Расчет запаса устойчивости вагона от выжимания продольными силами, возникающими в поезде при торможении

Значительные по величине продольные растягивающие силы, возникающие в составе поезда, влияет как на прочных упряжных приборов и рам вагонов, так и на устойчивость против схода вагона с рельсов. На кривом участке пути вагоны в плане располагаются под углом друг к другу и возникающие горизонтальные составляющие продольных растягивающих сил N, направленные к центру кривой радиусом R, приводят к перегрузке внутреннего рельса и разгрузке наружного.

Действие этих сил неблагоприятном случае может привести к скатыванию колеса гребнем на головку рельса и сходу вагона. Это явление принято называть выжиманием. Для современных грузовых вагонов коэффициент запаса устойчивости вагона для первой и второй тележек на ходу вагона по критерию скатывания гребня колеса на головку рельса из-за перекоса вагона под действием продольных сжимающих сил N, определяется по следующей формуле:

(3.4)

где β - угол образованный прямолинейной части контура профиля гребня колеса и плоскостью пути

μ - коэффициент трения, принимаем 0,25

N – продольная сжимающая сила в поезде, принимается для порожнего вагона или при загрузке < 50%, N=0,5МН

2L - расстояние между упорными плитами автосцепок вагона, берется по заданию, м

2l – база вагона, м

2L_с - длина вагона по осям сцепления, м

2S - расстояние между кругами катания колес, м

R - радиус кривой, м

2δ - полный поперечный разбег рамы вагона относительно оси пути в сечении по пятнику; при ориентировочных расчетов для грузовых вагонов, со средними изношенными гребнями колес принимается 0,08 м

a – длина корпуса автосцепки от оси сцепления до конца хвостовика, м

h_п –высота рабочей плоскости пятника над уровнем головок рельсов

h_п =0,8 м

h_ц - расстояние от точки приложения силы Н_ц до уровня головок рельсов, м

;

где N_ка и N_кб – продольные критические силы, приводящие к относительному перекосу вагонов и осей сцепок в плане, определяем из выражений

;

С_г - горизонтальная жесткость рессорного подвешивания одной тележки, МН/м

С_г =9 МН/м

Р_Т - вертикальная нагрузка от тележки на путь, учитывающая обезгруживание под действием продольной силы определяемая по следующей формуле:

Р_ст - расчетный вес вагона

∆ h_а - разность уровней осей автосцепок в соединении двух вагонов, м

С_в - вертикальная жесткость рессорного подвешивания одной тележки, МН/м

С_в=8 МН/м