Esfuerzo de tracción

<p>Definición: El esfuerzo de tracción se define como la fuerza en las llantas o los bordes exteriores de las ruedas motrices de los trenes en movimiento. En otras palabras, es la suma de la fuerza de tracción y el esfuerzo de rodadura sobre la superficie de la carretera. En el tren de línea principal, el esfuerzo de tracción lo provoca la locomotora, y en un tren suburbano, lo provocan los autocares. La fuerza de la barra de tracción es la fuerza horizontal disponible para los vehículos para tirar de la carga. Esta fuerza es menor que el esfuerzo de tracción requerido para mover la locomotora. El esfuerzo de tracción máximo permisible que se puede aplicar sin que las ruedas patinen es

ecuacion-de-esfuerzo-tractivo1Donde μ es el coeficiente de adherencia y Md el peso adhesivo o peso sobre la rueda motriz.

Funciones del esfuerzo de tracción

Las siguientes son las funciones que realiza el esfuerzo de tracción sobre los vehículos.

1. El esfuerzo de tracción requerido para acelerar la masa del tren horizontalmente (en newtons) a una aceleración de α es

ecuacion-de-esfuerzo-de-tractiva-2Donde M es la masa en toneladas

2. El esfuerzo de tracción requerido para acelerar las partes giratorias.: Las partes giratorias consisten en ruedas, engranajes, ejes y rotor del motor. El momento de inercia de la rueda se expresa mediante la fórmula que se muestra a continuación.

ecuacion-de-esfuerzo-de-tractiva-3Donde Jw es el momento de inercia de la rueda, kgm2 y Nx es el número de ejes de la rueda.

N – el número de motor de accionamiento.
n1 – dientes en la rueda dentada del motor
n2 – dientes en la rueda dentada del eje

ecuacion-esfuerzo-tractivo-4R – radio de la rueda, m
Jm – momento de inercia de un motor, kg-m2

Entonces momento de inercia del motor referido a las ruedas.

ecuacion-de-esfuerzo-de-tractiva-5

ecuacion-de-esfuerzo-de-tractiva-6Esfuerzo de tracción para accionar piezas giratoriasecuacion-de-esfuerzo-de-tractiva-7Efecto de tracción total requerido para acelerar el tren en una vía nivelada.

ecuacion-de-esfuerzo-de-tractiva-8Donde Me es la masa efectiva del tren. La ecuación anterior también se puede escribir como

ecuacion-de-esfuerzo-de-tractiva-93. El esfuerzo de tracción requerido para vencer la fuerza debida a la gravedad: Cuando se sube por una pendiente, la transmisión debe producir un esfuerzo de tracción para vencer la fuerza de la gravedad. En el ferrocarril, la pendiente o pendiente se expresa como un aumento en metros en una distancia de vía de 1000 m y se denota por G. El fuerza de tracción requerida para vencer la fuerza debida a la gravedad será

ecuacion-de-esfuerzo-de-tractiva-10

ecuacion-de-esfuerzo-de-tractiva-114. El esfuerzo de tracción necesario para vencer la resistencia del tren: La resistencia del tren se debe principalmente a varios tipos de fricción. Los tres tipos básicos de fricción responsables de las resistencias del tren son la fricción de Coulomb, la fricción viscosa y la fricción del aire.

La fricción de Coulomb se produce por el movimiento relativo de las dos superficies. No depende de la velocidad del tren. La fricción viscosa es directamente proporcional a la velocidad del tren y la fricción del aire es independiente del cuadrado de la velocidad.

tracción-esfuerzo-ecuación-14Donde V es la velocidad del tren y A, B, C son constantes.

5. El esfuerzo de tracción total requerido para mover el tren:

ecuacion-de-esfuerzo-de-tractiva-15El signo positivo se utiliza para el movimiento del tren cuesta arriba y el negativo para cuesta abajo.

6. Clasificación de par motor:

Par total en la llanta de las ruedas motrices = Esfuerzo de tracción total XR

ecuacion-de-esfuerzo-de-tractiva-16donde R es el radio de las ruedas motrices en metros. El par total referido al eje del motor se expresa mediante la ecuación

ecuacion-de-esfuerzo-de-tractiva-17donde ηt es la eficiencia de transmisión.

Par por motor

ecuacion-de-esfuerzo-de-tractiva-18donde N es el número de motores

Al decidir la clasificación del motor, se debe considerar la pendiente máxima permitida al trazar la vía.

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