Учебна програма по спец. Двг

20
∂S
h
– елементарното еластично приплъзване, m;
∂S – елементарното преместване на центъра на колелото, m.
След разделяне на числителя и знаменателя в (2.3.) на елементарното време ∂t се получава:
(2.4.)


където: u е моментната скорост на приплъзването, m/s;
v – моментната скорост на центъра на колелото, m/s.
След заместване на (2.4.) в (2.1.) се получава:
(2.5.)

Формули (2.4) и (2.5) показват, че силите на сцепление, съответно коефициентът на сцепление μ
s
зависят от скоростта на приплъзването. Фиг. 2.5. илюстрира в графичен вид тази зависимост.
Фиг.

2.5. Изменение на коефициента на сцепление μ
s
в зависимост от скоростта на приплъзване.
От фиг. 2.5. се вижда, че максималните стойности на μ
s
се получават при т.нар. критична стойност на скоростта на приплъзване – u= u
кр
. При скорости, по-големи от критичната, деформациите в контактната зона надвишават границата на еластичност. Като резултат се нарушава пропорционалността между действащите сили и фактическите деформации и в следствие на това стойностите на μ
s
силно намаляват. Т.е. в зоната от графиката за която u> u
кр
се
μ
s
u, m/s
u
кр

21 наблюдава силно влошаване на условията на сцепление между колелото и релсата и възникване на буксуване. Този процес е недопустим за железопътните возила, поради опасните последици, които той поражда и следствие на това всички локомотиви и мотриси, са съоръжени със специални защити против боксуване. Независимо от принципа, по който те действат, алгоритмът им на работа се разработва на основата на максимално допустимите стойности на μ
s
При възникване на буксуване, те (защитите) намаляват големината на приложения към колелото въртящ момент или частично задействат спирачната система, с цел възстановяване на работата на колелото в лявата част на графиката от фиг. 2.5., за която u< u
кр
2.2.2. Хипотеза на Троос
В тази хипотеза основното първоначално приемане е, напреженията в контактуващите тела, колелото и релсата надвишават границата на пропорционалност, което ще рече, че те са в зоната на пластичните деформации.
По-важните моменти от тази хипотеза са:

Контактуването между двете тела се извършва по
„микровъзвишениета” на допирните повърхности. В този случай сумата от микродопирните площ не надвишава 50 % от геометричното лице на зоната на контакт.

При движението на колелото по релсата лицето на зоната на контакт се намалява до т.нар. динамично лице, функция на скоростта.

При контактуването по „микровъзвишения” възникват сили на удар, породени от краткотрайността на процеса. Силите, извършват определена деформационна работа, трансформираща се в топлина.
Резултат от това са температурни пикове в зоната на контакт.

Силата на удара зависи от скоростта на движение, от хидравличното налягане в зоната контакт и от физикомеханичните качества на материалите на двете тела. От своя страна хидравличното налягане се определя ат пластичността на материалите в контактната микроплощ.

Извършената работа при пластичната деформация зависи в значителна степен от топлинното състояние на телата.

При прилагането на външен момент – двигателен или спирачен, се появява тангенциална реакция. Тя се определя от силите на пластична деформация.

В контактната повърхност се извършват процеси на приплъзване, доста по-големи от тези, приети в хипотезата на Картър. Различават се три основни участъка. В първия от тях приплъзването достига до 1 %, вторият се характеризира с ускорено приплъзване до 10 % и трети с повишени температури. Като резултат от тях намалява вискозитетът на материалите и респективно деформационната работа, т.е. понижават се пренасяните тангенциални сили. Това от своя страна води до значително намаляване на коефициента на сцепление.

22

Стойностите на μ
s
не зависят от предаваната от колелото на релсата сила на натиск, тъй като пластичните деформации се реализират и при незначително натоварване.

Наличието на междинни слоеве (т.нар. трето тяло) в контактната зона съществено влияе на големината на μ
s
. Междинни слоеве са други материали случайно попаднали в зоната на контакт. Тяхната поява зависи основно от условията на експлоатация. Когато тези слоеве са от органични и други материали, например листа, кал и др., те влошават силно контактуването по „микровъзвишениета” и като резултат се понижават стойностите на μ
s
. От друга страна наличието на зърнести материали с кристална структура предизвиква увеличаване на деформационната работа и повишаване на коефициента на сцепление.
2.2.3. Молекулярно-механична теория
Разработена е на базата на общата теория на триенето. По-важните моменти от нея са:

Процесът на сцепление се определя от едновременното механично и молекулярно взаимодействие между контактуващите повърхнини, изразено с формула (2.6.):
(2.6.)
, N, където p

Изтегляне 4.37 Mb.

Сподели с приятели: