рис. Х-23).

Сила трения, отнесенная к одной колодке,

B= *L U

т/к

Так как в принятой схеме линия, соединяющая центр колеса и ось тормозной колодки, составляет с подвеской угол 90°, усилие, растягивающее подвеску Р а -ъ равно В .

Тогда усилие, воспринимаемое тягой 3, можно определить из суммы моментов сил относительно точки Ь, считая рычаг 2 перпен­ дикулярным к тяге 3:

Воспринимаемое опорой усилие Рь-Х определяется графически из силового параллелограмма. По найденным усилиям производят расчет на прочность тяг, рычагов, шарнирных сочленений и других элементов тормозной системы.

Электромагнитные тормоза

Для увеличения тормозной силы поезда перспективным является оборудование локомотивов или специальных прицепных платформ дополнительно рельсовыми элек­ тромагнитными тормозами. Харак­ терная особенность последних за­ ключается в том, что развиваемая ими тормозная сила не зависит от веса локомотива, а определяется лишь электромагнитной силой притяжения полюсных наконечни­ ков к рельсам и коэффициентам

трения башмаков о рельсы. Электромагнитный тормоз под­

вешивают к раме локомотива или

во^ом 2 составляют магнитную си­ стему. При подаче тока в катушку возбуждения электромагнитный тормоз полюсными наконечника­ ми 7 прижимается к рельсу 3.

ками и головкой рельса не должен превышать 5—10 мм. Тормозная сила передается раме локомотива или тормозной тележке через упоры 5, закрепленные на магнитопроводе.

Величина тормозной силы, создаваемой за счет трения между башмаками и рельсами, определяется как

£ = ф 2 # м,

где ср = 0,2 -f- 0,24 — коэффициент трения башмаков о рельсы (по данным Днепропетровского горного института);

2 * м — суммарная сила прижатия тормозов к рельсам.

Достоинства электромагнитных рельсовых тормозов: быстродей­ ствие и эффективность торможения. Недостатки: развиваемая тор­ мозная сила существенно зависит от засоренности рельсового пути и сложность регулирования силы торможения.

Песочницы

Песочницы по принципу действия делятся на шиберные и инжек­ торные. Шиберная песочница (рис. Х.25, а) представляет собой сварной корпус с отверстием, закрытым в нижней части шибером. Песочница наполняется сухим просеянным песком. При повороте шибера (от ручного или гидравлического привода) песок через

открывании шибера не высыпается. Избавиться от этого недостатка можно обработкой обычного песка гидрофобной присадкой (стеари­ ном). Обрабатывают песок в специальных барабанах при непрерыв­ ном нагревании и перемешивании совместно со стеарином из расчета 2 кг стеарина на 1 т песка. Обработанный песок обладает хорошей сыпучестью при влажной атмосфре. Для гидрофобного песка доста­ точно иметь высыпное отверстие песочницы диаметром 10 мм. При пол­ ностью открытом отверстии 3 л песка достаточно для непрерывной подачи на протяжении 560 м пути.

Инжекторные песочницы применяют только при наличии на локо­ мотиве сжатого воздуха. Песочница представляет собой пустотелый корпус, в днище которого предусмотрено инжекторное устройство (рис. Х.25, б). Из резервуара песочницы песок попадает в камеру 5 с соплом 4. Через патрубок 3 к соплу подводится сжатый воздух. Вырываясь из сопла, воздух увлекает за собой частички песка, которые по шлангу 7 направляются к рельсам.

Инжекторные песочницы работают гораздо лучше, чем шибер­ ные, и могут подавать даже влажный непросеянный песок.

Передние и задние песочницы снабжают обычно независимыми приводами, чтобы можно было одновременно включать лишь одну

(редуктор) вращающий момент передается на движущие колеса локомотива. На отечественных электровозах применяют одно-, двух- и трехступенчатые передачи. На малогабаритных электровозах АК-2У и ЗКР применяют групповые приводы: один двигатель вра­ щает обе колесные оси (рис. Х.26, а, б). Достоинство таких приводов: малые размеры, что важно для указанных электровозов. Недостаток: жесткая связь между всеми движущими колесами. Так как из-за существующих допусков изготовления и различного износа диа­ метры колес обычно различны, то при работе таких электровозов имеется скольжение обода колес по рельсу, возникают динамические удары и повреждения самой передачи.

На остальных электровозах применены индивидуальные приводы: каждая ось электровоза получает вращение от отдельного дви­ гателя.

Длительное применение на электровозах одноступенчатых пере­ дач выявило их недостатки: малое передаточное отношение (что тре­ бовало применения специальных тихоходных двигателей), низкая надежность и малый клиринс.

Ранее бы^и разработаны трехступенчатые редукторы, но от них отказались из-за сложности изготовления и частых повреждений при эксплуатации.

На современных э л е к т р о в о з а х устанавливают в основном двухступенчатые редукторы в массивном литом корпусе. Зубчатое ко­ лесо на колесной паре располагают смещенным относительно сере­ дины оси с целью уменьшения упругих колебаний и динамических нагрузок в ней. Наиболее работоспособным является редуктор по схеме на рис. Х.26, е. Он разработан для электровоза 13АРП и при­ менен на типажных локомотивах.

Блок «двигатель — редуктор» одной стороной оперт через под­ шипники на ось колесной пары, а другой укреплен на раме через упругие (пружинные) элементы. Сравнение цилиндроконических редукторов с разъемом по горизонтали и с косым разъемом показало лучшие эксплуатационные качества и удобство при ремонте вторых. Проектируют зубчатые передачи (редукторы) из условия заданных сцепного веса и скорости движения локомотива. По величине сцеп­ ного веса находят максимальное передаваемое тяговое усилие

•^шах == -Рентах»

гДе 'Фтах — максимальный коэффициент сцепления ходовых колес с рельсами.

Скорость движения принимают из конструктивных и эксплуата­ ционных соображений для маневрово-сборочных локомотивов — 5— 10 км/ч, для магистральных — 8—16 км/ч. Скорость движения и мощ­ ность аккумуляторных электровозов ограничиваются в основном энергоемкостью тяговой батареи.

На зарубежных локомотивах наиболее распространен шестерен­ ный редуктор. Однако ряд фирм изготовляют электровозы с червячными

передачами (английская фирма «Клейтон», фирма ФРГ «Бергбаугезелыпафт» и др.).

Достоинство червячных передач: малые размеры при достаточно большом передаточном отношении. Недостатки: большие осевые уси­ лия, для уравновешивания которых в буксах колесных пар и на оси червяка приходится использовать упорные подшипники; пони­ женный к. п. д.

На электровозах наиболее распространено последовательное рас­ положение приводов относительно колесных пар (рис. Х.27, а), при котором получается вполне удовлетворительная устойчивость

рис. Х.27. Схемы расположения приводов на электровозах:

а — последовательное; б — внутреннее; в — внешнее

электровоза при небольшой жесткой базе. На электровозах тяжелых классов со сравнительно большой жесткой базой применяют внутрен­ нее расположение приводов (рис. Х.27, б), при котором обеспечи­ вается Наибольшая устойчивость и удобство осмотра и текущего ремонта двигателя.

При очень Малой жесткой базе принимают внешнее расположение приводов (рис. Х.27, в). Обычно так располагают приводы на акку­ муляторных электровозах, устойчивость которых обеспечивается

на рис. Х.28. Крутящий момент от дизеля Д передается через упру­ гую муфту УМ на главный вал коробки передач КП. При нейтральном положении рукоятки скоростей фрикционные муфты ФМ1 и ФМ2 выключены и усилие на движущие колеса не передается. При уста­ новке Рукоятки скоростей в одну из четырех позиций сжимаются диски Соответствующей фрикционной муфты и крутящий момент передается через реверсор, промежуточный редуктор, телескопиче­ ские карданные валы и приводные редукторы на оси движущих колесны^ нар. Реверсор представляет собой три находящихся

в зацеплении друг с другом конических колеса, два из которых сво­ бодно сидят на реверсивном валу, а третье передает момент на про­ межуточный редуктор.

Реверсирование локомотива достигается соединением одного из свободно вращающихся конических колес со своим валом с помощью перекидной кулачковой муфты.

Через главный вал коробки передач КП вращающий момент пере­ дается от двигателя Д на редуктор компрессора РК. В редукторе предусмотрена фрикционная муфта для автоматического включения — выключения компрессора пневматическим регулятором давления.

Рис. Х.28. Кинематическая схема привода дизелевоза 8ДР

Г и р о с к о п и ч е с к и й п р и в о д гировозов является одновременно двигателем и аккумулятором механической энергии.

Применяемый на гировозах ГР-5 и ГР-4 узел маховика (рис. Х.29, а) состоит из корпуса 4 с крышкой 3, в котором помещается соб­ ственно маховик 2, напрессованный на ось 1.

Маховик представляет собой фигурный диск массой 1650 кг, изготовленный из стали марки 40Х. Он через ось 1 и стакан 5 под­ вешен к крышке 3 с помощью специального шарикоподшипника 8, воспринимающего вес маховика, 1и подшипника 9, воспринимающего радиальную нагрузку. Нижний роликовый подшипник 10 через стакан 6 воспринимает только радиальную нагрузку. На нижнем конце оси 1 закреплена коническая фрикционная полумуфта 7.

Маховик М раскручивается пневмодвигателем ПД (рис. Х.29, б) через зубчатые колеса z1—z2, кулачковую полумуфту I, кониче­ скую пару z3—z4, зубчатую муфту II I и коническую фрикционную муфту IV.

Вращающий момент от маховика на движущие колеса передается через полумуфту II, зубчатые колеса z5—ze, фрикционную муфту

скоростей F, зубчатые колеса z7—z8 (первая скорость) или z9—z10 (вторая скорость), конический реверсор zxx—z12 (или zxx—z13), звездочку z14 и цепные передачи.

Зубчатая муфта I I I служит для отключения от маховика всей кинематической цепи. Сжимая диски правой или левой части фрик­ ционной муфты F, осуществляют плавный пуск гировоза и плавный

•переход с одной скорости на другую. Кинетическая энергия маховика в конце

раскручивания

ляемых гировозах ГР-5 и ГР-4 маховик раскручивают до скорости пх = 3000 об/мин. При проектировании гировозов проверяют проч­ ность запрессовки маховика на оси и запас Прочности по разруша­

Величину /ср находят из условия равновесия половинь* маховика