9.4.4 Расчет цапфы

Расчёт цапфы и определение максимальных напряжений вызванных в процессе эксплуатации производим при помощи программы АРМ WinMachine 2001 (APM WinShaft).

Цапфа построена в масштабе 1:1, нагружена в месте посадки на неё подшипников.

Опоры показаны в месте крепления её к трансбордерной тележке и в месте расположения подшипников..

Рис.9.4.4.1 Цапфа с приложенными к ней нагрузками.

Рис.9.4.4.2 Диаграмма напряжений цапфы в рабочих условиях.

На диаграмме видно, что максимальное напряжение составляет 25.5 МПа. Для стали, из которой изготовлена цапфа (ст.45), предел текучести составляет 355 МПа. Это говорит нам о том, что цапфа полностью подходит для заданных условий эксплуатации.

9.4.5 Расчет болтового соединения крепления цапфы

Крепление цапфы предусмотрено четырьмя болтами, необходимо рассчитать их на срез. Для этого воспользуемся программой APM WinMachine (APM WinJoint).

Рис.9.4.5.1. Схема болтового закрепления с указанием приложенной нагрузки.

Результаты проектировочного расчёта:

Рис.9.4.5.2 Диаграмма нагрузок.

Результаты проверочного расчёта:

Из результатов проектировочного и проверочного расчетов болтового соединения видно, что для крепления цапфы к раме трансбордерной тележки необходимо использовать четыре болта диаметром 12 мм ГОСТ 15589-70 (класс точности С).

9.4.6 Подбор подшипников качения

Для данной конструкции выбираем подшипники марки 80209 ГОСТ 7242-81.

Габаритные размеры:

• внутренний диаметр, показанный на рис.9.4.6.1 как размер "d", 45мм;

• наружный диаметр, показанный на рис.9.4.6.1 как размер "D", 85 мм;

• ширина подшипника, показанная на рис.9.4.6.1 как размер "В", 19 мм.

Предлагаю проверочный расчёт с помощью программы АРМ WinMachine (APM WinBear) на пригодность этих подшипников в конструкции при их эксплуатации.

Рис.9.4.6.1 Подшипник марки 80209 ГОСТ 7242-81.

Рис.9.4.6.2 Распределение нормальных Рис.9.4.6.3 График распределения

сил действующих на подшипник. нормальных сил.

Рис.9.4.6.4 Диаграмма потери мощности при работе подшипника.

Результаты проектировочного расчёта:

1. Средняя долговечность, час………………………………………………………3705376.645

2. Максимальные контактные напряжения, Н/мм²………………1715.473

3. Динамическая грузоподъемность, Н…………………………………….55794.477

4. Выделение тепла, Дж/час………………………………………………………….1211.469

5. Радиальное биение, мкм……………………………………………………………..20.770

6. Момент трения, Нм……………………………………………………………………….0.064

7. Потери мощности, Вт………………………………………………………………….0.337

9.4.7 Подбор пневмоцилиндров

1. Пневмоцилиндры, предназначенные для приведение механизма отпирания колесной пары, чтобы она подавалась на эстокаду с трансбордерной тележки, выбираем стандартные типа ПЦ. Производитель "ОБЕРОН". Выбор данного пневмоцилиндра обусловлен простотой эксплуатации и надежной работоспособностью в условиях низких температур. Основные технические характеристики пневмоцилиндра:

• диаметр пневмоцилиндра 100 мм;

• ход поршня 1000 мм;

• максимальное рабочее давление 1 МПа.

2. Пневмоцилиндры, предназначенные для отпирания механизма подачи колесной пары с эстокады на трансбордерную тележку, выбираем стандартные типа ESW-50-50-P-B. Производитель "FESTO". Выбор данного пневмоцилиндра обусловлен простотой эксплуатации и надежной работоспособностью в условиях низких температур. Основные технические характеристики пневмоцилиндра:

• диаметр пневмоцилиндра 60 мм;

• ход поршня 250 мм;

• максимальное рабочее давление 1.63 МПа.