поезда понижается; если FK = W , то — = 0, будет иметь место
установившееся движение (v = const).
Разность между силой тяги и сопротивлением движению — ус коряющая сила. Последняя, приходящаяся на единицу веса поезда, называется удельной ускоряющей силой.
Торможение поезда производится при выключенных двигате лях, когда FK = 0. При этом к силам естественного сопротивления прибавляется искусственное сопротивление — тормозная сила, и
уравнение движения принимает вид |
|
|
|
— ( W + B K) = |
™ °(P + Q ) V + y ) i* :. |
(201) |
|
При свободном выбеге |
Вк = 0 и уравнение (201) |
запишется |
|
__ц/__ 1000 (Р Ч~ Q) (1Ч~ Y) |
dv |
(202) |
|
|
g |
clt |
К ' |
Если принять, что изменение скорости происходит по линей
ному закону, т. е. при |
= а |
= const, то, решая уравнения |
(199) и (201) относительно |
= |
а, можно найти ускорение при |
разбеге, а также замедление при торможении или свободном вы беге.
Если подставить в уравнение (199) вместо FK и W их значения
из выражений (195) и (198) и принять среднее значение у = |
0,075, |
то, перенеся 2 W в правую часть уравнения, получим |
|
1000Рсцфк = (Р + Q) g (w0 ± i + 108а). |
(203) |
При заданном Р определяют Q.
Для угольных шахт характерно движение груженых составов на спуск, а порожних — на подъем.
Для откаточных выработок с различными профилями массу поезда по сцеплению в общем случае ограничивают одним из следующих условий:
троганием порожнего поезда на среднем подъеме
ЮООф |
кН; |
(204) |
|
^’пор + tc+ 108am|n |
|||
|
|
троганием груженого поезда на среднем подъеме при подсыпке
на рельсы песка |
|
|
ЮООгрп |
(205) |
|
^гр+ *с-f- 108amin |
||
|
где Qi и Q2 — сила тяжести прицепной части груженого со става, кН;
Р— сила тяжести электровоза, кН;
ф— расчетный коэффициент сцепления рудничных
электровозов; фп — коэффициент сцепления с подсыпкой песка;
wrр — удельное |
сопротивление |
движению |
груженых |
|
|
вагонеток, |
Н/кН; |
|
|
ic — средний уклон, °/00; |
движению |
порожних |
||
шпор“ |
удельное |
сопротивление |
||
Значение |
вагонеток, |
Н/кН. |
|
а = 0,04-f- |
пускового |
ускорения принимается |
|||
-f- 0,05 м/с2.
При движении груженого поезда — по руководящему подъему с установившейся скоростью (для откаточных выработок уклон ного типа характерно наличие подъема в грузовом направлении);
*н; <2ов>
при трогании груженого состава — по руководящему подъему с ми нимальным ускорением при подсыпке рельсов песком:
|
кН' |
(207) |
где ip — руководящий |
уклон, °/00. |
|
Из полученных по |
формулам (204)—(207) силу тяжести при |
|
цепной части поезда принимают минимальной.
Полученное значение Р , кН необходимо проверить по усло виям торможения.
Для уменьшения скорости поезда или его остановки создают искусственное добавочное сопротивление — тормозную силу, ве личину которой можно регулировать.
Наибольшее значение суммы тормозных сил называют тор мозной силой поезда. Торможение можно осуществлять прижа тием тормозных колодок к колесам (механическое торможение) (рис. 104, а), а в электровозах и электрическим способом — отклю чением электродвигателей от сети и превращением их в генера торы, которые приводятся в действие силой движущегося поезда. При этом ток, вырабатываемый генератором, превращается в тепло в реостатах (реостатное торможение) или возвращается в сеть (генераторное торможение). Одновременное включение колодоч ного тормоза и электрического торможения не повышает тормоз ную силу поезда, так как тормозная сила в них реализуется через силу сцепления колес с рельсами.
На электровозах могут быть дополнительно установлены электромагнитные рельсовые тормоза, в которых торможение осу ществляется специальными башмаками, скользящими по рельсам и прижимаемыми к ним электромагнитом (рис. 104, б).
Рассмотрим наиболее типичный случай — механическое тор можение только одного электровоза. Все оси электровоза обору
дованы тормозами, а следовательно, тормозпой вес электровоза равен его общему весу [тормозным весом (кН) называется вес, при ходящийся на тормозные оси]. Под действием силы нажатия коло док на трущейся поверхности обода возникает тормозная сила NfK (рис. 104, а).
Торможение должно осуществляться так, чтобы не |
было юза, |
|
т. е. скольжения застопоренных |
колес по рельсам, |
а именно: |
N fK^ |
1000Рг|)к, |
(208) |
где N — сила нажатия тормозных колодок, Н;
/ к — коэффициент трения колодок о бандажи, равный 0,18—
0,20.
При юзе тормоза перестают 2 3 4 быть управляемыми и ими невозможно регулировать тор мозную силу поезда. Кроме того, скольжение колес при водит к местному износу бан дажей, а также к уменьшению тормозной силы, так как коэф фициент трения скольжения при движении меньше, чем при относительном покое.
Наибольшая величина силы нажатия колодок
N1000Р /К = 1000Р6, Н,
(209)Рио. 104. Схемы тормозов:
где б = -----коэффициент на |
а — колодочпого; |
б — рельсового элек |
|
тромагнитного; 1 — тормозные колодки; |
|||
ук |
тормоз- |
2 — коромысло; |
3 — винт; 4 — штурвал; |
жатия |
5 — винтовая стяжка |
||
Н Ы Х |
К О Л О Д О К . |
|
|
Так как с увеличением скорости движения зна ение коэффи циента фк уменьшается, то для подвижного состава, движущегося
с различными скоростями, б принимается различным. |
-т- 0,9. |
|||
Для шахтных локомотивов можно принимать б = 0,8 |
||||
Полная тормозная |
сила |
поезда |
|
|
|
Вк = 1000Рб/к, Н. |
(210) |
||
Удельная тормозная сила |
P-\-Q ’ Н/кН. |
(211) |
||
>к |
P + Q ~~ |
|||
|
В к |
_ |
1000Р6/к |
|
Согласно Правилам безопасности шахтный грузовой поезд должен быть остановлен на тормозном пути LnБ = 40 м, а при перевозке людей — на тормозном пути LJJв = 20 м.
Практика показывает, что для приведения тормозов в действие необходимо некоторое время, так называемое предтормозное время, которое определяют по эмпирической формуле [64]
*п = 1,4+ *х, |
(212) |
где tx — время включения хода тормозной системы, которое со ставляет: для колодочно-колесных тормозов с ручным управле нием tx = 3,5 с; для колодочно-колесных тормозов с пневматиче ским управлением tx = 2,0 с; для системы электродинамического торможения tx = 1,2 -к 1,7 с; для системы рельсовых тормозов tx = 0,3 ч- 0,5 с; поэтому действительный тормозной путь будет меньше заданного ПБ:
£ д= £ бп— (M + *x)y H, м, |
(213) |
где vH— скорость движения поезда в начале торможения, м/с. Допустимую скорость движения (начальную скорость тормо
жения) определяют из условия, что:
а |
2£Д |
2(LnB- V n ) ’ |
м/с2, |
(214) |
|
|
|
или
vl = 2a (,Lnv,— vutn).
Решая это уравнение относительно ун, получим допустимую скорость движения по условию торможения:
v„ = V (а*п)2 + 2aLnB— atn, м/с, |
(215) |
где а — замедление движения поезда, вычисленное по уравнению (214), м/с2.
LXIB = 40 м, регламентированный ПБ тормозной путь.
Если скорость, вычисленная по формуле (215), окажется' меньше скорости установившегося движения груженого поезда при спуске, то предусматривается такой режим движения, при ко тором действительная скорость поезда не превышает вычислен ную по формуле (215).
Электровозы, изготовляемые в соответствии с новым типаж ным рядом, оборудуются спидометром, по которому машинист может контролировать скорость движения поезда. Заданный ре жим движения достигается машинистом периодическим отключе нием электродвигателей или переключением их с параллельного на последовательное соединение. Заданный режим движения может поддерживаться автоматически с помощью специальных устройств.
Снижение скорости движения электровозов по условию тормо жения связано со снижением их производительности. Поэтому не которые типы контактных электровозов дополнительно оборудуют электромагнитными рельсовыми тормозами.
Для этого вычисляют необходимую удельную тормозную силу
Ьк.расч= |
-----Wrp ± ic, Н/кН. |
(216) |
|
Дополнительная тормозная сила, создаваемая электромагнит |
|||
ными тормозами, будет равна |
|
|
|
Ви = ( К расч- Ьк) (Р + <?), Н. |
(217) |
||
Очевидно, что |
BU= NU% , |
Н, |
(218) |
|
|||
где я|)р — коэффициент |
сцепления |
рельсовых тормозов |
(фр = |
= 0,09 ^-0,11);
NM— сила прижатия тормозов к рельсам, Н.
Если в поезде предусмотрены тормозные вагонетки, то необ ходимый сцепной вес тормозных вагонеток будет равен
G |
( Р + |
Q ) Ьк, расч |
Р >кН, |
(219) |
|
1000г|) |
|||
|
|
|
|
где G — сцепной вес вагонеток, оборудованных тормозами, дей ствующими от пневматической системы электровоза и включаемыми тормозным краном электровоза.
Двигатели не нагреваются выше допустимой температуры, если
|
/ д л > / эф* |
|
|
Для рудничных электровозов |
|
||
/ дл = |
(0 ,4 ^ 0 ,4 5 )/ч, |
||
где / дл — длительный ток, |
А; |
|
|
1Ч— часовой ток двигателя, А; |
|
||
|
■а |
\ / ~ |
А, |
' эф : |
|
||
/ эф — эффективный ток |
двигателя |
за рейс; |
|
а — коэффициент, |
учитывающий |
ухудшение охлаждения |
|
двигателей при маневрах и перестановке составов у по грузочно-разгрузочных пунктов;
1п и tn — ток двигателя и время движения на тг-м участке профиля пути;
£р — время рейса, мин.
Рекомендуемые значения а: для угольных шахт при L ^ 1 к.и
а= 1 4- 1,25; при L ^ 1,25 км а = 1,15. Для рудничных шахт а = 1,4 4-1,5.
Время рейса определяют приближенным методом установив
шихся скоростей:
« > = > ■ » + 9 - " Ж . ад + |
<220> |