Бондаренко Л.Н., Посмитюха А.П., Проскурня В.Н., Манкулиев Р.Р.

Днепропетровский национальный университет железнодорожного транспорта имени академика В.Лазаряна

ЗАВИСИМОСТЬ СТАТИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРЕНИЮ В ХОДОВЫХ ЧАСТЯХ КРАНОВ ТО ДИАМЕТРА КОЛЕС.

Сопротивления от трения в ходовых частях на прямолинейном участке пути в справочной литературе [1] определяется из выражения

,

где – веса груза и тележки (крана); – коэффициент трения в подшипниках, приведенный к цапфе колеса диаметром ; – коэффициент трения качения; – коэффициент, учитывающий трения реборд; – диаметр колеса.

Отметим, что в справочной литературе коэффициент трения качения для колес диаметром 400, 500, 560 и 630 мм принимается одинаковым и равным 0,5 мм при плоской головки рельса (0,6 при скругленной головке).

Это утверждения требует проверки, ибо в [2] доказано, что коэффициент трения качения зависит от полуширины пятна контакта, определяется из известной теории контактных деформаций Герца и коэффициент гистерезисных потерь.

Если полуширина пятна контакта находится с использованием общепринятых механических и геометрических констант контактируемых тел, то для определения коэффициента гистерезисных потерь необходимо провести испытания, требующих больших средств и времени чем определение самого коэффициента трения качения .

В [3] получены аналитические зависимости для определения , а сравнение формул для первоначальных линейного и точечного контактов, приведенных в [2] и [3] показывают, что для задач такого плана коэффициент гистерезисных потерь определяется экспонентой с показателем радиуса тала качения.

Для указанных выше диаметров примем сначала плоский рельс ширенной, что рекомендуется в справочной литературе, мм. При допустимых контактных напряжен МПа (Сталь 65Г, ГОСТ 1050-74 при классификационной группе механизма М5 [1]. нагрузка на одно колесо при веденных диаметров составит ; ; ; кН; следовательно вес тележки с этими грузами составит
( кН) соответственно кН.

Сопротивления качению колес тележки, получении по нормальной формуле при мм; ; мм, составит соответственно ; ; ;
кН. Мощность передвижной тележки при м/с составит кВт.

Теперь воспользуемся аналитической зависимостью [3] для определения коэффициент трения качения.

При начальном линейном контакте

,

где – радиус колеса в метрах;

,

– модуль упругости материалов колеса и рельса.

Величина коэффициент трения качения, найденная по формуле (2) мм вместо рекомендованной величины мм в справочной литературе. Сопротивления передвижению тележки при этих коэффициентах трения качения составит соответственно и , а мощность двигателей при заданной скорости тележки и кВт.

Решим эту же задачу при рельсе КР-70 мм, радиусе закругления головки мм.

Коэффициент трения качения для этой схемы контакта

,

где – коэффициент, зависящий от отношения коэффициентов уравнения эллипса касания.

Коэффициент трения качения при этой схеме касания

.

Величина коэффициент трения качения, найденный по формуле (3) мм. Сопротивления передвижению тележки соответствующие этим коэффициентам трения качения соответственно составляют кН вместо и кН, полученных по нормативной методике.

Литература:

1. Справочник по кранам: В 2 т. Т.2/Александров М.П. , Гохберг М.М., Ковин А.А. и др. – м.: Машиностроения, 1988. – 559 с.

2. Джонсон К. Механика контактного взаимодействия. – М.: Мир, 1989. - 510 с.

3.Бондаренко Л.М., Довбня М.П., Ловейкін В.С. Деформаційні опори в машинах. - Дніпропетровськ: Дніпро-VAL, 2002. - 200 с.