14 Схема загруженности колесной пары вагона
- вертикальные статические и динамические силы
- вертикальные силы от горизонтальных нагрузок
- горизонтальные нагрузки от центробежной силы и ветровой нагрузки
- вертикальные нагрузки от сил инерции необрессоренных масс
В ряде случаев нагрузки прикладываются к средней части оси, например в месте расположения шкива привода подвагонного генератора или диска тормоза.
Вертикальная статическая нагрузка груженного вагона подсчитывается по формуле
,
где
,
,
– силы
тяжести соответствующего вагона брутто,
сила тяжести колесной пары и сила тяжести
консольной части оси, считая от торца
шейки до плоскости круга катания колеса;
– число колесных
пар в вагоне;
λ – средняя величина коэффициента использования грузоподъемности вагона, для пассажирского вагона λ = 1.
Вертикальная динамическая нагрузка, возникающая при колебаниях обрессоренных масс, вычисляется по формуле
,
где
–коэффициент
вертикальной динамики колесной пары,
определяемый по формуле
где λв – величина, зависящая от осности тележки (приведена в таблице).
А, В – величины, зависящие от типа вагона и жесткости рессорного подвешивания.
– статический
прогиб рессорного подвешивания.
15 Вертикальные реакции от действия статических и динамических сил
определяют из условия равновесия колесной пары.
от куда следует выражение
,
Из условия равновесия колесной пары в вертикальном направлении получаем
,
откуда
получаем
.
Вертикальная нагрузка от центробежной силы, догружает одну шейку и разгружает другую (схема б) эта нагрузка определяется формулой
,
где
–
центробежная сила вагона, отнесенная
к одной колесной паре;
–
высота центра
тяжести вагона над уровнем осевых линий
колесных пар;
– расстояние между
центрами шеек оси.
Вертикальная нагрузка от давления ветра (схема б) определяется из условия равновесия вагона с учетом моментов, действующих на вагон
,
где
– сила давления ветра, действующая на
боковую поверхность вагона.
– расстояние от
равнодействующей давления ветра до
уровня осевых линий колесных пар.
Из условия равновесия моментов, например относительно точки В, могут быть определены реакции опор от действия вертикальных сил, вызванных центробежной и ветровой нагрузками.
откуда
,
Аналогично определяется рамная сила Н
,
где
–коэффициент
горизонтальной динамики
,
где
,
– величины, зависящие от осности тележки
и гибкости рессорного подвешивания;
F – коэффициент, равный для вагонов:
грузовых – 4,5
изотермических – 4
пассажирских – 3,5.
Поперечная составляющая сил трения, возникающая в месте контакта колеса с внутренним рельсом кривого участка
,
где
– коэффициент трения при скольжении
колеса по рельсу.
– вертикальная
нагрузка, движущегося по внутреннему
рельсу колеса.
Боковое давление Н1, приложенное к колесу, движущегося по наружному рельсу кривого участка пути, определяются из условия равновесия
,
откуда
.
Вертикальная реакция рельсов от центробежной силы (схема в) определяется из условия равновесия моментов.
,
откуда
.