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. По рекомендациям Норм подсчитывается коэффициент[1]:

 

, (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[1]:

 

, (5.2)

, (5.3)

, (5.4)

 

где - осевая статическая нагрузка, = 225 кН;

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

- среднее значение коэффициента вертикальной динамики, приближенное значение которого вычисляется по формуле:

 

(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

 

=

 

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

- среднее значение рамной силы, вычисленное по формуле[1]:

 

(5.6)

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 и сравниваем его с нормированным:

 

 

1,858 < 1,4