Устойчивость колесной пары против схода с рельса

Устойчивость колесной пары в рельсовой колее оценивается коэффициентом устойчивости колесной пары против схода с рельса, учитывающим соотношение вертикальных и горизонтальных составляющих сил, возникающих при движении поезда.

Согласно требованиям Норм должно обеспечиваться устойчивое движение колес по рельсовому пути. Однако при неблагоприятном сочетании в эксплуатации вертикальных и горизонтальных сил, а также при нарушении условий загрузки и отклонений в состоянии вагона могут возникать случаи сползания гребня колеса на головку рельса, что приводит к сходу вагона с рельсов. Поэтому при установлении причины или для предупреждения схода вагона в эксплуатации производится проверка устойчивости движения колеса по рельсу. По рекомендациям Норм подсчитывается коэффициент

, (2.5.1)

где - угол наклона образующей гребня колеса к горизонтальной оси; для стандартного профиля поверхности катания = 60^˚;

- коэффициент трения, принимаемый = 0,25;

- горизонтальная составляющая силы реакции набегающего колеса на головку рельса, действующая одновременно с

- вертикальная составляющая силы набегающего колеса на головку рельса.

Усилия , для существующих конструкций вагонов определяется по формулам (2.5.2), (2.5.3), (2.5.4)

, (2.5.2)

, (2.5.3)

, (2.5.4)

где - осевая статическая нагрузка, = 190 кН;

- собственная сила тяжести колесной пары, =12,289 кН;

- среднее значение коэффициента вертикальной динамики, приближенное значение которого вычисляется по формуле (2.5.5)

(2.5.5))

где - величина, зависящая от осности тележки. Для грузового четырехосного вагона = 1,

А, В - величины, зависящие от гибкости рессорного подвешивания и типа вагона А = 0,03; В = ;

v - скорость движения вагона, v = 33 м/с.

b - половина расстояния между серединами шеек оси, для стандартных осей b = 1,018 м;

l - расстояние между точками контакта колес с рельсами, l = 1,555 м;

, - расстояние от точек контакта до середины шеек, = 0,217 м, = 0,264 м;

r - радиус колеса по кругу катания, r = 0,475 м.

- среднее значение коэффициента динамики боковой качки, приближенно равный

= , (2.5.6)

[ ]- нормированный коэффициент устойчивости колеса, [ ] = 1,4;

- среднее значение рамной силы, вычисленное по формуле (2.5.7)

, (2.5.7)

Определяем вертикальные составляющие силы реакции для набегающего и ненабегающего колес на головку рельса по формулам

Определяем горизонтальную составляющую силы реакции набегающего колеса на головку рельса по формуле

Определяем коэффициент устойчивости колеса по формуле (2.5.8) и сравниваем его с нормированным

(2.5.8)

1,87 > 1,4

Вывод: В ходе расчета устойчивость колесной пары против схода с рельса обеспечена. Так как условие выполняется, то схода вагона и вползание гребня колеса на головку рельса не произойдет.