8.3.2 Расчёт цилиндрической пружины при её сжатии
При наезде колёсной пары на отсекатель на него действует сила, которая определяется, как сумма сил действующих на колесо в процессе движения (рис2.1). Сила упругости пружины должна составлять не более 65 % от силы действующей на неё со стороны колёсной пары.
Fупр
F
Mg Рис
Сила действующая на пружину со стороны колёсной пары:
Fкп=F*mкпб*g ,
где F – сила приводящая колёсную пару в движение;
m=1398 – масса колёсной пары с буксовыми узлами, кг;
g=9.81 – ускорение свободного падения, м/с2;
F
= m*g*sin
,
где =3 – угол наклона гравитационного накопителя, град;
F = 1398*9.81*sin 3 = 680.37 Н
Подставив F в формулу определения силы действующей на пружину со стороны колесной пары, получим:
Fкп= 680.37+1254*9.81 = 12982.11 Н
Сила упругости пружины:
Fупр=Z*fпр ,
где Z – жёсткость пружины;
fпр= 0.2 – рабочий прогиб пружины, м.
Жёсткость пружины:
,
где P1 - сила пружины при предварительной деформации;
P2 - сила пружины при рабочей деформации;
h=0.25 – максимальный прогиб пружины, м.
Сила пружины при предварительной деформации:
P1 =0.2*P3 ,
где P3 = 14000 – сила при максимальной деформации пружины, Н.
Определим силу пружины при предварительной деформации:
P1 =0.2*14000 = 2800 Н
Сила пружины при рабочей деформации:
P2 =P3*(1-),
где =0.1 – относительный инерционный зазор пружины сжатия.
Определим силу пружины при рабочей деформации:
P2 = 14000*(1-0.1) = 12600 Н
Подставим P1 и P2 в формулу определения жесткости пружины, получим:
Н/м
Определим силу упругости пружины сжатия:
Fупр=39200*0.2=7840 Н
Эта сила составляет 39 % от силы действующей на пружину со стороны колёсной пары, это говорит о том, что просчитанная пружина подходит для использования её в конструкции отсекателя.
8.3.3 Расчёт рамы трансбордерной тележки
Расчёт предлагаю произвести при помощи программы APM WinMachine (APM WinStructure).
Для изготовления сварной рамы трансбордерной тележки будем использовать швеллер № 14(ст.3). На этой раме будут располагаться два рельса Р-65 длиной 2000 мм, на которых предполагается расположение колёсной пары.
Рис.8.3.3.1 Схема рамы трансбордерной тележки сварной конструкции из швеллера №14 ГОСТ 8240-89 (исполнение 1), нагрузка приложена в местах расположения рельс, опоры показаны в местах крепления цапф.
В результате расчёта получаем следующую карту деформаций:
Рис.8.3.3.2 Карта деформаций рамы трансбордерной тележки.
На (рис.8.3.3.2) хорошо видно, что максимальные напряжения при деформации рамы трансбордерной тележки составляют 13.32 МПа, в местах крепления цапф. Это безусловно меньше предела текучести стали из которой изготовлена рама трансбордерной тележки (ст.3), он составляет 255 МПа. Эта закономерность говорит нам о том, что данная конструкция трансбордерной тележки подходит к условиям эксплуатации.