Механическое оборудование трамвайного вагона «лм-68м».

МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАМВАЙНОГО ВАГОНА «ЛМ-68М».

Лекционный материал для проведения занятий с учащимися учебных групп подготовки водителей трамвая.

Тема № 1. ОСНОВЫ МЕХАНИКИ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ.

Все тела в природе находятся либо в состоянии покоя, либо в состоянии движения. Тело, находящееся в состоянии покоя, само из этого состояния выйти не может.

Движением называется перемещение тела в пространстве относительно других окружающих его неподвижных тел. Движение может быть поступательным, когда тело перемещается, и вращательным, когда тело, оставаясь на месте, движется вокруг своей оси. Одни и те же тела могут иметь одновременно и поступательное и вращательное движение, наглядным примером может служить движение колесной пары трамвайного вагона.

В зависимости от скорости движение может быть равномерным и неравномерным. При равномерном движении тело движется с одинаковой скоростью в любой промежуток времени. Скорость равномерного движения вычисляется по формуле: v=s/t, где v – скорость движения;

S – путь, пройденный телом;

t – время.

При неравномерном движении скорость движения тела изменяется, она либо увеличивается, либо уменьшается. Поэтому при неравномерном движении необходимо знать среднюю скорость. Средней скоростью неравномерного движения называется такая скорость, с которой тело могло бы пройти заданное расстояние за тот же промежуток времени, двигаясь равномерно. Формула средней скорости – частное от деления величины пройденного расстояния на время, затраченное для его прохождения:

Vср. = s/t

Ускорением называется приращение скорости за каждую единицу времени. Например, если поезд за первую секунду прошел 1 м, за вторую – 2 метра, а за третью – 3 м, то это означает, что поезд имеет равномерно-ускоренное движение с ускорением, равным 1м/сек. в квадрате. Из сказанного видно, что величину ускорения можно вычислить по формуле:

а = v-vо/t (м/сек. в квадрате).

Если тело увеличивает скорость и ускорение – величина положительная, движение называется равномерно-ускоренным, а если тело уменьшает скорость и ускорение – величина отрицательная (т.е. замедление), движение называется равномерно-замедленным.

Для того, чтобы вывести тело из состояния покоя и заставить его двигаться, необходимо приложить к нему какую-либо внешнюю силу. В частности, для трогания трамвайного поезда с места необходимо иметь силу тяги.

Силой называется всякая причина, вызывающая изменения состояния покоя или движения тела. Сила – величина векторная. Это значит, что она имеет величину и направление. Водитель, управляя трамвайным вагоном, сталкивается с различными силами, действующими на вагон: это сила тяги и сила торможения, сила трения и ударные силы, сила тяжести и центробежная сила.

Силы, действующие на одно и то же тело по одной прямой в одном направлении, алгебраически складываются. Следовательно, равнодействующая будет равна алгебраической сумме всех сил.

Если же силы действуют под углом друг к другу, то равнодействующая всех сил будет равна диагонали параллелограмма.

 

Движение тела может продолжаться и после прекращения действия силы, вызывающей это движение. Так, трамвайный вагон после выключения тяговых электродвигателей и прекращения действия силы тяги, продолжает движение, пока под влиянием силы сопротивления движению и тормозных усилий не остановится. Такое явление называется инерцией.

Инерцией называется свойство тел сохранять состояние покоя или прямолинейного равномерного движения. Данное определение позволяет понять основной закон инерции: всякое тело стремится сохранять то состояние, в котором оно находится. Явление инерции необходимо обязательно учитывать в повседневной работе на линии:

· если водитель резко затормозит трамвайный вагон, то пассажиры в салоне будут падать вперед, так как они стремятся сохранить состояние движения, и, наоборот, при резком трогании вагона с места стоящие пассажиры могут упасть назад, так как они стремятся сохранить состояние покоя;

· при неумелом управлении трамвайным вагоном и въезде в кривую со скоростью выше допустимой, вагон может сойти с рельсов, так как он стремится сохранить прямолинейное движение;

· неправильное торможение в условиях буксового состояния пути может привести к образованию проката колесных пар;

· максимальное использование возможности двигаться в режиме выбега (по инерции) позволяет экономить электроэнергию;

· разгон трамвайного вагона перед подъемом позволит использовать силу инерции для преодоления подъема.

Но не все тела обладают одинаковой инерцией, инерция тела характеризуется его массой.

Массой тела называется то количество вещества, из которого состоит данное тело. Масса всегда пропорциональна весу тела. Численно масса тела равна отношению силы, действующей на тело к вызываемому этой силой ускорению тела:

m = F/a

 

На передвижение тела затрачивается РАБОТА, равная произведению приложенной силы на путь. Однако во внимание принимается только та сила (или составляющая силы), которая имеет направление в сторону движения:

А = FS

За единицу измерения работы принимается килограммометр, т.е. работа, которую необходимо совершить для подъема груза весом в 1 кг на высоту 1 м. Для поднятия груза в 10 кг на высоту 1 м необходимо затратить такую же работу, как для подъема груза в 1 кг на высоту 10 м. В обеих случаях это 10 кгм.

 

В технике большое значение имеет понятие МОЩНОСТИ. МОЩНОСТЬ – это работа, совершаемая в единицу времени.

N = A/t

В предыдущем примере, если работа по поднятию груза в 10 кг на высоту 1 м была совершена за 5 сек, то мощность подъемной установки равна 2кгм/сек.

На практике в качестве более крупной единицы мощности принято считать 1 лошадиную силу (л.с.), при которой в одну секунду совершается работа по подъему 75 кг груза на высоту 1 метр, т.е. работа 75 кгм.

Между электрической мощностью, измеряемой в киловаттах (кВт) и мощностью, измеряемой в лошадиных силах, существуют следующие зависимости:

1 л.с. = 736 Вт. или 1 кВт. = 1,36 л.с.

 

Тело, способное совершать работу, обладает энергией. Работа может быть совершена за счет энергии, заключенной в теле, а также за счет энергии, подведенной к нему от постороннего источника. Если притока энергии извне нет или приток энергии меньше расхода, то количество ее уменьшается. Если к телу подводится больше энергии, чем оно расходует, то тело будет накапливать в себе энергию.

Существуют следующие виды энергии: механическая, тепловая, электрическая, химическая, лучистая (световая) и т.д. Остановимся более подробно на механической энергии.

Механическая энергия может быть в виде энергии положения (потенциальной) или энергии движения (кинетической). Поднятый камень обладает потенциальной энергией и может произвести в любой момент некоторую работу. Падающий камень, движущийся трамвайный вагон обладают кинетической энергией, т.е. энергией движения. Кинетическая и потенциальная энергия могут свободно превращаться одна в другую.

Кинетическая энергия прямо пропорциональна массе (весу) движущегося тела и квадрату скорости. Поэтому если скорость движения тела увеличивается в 2 раза, то запас кинетической энергии увеличивается в 4 раза. Потенциальная и кинетическая энергия, как и работа, выражается в килограммометрах.

 

ТРЕНИЕ И СМАЗКА. Существуют силы сопротивления движению, которые действуют в направлении, противоположном движению и замедляют его. К таким силам, в частности, относится сила трения. При движении одного тела по поверхности другого, вследствие наличия на соприкасающихся поверхностях неровностей, происходит их срезание или стирание, на что и затрачивается часть движущей силы. Чем больше неровности, тем больше трение и тем больше сила, затрачиваемая на его преодоление.

В механике различают два вида трения:

· трение скольжения – например, трение тормозной колодки о барабан механического тормоза;

· трение качения – например, трение катящегося шара о поверхность, или трение колеса при движении трамвайного вагона о головку рельса. Трение качения значительно меньше, чем трение скольжения.

Трение является вредным сопротивлением, но во многих случаях оно полезно и необходимо. Если бы не было трения, то колеса трамвайного вагона вращались бы на одном месте, не приводя его в движение, так как не было бы сцепления колес с рельсами.

Для уменьшения износа от трения применяется СМАЗКА. На практике, в зависимости от смазки, приходится иметь дело с различными видами трения: сухим, полусухим, жидкостным и полужидкостным.

Сухое трение дает наибольший износ, так как при этом полностью отсутствует смазка (трение тормозных колодок о тормозной барабан механического тормоза).

Полусухое трение дает также значительный износ и возникает при неполной смазке трущихся поверхностей.

Жидкостное трение дает наименьший износ и возникает при полной смазке трущихся поверхностей.

Полужидкостное трение дает гораздо меньший износ, чет при полусухом трении. Оно возникает в том случае, когда часть смазки вытесняется и происходит соприкосновение трущихся поверхностей. На трамвайном вагоне этот вид трения встречается при недостаточной смазке зубчатых колес (шестерен) и подшипников.

Применением смазки трущихся частей решаются следующие основные задачи:

· уменьшение трения,

· охлаждение, т.е. отвод тепла и его равномерное распределение во всех деталях,

· уменьшение шумности,

· защита трущихся деталей от коррозии и увеличение срока их службы.

Очень важным моментом является правильный выбор смазочных материалов. Наиболее широкое распространение на трамвайных вагонах получили жидкие минеральные масла и густые консистентные смазки: ЦИАТИМ – 201, автол, нигрол, масло компрессорное, солидол, и др.

 

Сопротивление движению поезда – это сумма всех внешних сил, а точнее – сумма проекций всех внешних сил на направление движения, действующих против движения поезда. В режиме тяги оно преодолевается силой тяги, создаваемой тяговыми электродвигателями. В режиме торможения сопротивление движению трамвайного поезда складывается с тормозным усилием.

Сопротивление движению поезда делится на ОСНОВНОЕ и ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ. К основному сопротивлению относятся все виды сопротивлений движению поезда, которые возникают на прямом горизонтальном участке пути при движении. К дополнительному сопротивлению относятся все сопротивления, возникающие при преодолении поездом подъема и при прохождении кривых участков пути.

ОСНОВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ складывается из:

· сопротивления пути, вызванного трением качения колес о рельсы и трением реборд о рельсы,

· сопротивления от упругой посадки путей,

· сопротивления от ударов на стыках и неровностях пути,

· внутреннего сопротивления самого подвижного состава, определяемого трением в подшипниках и передаточных механизмах,

· сопротивления от возможных неисправностей на подвижном составе (сильное обжатие тормозных колодок, заедания в осевых подшипниках и т.д.),

· сопротивления воздуха при движении вагона.

Удельным сопротивлением движению называется величина сопротивления, приходящаяся на одну тонну веса поезда. Для одиночного вагона основное удельное сопротивление движению рассчитывается по формуле:

w = 4,3 + 0,0036, умноженное на квадрат скорости вагона.

Удельное сопротивление от уклона в кг/т. равно величине уклона, выраженной в тысячных дистанции. Например, если величина уклона I = + 0,008, то удельное сопротивление будет равно 8 кг/т. Величина удельного сопротивления от кривой рассчитывается по формуле 425/R кривой.

 

Движение поезда на линии характеризуется тремя основными режимами: тяги, выбега и торможения.

В режиме тяги тяговые электродвигатели трамвайного вагона получают питание от контактной сети и преобразуют электрическую энергию в механическую работу, которая затрачивается на ускорение движения вагона (при повышении его скорости), на преодоление сопротивления движению, на преодоление подъемов, на вписывание в кривые, а также на преодоление силы трения.

В режиме выбега тяговые электродвигатели выключены, скорость движения поезда уменьшается (за исключением движения на спуске, где скорость будет увеличиваться) в связи с тем, что кинетическая энергия поезда затрачивается на преодоление сопротивления движению.

В режиме торможения скорость движения уменьшается при необходимости до нуля за счет применения тормозных средств, создающих усилия, противодействующие движению поезда.

 

 

Общие сведения о тележке.

Тележки трамвайного вагона предназначены:

· Для восприятия вертикальных нагрузок от массы кузова и пассажиров и передачи их колесным парам;

· Для распределения нагрузки между осями колесных пар;

· Для восприятия горизонтальной нагрузки, возникающей при движении и передачи ее от кузова на оси колесных пар;

· Для передачи кузову силы тяги и торможения;

· Для направления осей колесных пар и обеспечения вписывания вагона в кривые участки пути.

Вагон «ЛМ-68М» оборудован двумя поворотными двухосными тележками мостового типа с условной рамой. Применение их обеспечивает спокойное движение и плавное вписывание вагона в кривые. При движении вагона разворот тележек относительно кузова до 15 градусов осуществляется при помощи пятника, установленного на шкворневой балке центрального рессорного подвешивания.

Основные параметры тележки:

· Колея - 1524 мм.

· Диаметр новых колес по кругу катания - 700 мм.

· Расстояние между внутренними гранями бандажей колесных пар - 1474 мм (плюс – минус 2 мм).

· Максимальный продольный габарит – 2640 мм.

· Максимальный поперечный габарит – 2200 мм.

· Масса тележки с ТЭД – 4500 кг.

Рама тележки.

Тележка трамвайного вагона по своей конструкции не имеет ярко выраженной рамы. Условную раму тележки образуют две продольные балки с приваренными к ним по концам лапами, которые опираются на шейки длинного и короткого кожухов редуктора в местах расположения осевых подшипников. Между лапами и шейками кожухов редуктора проложена ребристая резиновая прокладка, которая обеспечивает упругую связь с колесной парой и компенсирует диагональную деформацию условной рамы при вписывании тележки в кривые. Резиновая прокладка устраняет также шум и вибрацию.

Продольная балка тележки представляет собой сварную конструкцию коробчатого сечения, изготовленную из стали толщиной 12 мм. По концам балки вварены стальные литые лапы. В лапах имеются выступы прямоугольной формы, в которые входят выступы (клыки) кожуха редуктора с ввернутыми в них пресс-масленками для смазки сферических подшипников. К балке приваривают кронштейн для установки резиновых буферов ЦРП и подвески двигателей, кронштейны для установки резиновых армированных буферов и подвески ТЭД, опорную скобу для установки амортизатора подвески двигателя, упор рельсового тормоза, кронштейн реактивного упора, кронштейны подвески рельсового тормоза и кронштейн шарнирной тяги.

На тележке смонтированы:

· Две колесные пары с подрезиненными колесами;

· Четыре надколесных кожуха;

· Четыре песочных направителя;

· Два двухступенчатых редуктора;

· Два тяговых электродвигателя;

· Две моторноподвесные балки;

· Два карданных вала;

· Два реактивных упора;

· Четыре заземляющих устройства моторов (ЗУМ), по два на каждом редукторе;

· Два центральных барабанных тормоза;

· Два башмака рельсового тормоза (БРТ);

· Центральное рессорное подвешивание;

· Две шарнирные тяги (серьги).

 

Осевые буксы.

Буксы предназначены для передачи веса кузова, условной рамы тележки вместе с частью веса тяговых электродвигателей на оси колесных пар и для передачи тягового и тормозного усилия от колесной пары на тележку трамвайного вагона.

В зависимости от конструкции тележки ось колесной пары имеет шейки для буксового узла либо снаружи колесной пары (при наружных осевых буксах), либо внутри (при внутренних буксах). Во втором случае по концам оси напрессованы ступицы колес. Современные мостовые тележки имеют внутренние буксовые узлы.

 

 

Тема: РЕССОРЫ И АМОРТИЗАТОРЫ.

Рессоры и амортизаторы предназначены для:

· Ослабления динамических ударов и толчков, возникающих при движении подвижного состава по рельсовому пути и передаваемых на его тележки и кузов,

· создания максимальной плавности хода и гашения колебаний кузова, в том числе колебаний звуковой частоты при движении вагона,

· уменьшения износа частей и деталей подвижного состава и трамвайных путей.

На подвижном составе в зависимости от типа вагона применяются:

1. листовые эллиптические многорядные рессоры;

2. винтовые цилиндрические (пружинные) рессоры.

Работа листовых эллиптических многорядных рессор основана на принципе гашения ударов за счёт трения листов рессоры друг о друга.

Винтовые цилиндрические (пружинные) рессоры аккумулируют энергию ударов при сжатии.

На современном как пассажирском, так и специальном подвижном составе применяются только винтовые цилиндрические (пружинные) рессоры в таких элементах механического оборудования как:

1. центральное рессорное подвешивание (ЦРП);

2. подвеска моторно-подвесной балки (МПБ);

3. подвеска башмаков рельсового тормоза (БРТ).

Неисправности: излом, износ, трещины.

Амортизаторы

На подвижном составе трамвая применяются следующие типы амортизаторов:

· резиновые;

· гидравлические;

Резиновые амортизаторы различных форм применяются в следующих элементах:

· кольцевые конические в ЦРП;

· резиновые упоры между шкворневой балкой ЦРП и кронштейнами продольных балок;

· прокладки между лапами продольных балок и кожухом редуктора;

· резиновые армированные вкладыши в колесных парах;

· бочкообразные резиновые амортизаторы в подвеске МПБ;

· в сцепных приборах;

· в реактивных упорах.

Гидравлические амортизаторы установлены на тележках вагона ЛВС-86К между шкворневой балкой ЦРП и продольной балкой тележки, работают параллельно ЦРП для предотвращения значительного бокового раскачивания вагона.

Фрикционный гаситель колебания установлен на вагонах ЛВС и ЛМ-99 дополнительно к пружинам в подвеске моторно-подвесной балки.

Неисправности: разрушение, просадка, износ.

 

Реактивный упор.

Реактивный упор обеспечивает горизонтальное положение горловины кожуха редуктора. Он состоит из поводка, шарнирно связанного с горловиной. Поводок упруго опирается через резиновые амортизаторы на продольную балку тележки. Реактивные упоры на тележке расположены по диагонали и установлены со стороны коротких кожухов редуктора.

Горизонтальное положение горловины достигается регулировкой. Отклонение от горизонтали допускается в пределах +/- 10 мм.

Неисправности реактивного упора:

· Излом поводка реактивного упора;

· Просадка или разрушение резиновых амартизаторов;

· Обрыв по сварке площадки продольной балки;

· Излом прилива на горловине.

Гидравлический амортизатор.

Одним из элементов связи кузова с тележкой на вагонах «ЛВС-86К» являются гидравлические амортизаторы. Они позволяют уменьшить вертикальное и боковое раскачивание вагона, что значительно улучшает его ходовые качества.

Принцип работы гидравлического амортизатора заключается в том, что в результате относительного перемещения подрессоренных и неподрессоренных частей трамвайного вагона (кузова и тележки), жидкость из одной полости амортизатора перетекает в другую через калиброванные отверстия, вследствие чего амортизатор оказывает сопротивление колебаниям. В качестве рабочей жидкости в гидравлических амортизаторах на вагоне «ЛВС-86К» используется веретенное масло. Наибольшее усилие создается при работе амортизаторов на растяжение.

 

Трособлочная система.

Трособлочная система состоит из стального троса диаметром 7,2 мм, натянутого под полом вагона и удерживаемого подвижными и неподвижными блоками. Трос составлен из четырех частей (отрезков), которые заканчиваются цепями (цепи к парным угловым рычагам ЦБТ) и удерживаются четырьмя блоками (три подвижных блока и один - неподвижный). Первый отрезок троса соединяет сектор ручного привода с первым подвижным блоком, второй и третий отрезки соединяют подвижные блоки, а четвертый отрезок соединяет подвижный блок с неподвижным блоком, который является мертвой точкой трособлочной системы.

 

 

Неисправности стояночного тормоза:

· износ зубьев храпового колеса;

· изломы пружин;

· износ и перетирание троса;

· соскальзывание троса с сектора или с удерживающего блока;

Песочницы.

Песочницы на трамвайном вагоне предназначены для подачи песка на рельсы в тех случаях, когда необходимо искусственно повысить коэффициент сцепления колеса с рельсами. Для посыпки песка вагоны оборудованы песочницами, в которые засыпается сухой песок, обладающий хорошими абразивными свойствами. Рабочую массу песка должны составлять зерна размером от 0,1 до 2 мм.

На вагоне «ЛМ-68М» перед первой и третьей колесными парами установлены четыре шиберные песочницы с воздушным приводом. Песочницы установлены внутри вагона на пол под пассажирскими креслами. Объем песка одной песочницы равен 13 литрам, масса сухого песка 19,5 кг.

Песочница состоит из ящика-резервуара для песка и привода песочницы. Привод песочницы включает в себя пневматический цилиндр, шток которого механически связан с шибером привода. Ящик-резервуар имеет металлический бункер, одна из стенок которого имеет отверстие, совмещенное с отверстием привода, перекрываемого шибером. Другое отверстие привода песочницы совмещено с фланцем, вмонтированным в пол. Песочный рукав наружным диаметром 58 мм, длиной 1200 мм одним концом соединяется с хвостовиком фланца, а другим заводится в направитель, укрепленный на тележке.

Сжатый воздух высокого давления, попадая в пневмоцилиндр, открывает шибер и песок самотеком по песочному рукаву попадает на рельсы. Норма подачи песка – 400 граммов за 5 сек.

Неисправности песочницы:

· отсутствие песка в бункере;

· загрязнение и заедание шибера;

· высокая влажность песка (сырой песок);

· неправильная установка песочного рукава;

 

Тема: СЦЕПНЫЕ ПРИБОРЫ.

Сцепные приборы на подвижном составе трамвая предназначены:

· для передачи тягового усилия от моторного вагона к прицепному при буксировке трамвайных вагонов;

· для смягчения толчков и ударов, передаваемых вагонами при замедлении хода;

· для осуществления механической связи двух или трех вагонов при эксплуатации подвижного состава по СМЕ и компенсации разности тяговых усилий.

Сцепной прибор трамвайного вагона «ЛМ-68М» рассчитан на усилие 10 тонн. На раме вагона под передней и задней площадками установлены два сцепных прибора, каждый из которых соединен с развилкой на раме вагона посредством валика и может поворачиваться вокруг него при проходе вагоном кривых участков пути. Сцепной прибор состоит из следующих элементов:

· стержень переменного цилиндрического сечения с резьбой на хвостовике;

· гайка хвостовика со шплинтом;

· буферная рамка с квадратным отверстием;

· направляющая упорная шайба, которая надета на стержень и перемещается в пазах буферной рамки;

· резиновый амортизатор;

· аварийный буфер;

· сцепка;штыри (3 штуки);съемная сцепная насадка типа «Рукопожатие»;съемный сцепной прибор типа «Труба».

 

 

 

 

 

 

Порядок использования сцепных приборов, проведения сцепки вагонов должен осуществляться в строгом соответствии с «Инструкцией по сцепке и буксировке трамвайных вагонов», которая изложена в приложении № 2 к «Должностной инструкции водителя трамвая Санкт-Петербурга».

Неисправности сцепных приборов: отсутствие шплинта у гайки хвостовика стержня;погнутость стержня, съемных сцепных насадок, штырей; износ штыря;развальцовка отверстия на стержне;разрушение резины амортизатора;

· провисание сцепного прибора;

· съемные насадки не одеваются на стержень.

МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ТРАМВАЙНОГО ВАГОНА «ЛМ-68М».

Лекционный материал для проведения занятий с учащимися учебных групп подготовки водителей трамвая.

Тема № 1. ОСНОВЫ МЕХАНИКИ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ.

Все тела в природе находятся либо в состоянии покоя, либо в состоянии движения. Тело, находящееся в состоянии покоя, само из этого состояния выйти не может.

Движением называется перемещение тела в пространстве относительно других окружающих его неподвижных тел. Движение может быть поступательным, когда тело перемещается, и вращательным, когда тело, оставаясь на месте, движется вокруг своей оси. Одни и те же тела могут иметь одновременно и поступательное и вращательное движение, наглядным примером может служить движение колесной пары трамвайного вагона.

В зависимости от скорости движение может быть равномерным и неравномерным. При равномерном движении тело движется с одинаковой скоростью в любой промежуток времени. Скорость равномерного движения вычисляется по формуле: v=s/t, где v – скорость движения;

S – путь, пройденный телом;

t – время.

При неравномерном движении скорость движения тела изменяется, она либо увеличивается, либо уменьшается. Поэтому при неравномерном движении необходимо знать среднюю скорость. Средней скоростью неравномерного движения называется такая скорость, с которой тело могло бы пройти заданное расстояние за тот же промежуток времени, двигаясь равномерно. Формула средней скорости – частное от деления величины пройденного расстояния на время, затраченное для его прохождения:

Vср. = s/t

Ускорением называется приращение скорости за каждую единицу времени. Например, если поезд за первую секунду прошел 1 м, за вторую – 2 метра, а за третью – 3 м, то это означает, что поезд имеет равномерно-ускоренное движение с ускорением, равным 1м/сек. в квадрате. Из сказанного видно, что величину ускорения можно вычислить по формуле:

а = v-vо/t (м/сек. в квадрате).

Если тело увеличивает скорость и ускорение – величина положительная, движение называется равномерно-ускоренным, а если тело уменьшает скорость и ускорение – величина отрицательная (т.е. замедление), движение называется равномерно-замедленным.

Для того, чтобы вывести тело из состояния покоя и заставить его двигаться, необходимо приложить к нему какую-либо внешнюю силу. В частности, для трогания трамвайного поезда с места необходимо иметь силу тяги.

Силой называется всякая причина, вызывающая изменения состояния покоя или движения тела. Сила – величина векторная. Это значит, что она имеет величину и направление. Водитель, управляя трамвайным вагоном, сталкивается с различными силами, действующими на вагон: это сила тяги и сила торможения, сила трения и ударные силы, сила тяжести и центробежная сила.

Силы, действующие на одно и то же тело по одной прямой в одном направлении, алгебраически складываются. Следовательно, равнодействующая будет равна алгебраической сумме всех сил.

Если же силы действуют под углом друг к другу, то равнодействующая всех сил будет равна диагонали параллелограмма.

 

Движение тела может продолжаться и после прекращения действия силы, вызывающей это движение. Так, трамвайный вагон после выключения тяговых электродвигателей и прекращения действия силы тяги, продолжает движение, пока под влиянием силы сопротивления движению и тормозных усилий не остановится. Такое явление называется инерцией.

Инерцией называется свойство тел сохранять состояние покоя или прямолинейного равномерного движения. Данное определение позволяет понять основной закон инерции: всякое тело стремится сохранять то состояние, в котором оно находится. Явление инерции необходимо обязательно учитывать в повседневной работе на линии:

· если водитель резко затормозит трамвайный вагон, то пассажиры в салоне будут падать вперед, так как они стремятся сохранить состояние движения, и, наоборот, при резком трогании вагона с места стоящие пассажиры могут упасть назад, так как они стремятся сохранить состояние покоя;

· при неумелом управлении трамвайным вагоном и въезде в кривую со скоростью выше допустимой, вагон может сойти с рельсов, так как он стремится сохранить прямолинейное движение;

· неправильное торможение в условиях буксового состояния пути может привести к образованию проката колесных пар;

· максимальное использование возможности двигаться в режиме выбега (по инерции) позволяет экономить электроэнергию;

· разгон трамвайного вагона перед подъемом позволит использовать силу инерции для преодоления подъема.

Но не все тела обладают одинаковой инерцией, инерция тела характеризуется его массой.

Массой тела называется то количество вещества, из которого состоит данное тело. Масса всегда пропорциональна весу тела. Численно масса тела равна отношению силы, действующей на тело к вызываемому этой силой ускорению тела:

m = F/a

 

На передвижение тела затрачивается РАБОТА, равная произведению приложенной силы на путь. Однако во внимание принимается только та сила (или составляющая силы), которая имеет направление в сторону движения:

А = FS

За единицу измерения работы принимается килограммометр, т.е. работа, которую необходимо совершить для подъема груза весом в 1 кг на высоту 1 м. Для поднятия груза в 10 кг на высоту 1 м необходимо затратить такую же работу, как для подъема груза в 1 кг на высоту 10 м. В обеих случаях это 10 кгм.

 

В технике большое значение имеет понятие МОЩНОСТИ. МОЩНОСТЬ – это работа, совершаемая в единицу времени.

N = A/t

В предыдущем примере, если работа по поднятию груза в 10 кг на высоту 1 м была совершена за 5 сек, то мощность подъемной установки равна 2кгм/сек.

На практике в качестве более крупной единицы мощности принято считать 1 лошадиную силу (л.с.), при которой в одну секунду совершается работа по подъему 75 кг груза на высоту 1 метр, т.е. работа 75 кгм.

Между электрической мощностью, измеряемой в киловаттах (кВт) и мощностью, измеряемой в лошадиных силах, существуют следующие зависимости:

1 л.с. = 736 Вт. или 1 кВт. = 1,36 л.с.

 

Тело, способное совершать работу, обладает энергией. Работа может быть совершена за счет энергии, заключенной в теле, а также за счет энергии, подведенной к нему от постороннего источника. Если притока энергии извне нет или приток энергии меньше расхода, то количество ее уменьшается. Если к телу подводится больше энергии, чем оно расходует, то тело будет накапливать в себе энергию.

Существуют следующие виды энергии: механическая, тепловая, электрическая, химическая, лучистая (световая) и т.д. Остановимся более подробно на механической энергии.

Механическая энергия может быть в виде энергии положения (потенциальной) или энергии движения (кинетической). Поднятый камень обладает потенциальной энергией и может произвести в любой момент некоторую работу. Падающий камень, движущийся трамвайный вагон обладают кинетической энергией, т.е. энергией движения. Кинетическая и потенциальная энергия могут свободно превращаться одна в другую.

Кинетическая энергия прямо пропорциональна массе (весу) движущегося тела и квадрату скорости. Поэтому если скорость движения тела увеличивается в 2 раза, то запас кинетической энергии увеличивается в 4 раза. Потенциальная и кинетическая энергия, как и работа, выражается в килограммометрах.

 

ТРЕНИЕ И СМАЗКА. Существуют силы сопротивления движению, которые действуют в направлении, противоположном движению и замедляют его. К таким силам, в частности, относится сила трения. При движении одного тела по поверхности другого, вследствие наличия на соприкасающихся поверхностях неровностей, происходит их срезание или стирание, на что и затрачивается часть движущей силы. Чем больше неровности, тем больше трение и тем больше сила, затрачиваемая на его преодоление.

В механике различают два вида трения:

· трение скольжения – например, трение тормозной колодки о барабан механического тормоза;

· трение качения – например, трение катящегося шара о поверхность, или трение колеса при движении трамвайного вагона о головку рельса. Трение качения значительно меньше, чем трение скольжения.

Трение является вредным сопротивлением, но во многих случаях оно полезно и необходимо. Если бы не было трения, то колеса трамвайного вагона вращались бы на одном месте, не приводя его в движение, так как не было бы сцепления колес с рельсами.

Для уменьшения износа от трения применяется СМАЗКА. На практике, в зависимости от смазки, приходится иметь дело с различными видами трения: сухим, полусухим, жидкостным и полужидкостным.

Сухое трение дает наибольший износ, так как при этом полностью отсутствует смазка (трение тормозных колодок о тормозной барабан механического тормоза).

Полусухое трение дает также значительный износ и возникает при неполной смазке трущихся поверхностей.

Жидкостное трение дает наименьший износ и возникает при полной смазке трущихся поверхностей.

Полужидкостное трение дает гораздо меньший износ, чет при полусухом трении. Оно возникает в том случае, когда часть смазки вытесняется и происходит соприкосновение трущихся поверхностей. На трамвайном вагоне этот вид трения встречается при недостаточной смазке зубчатых колес (шестерен) и подшипников.

Применением смазки трущихся частей решаются следующие основные задачи:

· уменьшение трения,

· охлаждение, т.е. отвод тепла и его равномерное распределение во всех деталях,

· уменьшение шумности,

· защита трущихся деталей от коррозии и увеличение срока их службы.

Очень важным моментом является правильный выбор смазочных материалов. Наиболее широкое распространение на трамвайных вагонах получили жидкие минеральные масла и густые консистентные смазки: ЦИАТИМ – 201, автол, нигрол, масло компрессорное, солидол, и др.

 

Сопротивление движению поезда – это сумма всех внешних сил, а точнее – сумма проекций всех внешних сил на направление движения, действующих против движения поезда. В режиме тяги оно преодолевается силой тяги, создаваемой тяговыми электродвигателями. В режиме торможения сопротивление движению трамвайного поезда складывается с тормозным усилием.

Сопротивление движению поезда делится на ОСНОВНОЕ и ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ. К основному сопротивлению относятся все виды сопротивлений движению поезда, которые возникают на прямом горизонтальном уча