|
В тех случаях, когда в характеристиках даны
вращающие моменты Мд
на валу тягового электродвигателя, сила тяги Рк на ведущих колесах может
быть определена по формуле (35).
Системы управления современными троллейбусами позволяют
осуществлять: а) пуск в ход — трогание с места; б) разгон до
выхода на автоматическую (первую безреостатную) характеристику;
в) нормальное движение с регулируемой скоростью; г)
электрическое, реостатное и рекуперативное торможения; д)
торможение с помощью механических тормозных средств, приводимых
в действие посредством пневматических и гидравлических приводов,
а также при помощи обычных рычажных передач (торможение ручным
тормозом); е) комбинированное (например, электропневматическое)
торможение.
Для наиболее тяжелых из перечисленных режимов движения
определяют соответствующие нагрузки в элементах тяговой передачи
как по величине действующих вращающих моментов, так и по
продолжительности их действия.
Прочность и долговечность тяговой передачи в основном зависят от
, максимальных величин передаваемых вращающих моментов,
длительности и характера нагружения различных деталей передачи,
а также от частоты
- повторяемости тех или иных нагрузок.
Практика показывает, что выбор размеров деталей тяговой передачи
(т. е. расчет их на прочность) по вращающему моменту для
наиболее тяжелого режима движения (например, трогания с места и
разгона на пусковых ^ позициях) не дает удовлетворительных
результатов; а детали, рассчитанные таким образом, не
обеспечивают необходимой работоспособности. Это происходит
потому,- что тяговый электродвигатель в силу своей способности к
перегрузкам может в отдельных случаях создавать повышенные.
значения ' вращающих моментов, которые сообщаются тяговой
передаче. Такие случаи , наблюдаются, например, при резком
повышении силы тягл из-за слишком быстрого перехода с одной
позиции контроллера на другую, при коротком замыкании в силовой
цепи и т. д.
Кроме того, в некоторых случаях (например, при отсутствии в
электрических схемах предпусковых позиций и других ограничений
пускового или тормозного тока) детали тяговой передачи
подвергаются, воздействию хотя и кратковременных, но
значительных вращающих моментов, которые реализуются в виде
ударной нагрузки при пуске в ход, резком торможении и т. п. Эти
ударные нагрузки при недостаточно совершенной схеме достигают
больших значений, особенно при изношенных тяговых передачах.
Таким образом, определение нагрузок, действующих на тяговую
передачу, представляет весьма сложную задачу. Поэтому при
инженерных расчетах приходится ограничиваться приближенным
определением величины этих нагрузок и продолжительности их
действия.
Существуют различные методы определения нагрузок, действующих на
тяговые передачи. Основные из них следующие:
1) по вращающему моменту, развиваемому тяговым электродвигателем
при возникновении в его цепи тока, вызывающего срабатывание
аппаратов электрической защиты от перегрузки или короткого
замыкания;
2) по максимальному вращающему моменту, допускаемому условиями
сцепления ведущих колес с дорожным покрытием.
В некоторых случаях для проведения более полного исследования
действительных нагрузок, создаваемых вращающими моментами,
развиваемыми тяговым электродвигателем при пуске в ход,
необходимо учитывать ударные моменты, возникающие в результате
поглощения кинетической энергии якоря.
Наибольшее распространение получил первый метод, сущность
которого заключается в следующем.
Электрическая силовая цепь троллейбуса предохраняется от
повышенного тока, возникающего при перегрузке при коротком
замыкании, специаль-ной аппаратурой электрической защиты. Со
стороны одного полюса силовая цепь троллейбуса обычно защищается
автоматическим выключателем, а со стороны другого -полюса — реле
максимального тока, воздействующим на линейный контактор силовой
цепи.
Когда ток в силовой цепи достигает определенной величины,
превышающей допустимую, автоматический выключатель или линейный
контактор разрывает силовую цепь, в результате чего двигатель
отключется и, следовательно, прекращается передача вращающих
моментов*.
Для обеспечения необходимой прочности деталей тЯговой передачи
учитывают возможные максимальные нагрузки, соответствующие
значениям тока срабатывания аппаратов защиты. Так, например,
автоматический выключатель у троллейбуса МТБ-82Д отрегулирован
на ток срабатывания 450 а, поэтому максимально возможную силу
тяги, а следовательно,и расчетное значение. вращающего момента
Мл необходимо определить для этого значения тока.
Метод определения расчетных нагрузок по току срабатывания
аппаратов электрической защиты является наиболее простым и, как
показывают приводимые далее осциллограммы испытаний, наиболее
полно отражающим действительные нагрузки. При обычных
проверочных расчетах этот метод дает удовлетворительные
результаты, если имеются средства предохранения тяговой передачи
от чрезмерных ударных нагрузок.
Определение расчетных нагрузок, возникающих в. случае полного
использования сцепного веса при приведении в действие
механических тормозов, несколько отличается от рассмотренного
метода. Опыт эксплуатации и произведенные испытания механических
тормозов показали, что полное использование сцепного веса
возможно при наличии мощного центрального тормоза. Исходя из
этого, в троллейбусах, имеющих такой тормоз, тяговую передачу
следует проверять на вращающий момент, возникающий при полном
использовании сцепного веса, приходящегося на задние ведущие
колеса.
Механический тормоз, действующий
непосредственно на тормозные устройства колес, нагружает тяговую
передачу только инерционным моментом якоря тягового
электродвигателя. Вследствие относительно малых значений
момента, возникающего при пользовании колесным тормозом,
производить расчет тяговой передачи по нему нет необходимости.
Следует отметить, что необходимые нормативы — запасы прочности
для конструирования тяговых передач троллейбусов — достаточно
четко еще не определены, и поэтому в гл. IX и X, содержащих
расчет карданных валов, редукторов, дифференциалов и полуосей,
приводятся для ориентировки величины напряжений, допускаемых в
соответствующих деталях автомобиля. Другие агрегаты и элементы
механического оборудования троллейбусов (мосты, тормоза, рулевое
управление, рессоры и др.) работают в таких же условиях, как
соответствующие механизмы автомобилей, и поэтому напряжения в
них могут быть приняты одинаковыми с напряжениями, допускаемыми
в автомобилях.
Сущность более полного способа определения максимальных значений
действующих моментов [6] заключается в следующем. Как известно,
при включении тягового электродвигателя троллейбус трогается с
места не в тот же момент, а лишь по истечении времени,
необходимого для того, чтобы якорь тягового электродвигателя
повернулся на угол, соответствующий величине холостого хода
тяговой передачи. Движение троллейбуса начинается после того,
как полностью выбраны зазоры во всех элементах и узлах тяговой
передачи.
За время холостого хода якорь тягового электродвигателя,
вращаясь с очень незначительным сопротивлением, обусловленным
главным образом трением в подшипниках вала, сопротивлением
воздуха и сопротивлением трения щеток о коллектор, приобретает
определенный запас кинетической энергии. Поглощение этой энергии
вызывает дополнительные нагрузки в тяговой передаче в момент
трогания троллейбуса с места. Это объясняется тем, что
кинетическая энергия якоря, накопленная за время холостого хода
под влиянием полного момента, развиваемого тяговым
электродвигателем, должна поглотиться деталями тяговой передачи,
так как троллейбус в силу своей большой массы не приобретает
сразу линейной скорости, соответствующей скорости вращения якоря
в конце холостого хода. После того, как выбраны все зазоры в
передаче, скорость вращения якоря резко снижается.
|