Файл: Каландадзе В.А. Колебания вагонов подвесных канатных дорог.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 48

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

мость между силой прения и скоростью.

Эта

зависимость

имеет вид характеристики сухого трения, ввиду

чего

демпфер

приобретает подвижность лишь при определенных

усилиях.

Если фрикционный демпфер отрегулировать для случая,

когда вагон загружен максимально,

то

при

минимальном

числе пассажиров вагон, отклоняясь в начале

движения, из-

за большого сопротивления демпфера

останется в

'наклон­

ном положении. Бели же демпфер отрегулировать на мини­ мальную нагрузку вагона, то он при максимальной загрузке вагона окажется малоэффективным.

В гидравлических демпферах зона сухого трения сведе­ на к минимуму и в целом их характеристика гораздо более благоприятна. Сравнительно проста и их регулировка.

 

Серьезным недостатком известных конструкций гидрав­

лических димпферов является утечка масла через

сальники,

в результате чего демпфер требует частых ревизий

и

налад­

ки

гл.

 

 

 

Отмеченный недостаток устранен в предложенной

нами

09,

24] и внедренной на ряде дорог конструкции

гидравли­

ческого демпфера, которая будет рассмотрена в гл. I I I .

§ 4. Пути уменьшения поперечных колебаний вагонов ППКД.

 

Состояние

вопроса

 

В вопросах гашения продельных и поперечных колеба­

ний,

как отмечалось выше, имеется принципиальная разница.

 

Если гашение продольных колебаний можно осущест­

вить

пользуясь демпферными

устройствами в системе «сва-

гон-ходовая тележка-кават»,

то возможность применения

таких устройств для гашения поперечных колебаний исклю­ чается ввиду отсутствия «точки опоры» (точка приложения демпфера). В этом случае задача осложняется. Вагон, ходо­ вая тележка и ка«ат представляют одну колеблющуюся сис­ тему.

Колебания вагона во многом схожи с колебаниями (кач­ кой) морских судов, что дает нам повод привести здесь крат­ кий обзор инженерных решений этой задачи: защиты экипа­

жа, пассажиров и самого судна от качки

во время шторма.

Гибель

большого

числа судов из-за

бортовой

качки

привлекало

внимание

большого числа ученых, инженеров и

изобретателей, которые неоднократно

пытались

создать

устройство для уменьшения качки всего

судна или

отдель­

ных его помещений.

 

 

 

Исторически первым успокоителем качки оказались вы­ ступающие части судна в виде килей разных типов ПО]. На­ пример, боковые кили в виде плоских продольных ребер ус­ танавливались на судах уже в первой половине XIX века и

14

заслужили репутацию весьма эффективных и конструктивно

простых устройств. С тех пор

они применяются без

каких-ли­

бо принципиальных изменений.

 

 

 

 

К. Сулас (1904 г.) изобрел качающуюся постель с пово­

ротными цапфами, а Е. Паперный

(1929 г.) —

пароходный

стул,

обеспечивающий

вертикальное

положение

сидящего

[56,

57].

 

 

 

 

 

 

 

Однако

приоритет

стабилизации

отдельных

элементов

судна принадлежит не им. Еще в 1875

году Бессемер сделал

попытку защитить от бортовой качки

каюту

на

пароходе,

названном

его именем

«Бессемер»

(рис. 2). А

через 27 лет

инженер Шмидт разработал

конструкцию, уменьшающую и

Рис. 2. Стабилизатор качки судов Бессемера

вертикальные колебания. Каюта покоится на штоках порш­ ней, а цилиндры установлены в качающихся около цапф рамах. Нижняя полость цилиндров сообщается с резервуа­ ром постоянного давления.

Наиболее известны устройства, использующие энергию забортной воды.

К этой мысли изобретатели пришли давно; первые ус­

покоительные цистерны системы

Уотса были

установлены

еще в 80-х тодах прошлого века на британском

броненосце

«Инфлексити». Как только судно

клонилось на

бок, в них

набиралась забортная вода. Когда ветер и волны начинали кренить корабль в противоположную сторону, наполненные цистерны становились своеобразным противовесом. После усовершенствования плоских цистерн Уотса И. Бубновым, они были установлены на ледоколе «Ермак» и применены на многих иностранных судах.

Известный флотоводец адмирал С. О. Макаров в работе «Рассуждения по вопросам морской техники», опубликован­ ной в 1894 году, сформулировал идею пассивных жидкостных

Рис. 3. Цистерны Фрама 1-го рода

U-образных успокоительных цистерн. Вначале их применяли

за границей,

а позднее —

при

постройке

крейсеров типа

«Измаил»,

«Адмирал

Нахимов»,

эскадронных

миноносцев

типа «Новик»

—

и в

России.

 

 

 

Идею

С.

О.

Макарова

впоследствии

развил

инженер

Г. Фрам, который в 1908 году запатентовал пассивные цис­

терны

1-го рода

(рис. 3), а затем цистерны

2-го

рода

(рис.

4).

 

 

 

 

Источником стабилизирующего действия пассивных цис­

терн служит вес жидкости,

перемещающейся с одного

борта

к другому под влиянием качки.

 

 

Цистерны 1-го рода в нижней части соединяются водя­

ным каналом, а в

верхней

части — воздушным.

Цистерны

2-го рода отличаются тем, что вместо водяного соединитель­ ного канала они сообщаются с забортной водой.

Описанные успокоители качки называются пассивными,

поскольку в них

перемещение воды пли грузов происходит

иод действием

силы тяжести.

Наряду с ними создавались проекты активных успо­ коителей, в которых перемещения уравновешивающихся масс производились принудительно.

В 1933 году с целью дальнейшего усовершенствования жидкостных цистерн германская ф,ирм.а «Сименс» снабдила их механизмами, вызывающими принудительное протекание жидкости (турбовоздуходувки, насосы переменной произво­ дительности). Цистерны с этими механизмами были широко распространены в некоторых флотах 1361.

Еще в конце XIX века были изобретены успокоители с твердыми перемещающимися грузами, принцип действия ко­ торых в сущности такой же, как и у жидкостных цистерн.

Рис. 4. Цистерны Фрама 2-го рода

Но если у цистерн для создания противокренящих усилий приходится перемещать довольно большие .объемы жидкости, то объемы твердых грузов оказываются намного меньшими.

В 1930 году К- Розенштейн предложил устройство, в ко­ тором каналом для перемещения грузов служит труба с со­ леноидной обмоткой (рис. 5), включавшейся в электрическую цепь под действием качки. Магнитное поле увлекает сердеч­ ники в направлении крена судна, а его корпус реактивно стремится в обратную сторону.

Отто Шлик (1903 г.) предложил принципиально новый гироскопический успокоитель качки в виде маятника с двумя

степенями свободы.

Его теорию впоследствии разработал

А. Н. Крылов [32,

37].

2. В. А. Каландадзе

В начале XX века гиростабилизаторы получили некото­ рое распространение. Одним из крупнейших судов, снабжен-

Рис. 5. Стабнзилатор качки судна Розенштейна

ных ими, был итальянский лайнер «Канте де Савойя». Ста­ билизаторы располагались в корпусе корабля несколько ни-

 

Рис. 6. Гироскопический стабилизатор Шлика

же

ватерлинии

под

капитанским

мостиком и

весили около-

300

т (1,5% от веса

судна) (рис.

6).

 

 

Дж. Белл

[59,

60], рассматривая системы

стабилизации

качки кораблей, указывает на большое число попыток ис-

18

Смотрите также файлы