Phƣơng trình chuyển động tổng quát của đoàn tàu điện mỏ

- Lực cản phụ

1.4.2.5.Phƣơng trình chuyển động tổng quát của đoàn tàu điện mỏ

Khác với các loại chuyển động bánh răng, truyền động xích; truyền động giữa bánh xe chủ động của đầu tàu với đƣờng ray đƣợc thực hiện nhờ lực bám dính; lực do động cơ sinh ra sau khi khắc phục các tổn hao, phần còn lại sẽ hoàn toàn trở thành lực kéo của đầu tàu chỉ khi lực kéo của động cơ nhỏ hơn hoặc bằng lực bám dính; ngƣợc lại, khi lực kéo do động cơ sinh ra lớn hơn lực bám dính sẽ gây lên hiện tƣợng trƣợt giữa bánh xe chủ động và đƣờng ray. Tùy theo mức độ mà có thể xảy ra các trƣờng hợp: bánh xe vừa lăn vừa bị trƣợt trên đƣờng ray, hoặc nếu nhƣ lực kéo quá lớn so với lực bám dính thì quá trình truyền động bị phá vỡ, bánh xe bị trƣợt hoàn toàn, tàu không chuyển động đƣợc mặc dù mômen do động cơ sinh ra rất lớn. Tuy nhiên, trạng thái sự cố này chỉ xảy ra khi mặt đƣờng ray quá trơn. Khi đó, ngƣời ta xử lý bằng cách rắc cát lên mặt đƣờng ray để tăng hệ số bám dính. Khi lực kéo của động cơ lớn hơn lực bám dính thì chỉ có một phần lực kéo do

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

động cơ sinh ra (bằng giá trị của lực bám dính) đƣợc chuyển thành lực kéo của đầu tàu, phần còn lại gây ra sự trƣợt giữa bánh xe và đƣờng ray.

Theo quy trình vận hành đoàn tàu điện mỏ [13], [14], [16]; trƣớc khi khởi động, các goòng đã sát nhau hoặc ngƣời vận hành phải dồn các goòng sát nhau, nên khi khởi động, các goòng lần lƣợt tham gia vào đoàn tàu tùy thuộc vào khoảng thời gian khắc phục khoảng cách giữa đầu tàu với goòng và giữa các goòng với nhau.

Phƣơng trình chuyển động của đoàn tàu trong trƣờng này đƣợc xác định. (1.25) Trong đó: mt- khối lƣợng của goòng, kg.

khi tàu chuyển động không trƣợt:

;

k bd

F F (1.26)

(1.27)

khi tàu chuyển động bị trƣợt:

F < Fbd (1.28) Fk Fbd 1000.Pd.bd (1.29)

Trong đó:

 - là hệ số nối goòng trong đoàn tàu và đƣợc xác định:

0 0 1 2 2 2 3 ... ( 1) khi X Z khiZ X Z khi Z X Z nkhi n Z X nZ                  (1.30) (mdt .mt)dv Fk Fcdt .Fct; dt       . ; e i k bx T k F F R  

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

X- đoạn đƣờng tàu đi đƣợc bằng tổng khoảng cách nối giữa các goòng, m. Kết thúc quá trình khởi động, các goòng coi nhƣ đƣợc nối cứng với đầu tàu và phƣơng trình chuyển động của đoàn tàu đƣợc viết:

K c

dv

m K F

dt

    (1.31)

Trong đó: m- khối lƣợng của đoàn tàu, kg;

c

F - lực cản chuyển động của tàu ở tốc độ ổn định, N. Khi hãm, đầu tàu ở phía trƣớc đoàn tàu giảm tốc còn các goòng phía sau chƣa giảm tốc dẫn tới các goòng dồn ép sát về phía đầu tàu; khối lƣợng, lực cản đoàn tàu tăng dần theo số lƣợng goòng ép lên đầu tàu. Phƣơng trình chuyển động của đoàn tàu khi hãm tƣơng tự nhƣ khi khởi động chỉ khác lực kéo của đoàn tàu đƣợc thay bằng lực hãm:

(mdt .mt)dv Fh Fcdt .Fct;

dt

 

     (1.32)

Tùy thuộc vào dấu của lực cản và lực hãm, tàu có thể chuyển động nhanh dần, chuyển động đều hoặc chậm dần.