Причинами колебаний тепловоза при движении по железнодорожному пути являются периодически повторяющиеся воздействия от неровностей пути, рельсовых стыков, изменения жесткости пути на различных его участках, неравномерного износа бандажей, наличия зазоров в буксовых узлах, искажений геометрической формы круга катания колес. Колебаниям подвержен как тепловоз в целом, так и его надрессорное строение (кузов, рама, рамы тележек) в отдельности.
В зависимости от характера перемещений различают следующие основные виды колебанийтепловоза в целом:
виляние — колебательные перемещения продольной оси тепловоза относительно оси пути в горизонтальной плоскости, связанные с поперечными перемещениями тележек в разных направлениях. Эти колебания являются причиной извилистого движения локомотива в рельсовой колее;
относ — поперечные перемещения локомотива в рельсовой колее при сохранении параллельности осей локомотива и пути (обе тележки перемещаются в одном направлении).
Колебания тепловоза в целом, как правило, носят несистематический характер, имеют невысокую частоту и зависят в значительной мере от состояния рельсовой колеи.
Колебания верхнего (надрессорно-го) строения тепловоза более часты и разнообразны. Упругие элементы в конструкции ходовых частей (рессоры) поглощают часть энергии, передаваемой при ударах со стороны пути. Поглощенная энергия преобразуется в колебания надрессорного строения. Основные виды колебаний надрессорного строения локомотивов следующие:
1) подпрыгивание (рис. 11.28, а) — вертикальные перемещения надрессорного строения. Плоскость рамы тепловоза при подпрыгивании остается параллельной плоскости пути;
продольная качка (рис. 11.28,6) — колебания локомотива в продольной вертикальной плоскости относительно горизонтальной поперечной оси;
2) поперечная (или боковая) качка (рис. 11.28, в) — колебания локомотива в вертикальной поперечной плоскости относительно горизонтальной продольной оси.
Колебания тепловозов увеличивают динамические нагрузки и существенно влияют как на прочность их конструкций, так и на устойчивость движения.
Смягчению динамических нагрузок, снижению частоты и гашению колебаний способствует применение
в схемах передачи нагрузки на колесные пары упругих элементов, которые включаются между рамами тележек и буксами, а иногда, как об этом говорилось выше, и между кузовом и тележками. Совокупность упругих элементов, связанных с передачей вертикальных нагрузок в конструкции локомотивов, называется упругим, или рессорным, подвешиванием.
Назначение рессорного подвешивания. Вес рамы и верхнего строения тепловоза передается через упругие элементы — рессоры — на буксы колесных пар. Рессоры отдельных колесных пар в тележке составляют общую систему — рессорное подвешивание, в состав которого могут входить другие (жесткие) детали. Так, рессоры могут быть соединены между собой балансирами и подвесками для того, чтобы выравнивать и перераспределять нагрузки на отдельные колесные пары в случае перегрузки их во время движения.
| Колебания надрессорного строения тепловоза |
Таким образом, назначение рессорного подвешивания состоит в том, чтобы передавать вес тепловоза на шейки колесных пар, равномерно распределять этот вес между осями всех колесных пар и смягчать ударные нагрузки, действующие на колеса со стороны пути.
Вес всех частей тепловоза, расположенных над рессорами (т. е. вес надрессорного строения), называется подрессоренным весом в отличие от неподрессоренного (в основном веса колесных пар с буксами), который передается на рельсы без амортизации. Особенно важна роль рессорного подвешивания в смягчении ударов, возникающих при прохождении стыков рельсов и из-за дефектов поверхности катания (выбоины, эксцентричность) и пути (неравномерный прогиб рельсов из-за плохой подбивки шпал и др.).
Рессорное подвешивание тепловоза состоит из отдельных точек рессорного подвешивания.