Образование силы тяги при точечном контакте колеса и рельса.
В общем случае причиной поступательного движения поезда является сила тяги локомотива. Рассмотрим образование силы тяги при абсолютно жестком колесе и рельсе, т.е. ни колесо, ни рельс при взаимодействии не испытывают деформацию и, как следствие этого, контакт колеса и рельса является точечным.
Как известно из курса физики, момент на ободе колеса можно заменить парой сил Следовательно, внешняя сила Fсц является той силой, благодаря которой вращающий момент ТД реализуется в виде силы Fк, приложенной к центру колеса и сообщающей поступательное движение колесу, а вместе с ним и всему поезду.
|
Источником движения поезда при электрической тяге являются тяговые двигатели электровоза. Тяговый двигатель развивает вращающий момент М, который посредством редуктора 3-4 передает его на колесную пару 1. Обозначив потери на трение как Мтр, а потери на преодоление момента инерции – Мин, можно записать
.
с плечом Dк/2. Сила Fк1 приложена в точке опоры колеса на рельс (точка А) и направлена в противоположную сторону по отношению к направлению движения. Эта сила стремиться переместить точку А против движения колеса. Под воздействием силы давления колеса на рельс Gк, как реакция рельса на силу Fк1, в точке контакта возникает внешняя по отношению к колесу сила Fсц, которая равна по модулю силе Fк1 и направлена противоположно последней. Эта сила препятствует перемещению точки А. Точка А оказывается как бы зафиксированной относительно рельса и называется мгновенным центром поворота. Сила Fк2, приложенная к точке 0 стремиться переместить ее в направлении движения.
