Оценка прочности оси колесной пары
При
0,55
коэффициент запаса прочности определяется
по формуле
,
(4.40)
где min - минимальное значение коэффициента перегрузки сечения оси; m - показатель степени, зависящий от свойств материала и технологии, принимается для накатанных осей m =8, N-1 - базовое число нагружения оси при определении предела усталостной прочности, N-1=108; NС – суммарное число циклов за срок службы оси. Для осей грузовых и изотермических вагонов
NС=0,5109; Ф(tmax), Ф(tmin) – нормированные интегральные функции нормального распределения, определяются по таблицам значений функции вида:
,
приведенных в математических справочниках. Значения S, tmax, tmin, min определяются по формулам:
,
(4.41)
=0.2
t0=4
– для грузовых и изотермических вагонов;
max
– максимальное значение коэффициента
перегрузки сечения оси,
;
(4.42)
;
(4.43)
;
(4.44)
=
(4.45)
=0.1584
=0.0
Вычисленные по формуле (4.40) запасы прочности во всех расчетных сечениях оси сравнивают с допускаемым значением n, установленным на основе опыта эксплуатации. Для грузовых и изотермических вагонов n =2,0.
При расчете получен запас прочности, равный или несколько превышающий допустимую величину, то это является гарантией того, что оси в процессе эксплуатации вагона будут иметь выход по трещинообразованию, не превышающий выход эксплуатирующихся в настоящее время осей.
5. Выбор типа подшипников для буксового узла. Описание конструкции и оценка долговечности.
Буксовые узлы обеспечивают передачу нагрузки от кузова вагона на шейке осей и ограничивают продольные и поперечные перемещения колесной пары относительно тележки. Вместе с колесными парами они являются наиболее ответственными элементами ходовых частей вагона.
Буксовый узел современного отечественного вагона – это буксовый узел с цилиндрическими роликовыми подшипниками на горячей посадке, которыми оснащаются все типы грузовых вагонов.
Типовые буксовые узлы грузовых вагонов состоят из корпуса, двух цилиндрических подшипников – переднего и заднего, крепительной и смотровой крышек, лабиринтного кольца и элементов торцевого крепления подшипников. Между корпусом и крепительной крышкой устанавливается уплотнительное кольцо, а между смотровой и крепительной крышками – резиновая прокладка. К элементам торцевого крепления относятся корончатая гайка, стопорная плешка и два болта, крепящие планку.
Корпус буксы предназначен для размещения элементов буксового узла и смазки. В вагонах применяют корпус букс типа: челюстные – без опор под рессорные комплекты, но с направляющими парами для челюстей боковой рамы тележки.
Крепительная крышка герметизирует корпус буксы с наружной стороны и фиксирует наружные кольца подшипников в буксе. Смотровая крышка предназначена для осмотра переднего подшипника и состояния смазки, а также оболочки колесной пары без демонтажа букс. Лабиринтная часть корпуса, образуя четырехкамерное бесконтактное уплотнение, препятствует вытеканию смазки из букс и попаданию в нее механических примесей. Кроме герметизации корпуса с внутренней стороны, кольцо фиксирует положение корпуса буксы на шейке оси и внутреннего кольца заднего роликового подшипника.
Внутри корпуса букса размещаются два подшипника качения. Это роликовые цилиндрические подшипники – радиальные однорядные подшипники с короткими цилиндрическими роликами размером 130×250×80мм. Они обеспечивают реализацию высоких скоростей движения и осевых нагрузок, а также более надежны и экономичны в эксплуатации. Задний подшипник выполнен с однобортовым внутренним кольцом и плоским приставным кольцом, выполняющего роль борта.
Роликовый подшипник состоит из наружного и внутреннего колец, между которыми находятся рамки. Последние удерживаются в сепараторе на одинаковом расстоянии друг от друга.
–
Наружное
кольцо– Ролики
– Внутренне кольцо
– Сепаратор
Рис. 5.1. Роликовый цилиндрический родшипник.