Нагрузки, действующие в тяговых передачах троллейбуса, и существующие методы их определения

Приведенные количественные значения вращающих моментов при электрическом торможении не вызывают большой нагрузки тяговой передачи, а характер нагружения трансмиссии, как видно из осциллограмм, вполне благоприятный.

В процессе механического торможения с помощью колесных тормозных устройств тяговая передача нагружается инерционным моментом якоря электродвигателя и трансмиссии, действующим в том же направлении,, что и при тяге.

При испытании этого режима осциллографирование произведено при следующих условиях движения троллейбуса ЗИУ-5: нормальном торможении колесными тормозами при помощи ручного привода; торможении колесными тормозами посредством пневматического привода при блокировании ведущих колес (рис. 35,в) и комбинированном — электропневматическом

- торможении при блокировании ведущих колес (рис. 35, г).

Нормальное механическое торможение при помощи колесных тормозных устройств, без блокирования ведущих колес, вызывает инерционные моменты, прямо пропорциональные интенсивности замедления троллейбуса. В этом случае в тяговой передаче возникает знакопеременная колебательная нагрузка карданного вала с наибольшим значением вращающих моментов до 530 Н*М (53 кГ*м) при пневматическом приводе и до 460н-м . (46 кГ*М) при ручном приводе.

При торможении троллейбуса колесными тормозами с помощью пневматического привода с блокированием ведущих колес вращающий момент карданного вала достигает 700 Н*М (70 кГ-м).

В случае полного блокирования обоих ведущих колес угловое замедление якоря и величина инерционного момента непропорциональны линейному замедлению, а зависят от скорости блокирования ведущих колес. Инерционные моменты, нагружающие тяговую передачу, будут тем больше, чем интенсивнее начало торможения и выше скорость блокирования колес.

При обледенении, загрязнении дорожного покрытия и других неблагоприятных условиях движения троллейбуса между его правым и левым колесами и дорогой могут иметь место различные коэффициенты сцепления. В этом случае возможно блокирование только одного ведущего колеса и воздействие на тяговую , передачу нагружающих моментов будет иметь более сложный характер.

Величина момента, как и в предыдущем случае, зависит от скорости вращения якоря, а также от скорости блокирования колес к началу торможения и в ряде случаев достигает 1000 н-м (100 кГ-м).

Электропневматическое торможение по существу является комбинированным. В этом случае характер нагрузок на тяговую передачу определяется особенностями реостатного и пневматического торможения. При нажатии тормозной педали в начальной стадии вступает в действие электрическое— реостатное торможение, которое сопровождается медленным нарастанием нагрузки обратного знака по сравнению с режимом тяги, так как часть кинетической энергии якоря преобразуется в электрическую и, следовательно, поглощается непосредственно в тяговом электродвигателе.

В последней стадии одновременно с электрическим реостатным торможением начинает действовать механический тормоз с пневматическим приводом. При комбинированном действии двух тормозных систем характер и величина нагрузок на тяговую передачу изменяются в зависимости от условий и параметров колесных тормозных устройств, как это было сказано ;выше.

Наибольшие нагрузки при электропневматическом торможении троллейбуса ЗИУ-5 в условиях блокирования ведущих колес достигали на карданном валу 700 н-м (70 кГ-м) (см. рис. 35, г). При блокировании ведущих колес в зависимости от условий сцепления максимальные значения нагрузочных моментов, действующих на отдельные полуоси, превосходят средние величины при равномерном их нагружении. В большей степени нагружается полуось, связанная с заблокированным колесом.

Испытания троллейбусов ЗИУ-5 и МТ6-82Д показали, что наибольшие величины нагрузок на тяговую передачу возникают при срабатывании электрических аппаратов защиты (реле максимального тока и автоматического’ .выключателя), предохраняющих электрические цепи от чрезмерной перегрузки.

При достижении тока уставки в силовой цепи троллейбуса ЗИУ-5 происходило срабатывание аппарата токовой защиты, что вызывало резкое

повышение величины магнитного поля и, следовательно, момента тягового электродвигателя. Срабатывание реле максимального тока (при токе около-500а) вызывает нагрузку карданного вала моментом до 3350 н*м и (335 кГ*м), причем возрастание момента, как это видно из осциллограммы (рис. 35, д)г носит импульсный характер. Величина вращающего момента 3350 Н*М (335 кГ*м), полученная опытным путем в результате испытания, имеет достаточно близкую сходимость с расчетным значением в соответствии с: данными характеристики тягового электродвигателя.

Резкое и наиболее высокое возрастание моментов, действующих на тяговую передачу при срабатывании аппаратов защиты, вызывает весьма, значительную нагрузку на ее детали и, по-видимому, упругое закручивание валов (карданного вала, полуосей), так как после размыкания силовой цепи в передаче появлялся колебательный процесс, затухавший через 1,2— 1,6 сек. Наибольшее значение момента с отрицательным знаком в процессе колебания нагрузки достигало 2520 Н*М (252 кГ-м).

При срабатывании защиты от перенапряжения и при перерыве питания тягового электродвигателя (например, при снятии нагрузки с линии, при проезде участковых изоляторов) также имеет место определенное нагружение тяговой передачи. Количественное значение моментов в этом случае меньше предыдущего, и поэтому, как правило, опасности для прочности деталей трансмиссий не возникает. Однако следует иметь в виду., что в. этом случае появляются сложные неустановившиеся электромеханические процессы, вызывающие в отдельных случаях значительные динамические нагрузки.

В табл. 6 указаны наибольшие величины вращающих моментов карданного вала троллейбусов ЗИУ-5, МТБ-82Д и троллейбуса повышенного напряжения на 1200/600 в, полученные в результате испытания и осциллографирования нагрузок на тяговые передачи.

Сравнительная оценка рассмотренных ранее методов определения расчетных нагрузок тяговой передачи троллейбуса позволяет сделать следующие выводы.

Первый метод — расчет тяговой передачи по вращающему моменту,  развиваемому тяговым электродвигателем при появлении в его цепи тока, вызывающего срабатывание аппаратов электрической защиты от перегрузку или Короткого замыкания, характеризуется простотой определения расчетных нагрузок. Детали тяговой передачи, рассчитанные по первому методу, практически обладают достаточной прочностью и надежностью. В данном случае при определении допускаемых напряжений рекомендуется руководствоваться большими значениями запаса прочности. Однако следует иметь в виду, что этот метод не учитывает ударных нагрузок, которые возникают в тяговой передаче при несовершенных электрических, схемах управления  тяговыми электродвигателями. По мере усовершенствования системы

управления тяговым электродвигателем и, следовательно, значительного сокращения ударных нагрузок, вызываемых поглощением кинетической энергии якоря, этот недостаток будет иметь все меньшее и меньшее значение.

Первый метод рекомендуется для повседневных инженерных расчетов, второй — при всесторонних исследованиях тяговой передачи.