Определение горизонтальных сил при движении экипажа в кривой малого радиуса

Направляющие усилие , это сила давления гребня колеса на боковую грань головки рельса. За счет этой силы преодолевается сопротивление повороту экипажа при движении в кривой.

По поверхности катания рельса при поперечном смещении бандажа действуют силы трения скольжения равные:

где			вертикальное давление колеса на рельс ;
			коэффициент трения скольжения, в расчете примем его равным 0,25.

Боковая сила – алгебраическая сумма сил трения и направляющего усилия от одного и того же колеса, действующая на рельс: , она вызывает изгиб, кручение и разуклонку рельса.

где

рамная сила, передающая рамой экипажа, через колесную пару на рельс.

Здесь знак минус ставится в случае, когда полюс вращения находится сзади (по ходу движения) колесной пары, знак плюс – когда он впереди колесной пары.

В основ современных методов расчета силовых характеристик при вписывании подвижного состава в кривые участки пути положен обобщенный аналитический метод, позволяющий получить графики – паспорта бокового воздействия экипажей.

Рисунок 1. – Схема сил, действующих на трехосную тележку при вписывании в кривой участок пути, как наихудший случай вписывания

- составляющие сил трения в контакте колеса и рельса:

где			направляющее усилие действующее от наружного рельса на первую по ходу колесную пару тележки свободной и принудительной схемах вписывания;
			направляющее усилие действующее от внутреннего рельса на n-ую колесную пару при принудительном вписывании;
			Непогашенная центробежная сила, фактическая;
			расстояние от первой оси до второй оси тележки;
			расстояние от первой оси до центра тяжести экипажа;
			база тележки.

Сущность расчета силовых характеристик вписывания состоит в составлении схемы уравнений, выражающих равновесие сил, действующих на экипаж и в последующем решении этой системы.

Расчет

Определяют предельное максимальное значение , которое возможно при перекосной установке тележки, когда первая колесная пара касается наружного рельса, а последняя – внутреннего. В этом случае расстояние от первой оси до полюса вращения может быть определено по формуле: