Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Metodycka_3_kurs_Risenna

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
26.04.2021
Размер:
560.19 Кб
Скачать

33.3

Кдв = 0.8(0,03+6*10-4 0.05 ) = 0,343

8 Визначаємо вертикальну динамічну силу від коливань кузова на ресо-

ру:

Рд = Рстдв .

(9)

Рд = 99019.687*0.343= 34031.086 Н.

9 Визначаємо вертикальну динамічну силу від центр обіжної сили в кри-

вих:

Ркц =

P

*

Ц

*

hK

.

(10)

 

 

 

q

 

 

 

 

де γц – допустиме непогашене центробіжне прискорення вагону в кривій; γц = 0,07*q;

q – прискорення вільного падіння ; q = 9,81 м/с2;

hк – висота центру ваги повністю завантаженого вагону, за виключен-

ням ваги колісних пар, hк = 2,0 м;

γц = 0,07*9,81 = 0,6867 м/с2

Ркц = 99019.687 *0.6867* 2 = 13617.64Н.

9.811.018

10 Знаходимо розрахункову сумарну вертикальну силу на ліву шийку вісі:

Р1 = Рст + Рд + Ркц . (11) Р1 = 99019.687+34031.086+13617.64= 146668.395Н.

11 Знаходимо розрахункову сумарну вертикальну силу на праву шийку вісі:

Р2 = Рст – Ркц .

(12)

Р2 = 99019.687-13617.64= 85402.047 Н.

 

12 Визначаємо прискорення лівого буксового вузла:

 

γв1 =

C

DV

 

.

(13)

 

 

 

 

 

 

mHK

 

де mнк – маса необресорених частин, яка приходиться від колеса на рейку;

mнк =

1

mкп+mp+mб .

(14)

 

2

 

 

21

С і D – коефіцієнти; С = 2000; D = 130;

mр – маса половини бокової рами візка вантажного вагону, mр = 243 кг;

mб – маса букси вантажного вагону і жорстко зв’язаних з нею необресорених (частин) деталей, mб = 107 кг;

mкп – маса колісної пари без букс, mкп = 1200 кг.

Mнк = 1 1200+243+107 = 950 кг

2

γв1 = 2000 130*33.3 = 205.339 м/с2 950

13 Визначаємо прискорення правого буксового вузла:

γв2

=

 

3

* b1 .

(15)

3

2S

 

 

 

 

де 2S – відстань між колами катання коліс, 2S = 1580 мм = 1,58 м

γв2 =

0.258

*205.339 = 29.796 м/с2

 

 

0.258 1.52

14 Визначимо прискорення лівого колеса, приймаючи, що прискорення правого колеса рівне нулю:

 

γс =

 

2S

* b1 .

(16)

 

 

 

 

 

 

 

3 2S

 

γс =

1.52

 

*205.339 = 175.543 м/с2

 

0.258 1.52

 

 

 

 

 

 

15 Визначимо вертикальне інерційне навантаження на ліву шийку вісі:

РН1 = mb1 . (17)

де m- маса необресорених частин, які операються на шийку вісі, вклю-

чаючи і власну вагу;

m= mш+mp+mб .

(18)

mш – маса консольної частини вісі до кола катання колеса; mш = 50 кг

m= 50+107+243 = 400 кг РН1 = 400*205.339= 82135.6Н

16 Визначимо вертикальне інерційне навантаження на праву шийку вісі:

РН2 = mb2 .

(19)

РН2 = 400*29.796 = 11918.4Н 17 Знаходимо вертикальне інерційне навантаження від лівого колеса на

22

рейку:

РНК = mкс .

(20)

РНК = 400*175.543= 70217.16Н 18 Знаходимо вертикальне інерційне навантаження на середню частину

вісі:

 

 

Рн сер =

1

mсс .

(21)

 

 

 

 

 

2

 

 

де mс – маса середньої частини вісі, mс = 300 кг;

 

Рн сер =

1

*300*175.543= 26331.45Н

 

 

 

2

 

 

 

 

19 Визначаємо коефіцієнт горизонтальної динаміки:

 

Кг = λг*δ(Е+FV) .

(22)

де λг = 0.8; δ = 1,0*10-3; Е = 40; F = 3,9

 

Кг = 0.8*1,0*10-3(40+3,9*33.3) = 0,1358

 

20 Визначаємо рамну силу:

 

Н =

mБР

*q*KГ .

(23)

 

 

n

 

Н = 178800 *9,81*0,1358 = 29774.63Н

8

21 Визначимо вертикальну реакцію рейки на ліве колесо від сумарного розподілу навантаження:

R =P

3

2S

P

3 2S 5

H

rK rШ

 

 

P

 

2

P

P

3

P

3 6

(24)

 

2S

 

 

2S

2S

 

 

 

 

 

A

1

 

H1

 

 

 

 

 

 

HK

 

3 H CEP

 

2 2S

 

H2

 

2S

 

де ℓ5 = ℓ6 =0,03 м – відстані від лінії прикладання вертикальної сили

РН1Н2) до середини шийки вісі лівої (правої) сторін;

 

 

 

 

 

 

 

 

rк – радіус колеса, rк = 0,45 м, при Dк = 900 мм;

 

 

 

 

 

 

 

 

rш – радіус шийки, rк = 0,065 м, при Dк = 130 мм;

 

 

 

 

 

 

 

RA =146668.395

0.258 1.52

82135.6

0.258 1.52 0.03

29774.63

0.45 0.065

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.52

 

 

 

 

 

 

 

 

1.52

 

 

 

 

 

 

1.52

 

 

 

70217.16

2

26331.45 85402.047

0.258

11918.4

0.258 0.03

=256135.15 Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

1.52

 

 

 

 

 

1.52

 

 

 

 

 

 

23

22 Визначаємо вертикальну реакцію рейки на праве колесо від сумарного

навантаження:

R

В

=P

3

2S

P

3 2S 6

H

rK rШ

 

1

P

 

P

3

 

P

3 5

.

(25)

 

 

 

 

2S

 

2S

 

 

 

 

 

 

2

 

2S

 

 

H2

 

 

 

 

3 H CEP

 

1 2S

H1

 

2S

 

 

RВ =85402.047

0.258 1.52

11918.4

0.258 1.52

0.03

29774.63

0.45 0.065

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.52

 

 

 

 

 

 

1.52

 

 

 

 

 

 

1.52

 

 

 

 

 

 

1

 

26331.45 146668.395

0.258

82135.6

0.258 0.03

= 26398.48 Н

 

 

 

 

 

 

 

 

1.52

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

1.52

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23 Визначимо вертикальну реакцію на лівій опорі від сумарного розраху-

нкового навантаженя:

R

c

=P

3

2S

P

 

3 5

P

H

rK

rШ

 

2

P

P

3

P

3 5

. (26)

 

2S

2S

 

2S

 

 

 

 

1

 

H1

 

H1

 

 

 

3 H CEP

2 2S

H2

2S

де β – коефіцієнти передачі інерційних навантажень на внутрішні перері-

зи вісі, β = 0,7

RС =146668.395

0.258 1.52

82135.6*0.7*

0.258 0.03

29774.63

0.45 0.065

 

 

 

 

 

 

 

1.52

 

 

 

1.52

1.52

 

82135.6

2

26331.45 85402.047

0.258

11918.4

0.258 0.03

= 279997.58Н

 

 

 

3

1.52

 

 

 

1.52

 

 

 

24 Визначимо вертикальну реакцію на правій опорі вісі від сумарної роз-

рахункової сили:

R

=P

3

2S

P

3 2S 6

H

rK rШ

 

1

P

P

3

 

P

* *

3 5

. (27)

 

 

 

 

2S

 

 

 

 

 

d

2

2S

 

H2

 

2S

 

 

 

 

3 HCEP

1 2S

 

 

H1

 

 

 

2S

 

 

Rd =85402.047

0.258 1.52

11918.4

0.258 1.52 0.03

29774.63

0.45 0.065

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.52

 

 

 

 

 

 

1.52

 

 

 

 

 

 

1.52

 

 

 

 

 

1

26331.45

146668.395

0.258

82135.6*0.7*

0.258 0.03

= 48622.01Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

1.52

 

 

 

 

 

 

 

 

1.52

 

 

 

 

 

 

25 Визначимо поперечну складову від тертя правого колеса об рейку:

Н2 = μ*RB . (28)

де μ – розрахунковий коефіцієнт тертя колеса об рейку; μ = 0,25

Н2 = 0,25*26398.48= 6599.62Н

24

26

Визначимо бокову силу:

 

 

Н1 = Н+Н2 .

(29)

 

Н1 = 29774.63+6599.62= 36374.25Н

 

27

Згинаючий момент в перерізі на лівій опорі:

 

 

Мл = Н1*rк-(1-β)PH1(ℓ3+ℓ5).

(30)

 

Мл = 36374.25*0,45-(1-0,7)82135.6 (0,258+0,03) = 9271.89Н*м

28 Згинаючий момент в перерізі на правій опорі:

 

 

Мпр = Н2*rк .

(31)

 

Мпр = 6599.62*0,45 = 2969.83Н*м

 

29 Згинальний момент в перерізі 1-1 при дії сумарного розрахункового

навантаження:

 

М1-1 = Р11Н1(ℓ1+ℓ5)+Н*rш .

(32)

М1-1 = 146668.395*0,06+82135.6 (0,06+0,03)+29774.63 *0,065 =

= 18127.658Н*м

 

30 Знаходимо згинаючий момент в перерізі 2-2 від дії сумарного розраху-

нкового навантаження:

 

М2-2 = Р12Н1(ℓ2+ℓ5)+Н*rш .

(33)

М2-2 = 146668.395*0,09+82135.6 (0,09+0,03)+29774.63 *0,065 = = 24991.77 Н*м

31 Визначимо згинаючий момент в перерізі 3-3 від дії сумарного розра-

хункового навантаження:

 

М3-3 = Р13Н1(ℓ3+ℓ5)+Н*rшл .

(34)

М3-3 = 146668.395*0,258+82135.6 (0,258+0,03)+29774.6 *0,065+ +9271.89= 72702.74Н*м

32 Визначимо згинаючий момент в перерізі 4-4 від дії сумарного розра-

хункового навантаження:

 

М4-4 = Р1ℓ+РН1(ℓ+ℓ5)+Н*rшл-Rc*S+Pнср*ℓ4 .

(35)

М4-4 = 146668.395*1,018+82135.6 (1,018+0,03)+29774.6 *0,065+ +9271.89-279997.58*0,76+26331.45*0,3 = 63592.98 Н*м

33 Визначимо згинаючий момент в перерізі 5-5 від дії сумарного розра-

хункового навантаження:

 

М5-5 = Р17Н1(ℓ5+ℓ7)+Н*rшл-Rc(ℓ7-ℓ3) .

(36)

М5-5 = 146668.395*0,457+82135.6 (0,457+0,03)+29774.6 *0,065+ +9271.89-279997 (0,457-0,258) = 62515.33Н*м

25

34 Визначимо момент пору по перерізах:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wi =

*di3

.

 

 

 

 

 

(37)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*d

Ш3

 

3.14*0.133

 

 

3

 

 

W1-1

=

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

= 0,000216 м

;

32

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*d23

 

3.14*0.1653

3

 

 

 

W2-2

=

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

= 0,00044 м

;

32

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*d

33

 

 

 

3.14*0.1943

 

 

3

 

 

W3-3

=

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

= 0,000716 м

;

32

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*d43

 

3.14*0.1653

3

 

 

 

W4-4

=

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

= 0,00044 м

;

32

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*d

53

 

 

 

3.14*0.1943

 

 

3

 

W5-5

=

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

= 0,000716 м

 

.

32

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35 Знаходимо мінімальний коефіцієнт пере навантаження вісі для перері-

зів:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

αmin =

D

.

(38)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 0

 

де σ-D – границя витривалості

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ0 =

M0

.

(39)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

σ0 1-1

=

M01 1

=

5941.18

= 27505462.96 Па

 

W

 

 

 

 

0.000216

 

 

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

αmin 1-1

=

150*106

 

= 2,727

 

2*27505462.96

 

 

 

 

 

σ0 2-2

=

 

 

M02 2

=

8911.77

 

 

= 20254022.73 Па

 

W2 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.00044

 

 

 

 

 

 

 

αmin 2-2

=

 

150*106

= 3.703

 

 

20254022.73

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σ0 3-3

 

=

 

M03 3

 

=

25547.08

 

= 35680279.33 Па

 

 

 

 

W

0.000716

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

αmin 3-3 =

 

 

185*106

 

= 2.593

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2*35680279.33

 

σ0 4-4

=

M04 4

 

=

100802.04

= 229095545.5 Па

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W4 4

 

 

 

0.00044

 

 

 

 

 

26

 

αmin 4-4

=

180*106

= 0.393

 

2*229095545.5

 

 

 

 

 

 

σ0 5-5

=

M05 5

 

=

45251.99

= 63201103.35 Па

 

 

W

 

 

 

 

 

 

0.000716

 

 

 

 

5 5

 

 

 

 

 

 

 

αmin 5-5

=

180*106

= 1.424

 

2*63201103.35

 

 

 

 

 

 

36 Визначимо напруження в розрахункових перерізах від максимального

розрахункового навантаження:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σр =

M

.

(40)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

σр 1-1

=

M1 1

=

18127.658

= 83924342.59 Па

 

 

 

W

 

 

 

 

0.000216

 

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

 

 

σр 2-2 = M2 2 = 24991.77 = 56799477.2 Па

W2 2 0.00044

σр 3-3 = M3 3 = 72702.74 = 101540139.7 Па

W3 3 0.000716

σр 4-4 = M4 4 = 63592.98 = 144529500 Па

W4 4 0.00044

σр 5-5 = M5 5 = 62515.33 = 87311913.41 Па

W5 5 0.000716

37

Знаходимо αmаx:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

αmax =

P

.

 

 

(41)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

αmax1

=

 

P1

=

83924342.59

= 3.051

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

01

27505462.96

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

αmax2

=

P2

=

56799477.27

= 2.804

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

02

 

 

 

 

 

20254022.73

 

 

 

 

 

αmax3

=

P3

 

=

101540139.7

= 2.846

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

03

 

 

 

 

 

35680279.33

 

 

 

 

 

αmax4

=

P4

=

 

144529500

= 0.631

 

 

 

 

 

 

 

 

04

 

 

 

 

 

229095545.5

 

 

 

 

 

αmax5

=

P5

 

=

87311913.41

= 1.382

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

05

 

 

 

 

 

63201103.35

 

 

 

38

Визначаємо мінімальний діаметр по перерізах:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dmin1-1 = 4*

3

M01 1 * min1 1

 

= 4*

3

5941.18*2.727

 

= 0,130 м;

 

* D1 1

 

 

 

 

 

 

3.14*150*106

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

dmin2-2 = 4*

 

M02 2 * min 2 2

= 4*

 

8911.77*3.709

 

 

 

= 0,165 м;

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

* D2 2

 

 

3.14*150*106

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dmin3-3 = 4*3

M03 3 * min3 3

 

 

 

= 4*3

 

 

25547.08*2.593

 

 

= 0,194 м;

* D3 3

 

3.14*185*106

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dmin4-4 = 4*

3

 

M04 4 * min 4 4

 

 

 

= 4*

3

 

100802.04*0.393

 

= 0,165 м;

 

* D4 4

 

 

 

 

3.14*180*106

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dmin5-5 = 4*3

M05 5 * min5 5

 

 

= 4*3

45251.99*1.424

 

 

= 0,194 м.

* D5 5

3.14*180*106

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Висновок: по розрахункових діаметрах вибираємо вісь колісної пари РУ

1, так як фактичний діаметр у розрахункових перерізах не перевищує допус-

тимих.

28

Буксові вузли вагонів . Розрахунки деталей підшипника на міцність та довговічність

Порядок розрахунку буксових підшипників на міцність та надійність Підшипник буксового вузла складається з зовнішнього і внутрішнього

кільця і сепаратора. Латунний сепаратор має 14 роликів, поліамідні – 15. В

роботу підшипника включено 5 роликів. Зараз ведуться роботи, щоб збіль-

шити довговічність роботи – передавати навантаження з корпусу на підшип-

ник.

D

L

D

Рисунок Буксовий підшипник

1

Вихідні дані:

1.D – зовнішній діаметр підшипника, D = 250 мм;

2.Dwp – діаметр по центру кочення роликів, Dwp = 190 мм;

3.Dwe – діаметр ролика, Dwe = 32 мм;

4.Lwe – довжина ролика, Lwe = 52 мм;

5.z – кількість роликів,

z = 14 шт – латунний сепаратор, z = 15 шт – поліамідний.

2 Знаходимо базову динамічну вантажопідємність підшипника:

7

3

29

 

 

Cr = fc*(i*Lwe*cosα)

 

*z

 

*Dwe

 

.

(1)

9

4

27

де і – рядність підшипника, і = 1; α – кут нахилу, α = 0;

fc – коефіцієнт, який залежить від геометрії підшипника та точності йо-

го виготовлення:

29

 

D

we

*cos

 

fc = f

 

 

.

(2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dwp

 

fc = f 32*cos0 = f (0,168) = 9,032 кг/мм = 88,62 Н/мм

190

Знаходимо Cr для 14 підшипників:

7 3 29

Cr = 9,032*(1*52*cos0)9 *144 *3227 = 58422.522 кг,

Знаходимо Cr для 15 підшипників:

 

7

3

29

 

 

 

Cr = 9,032*(1*52*cos0)

 

*15

 

*32

 

 

 

= 61525.155 кг.

 

9

4

27

3

Знаходимо еквівалентне динамічне радіальне навантаження за форму-

лою:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рr = Fr*Kд .

(3)

де Fr – радіальне статичне навантаження на один підшипник,

 

Кд – коефіцієнт динаміки, Кд = 1,3÷1,4.

 

 

Fr =

PБР nКП *mКП

.

(4)

 

 

 

 

 

 

nПІД

 

 

 

 

 

де Рбр – маса брутто вагона;

nкп – кількість колісних пар в вагоні, n = 8;

mкп – маса колісних пар без врахування букс, mкп = 1200 кг; nпід – кількість підшипників в вагоні

nпід = 8*4 = 32

Fr = 178800 8*1200 = 5287.5 кг, 32

Рr = 5287.5*1.4 = 7402.5 кг.

4 Знаходимо залежність між довговічністю і навантаженням на радіаль-

ний роликовий підшипник (залізничний) за формулою:

 

 

Cr

 

10

 

 

 

3

 

 

L10

=

 

.

(5)

 

 

 

P

 

 

 

 

 

r

 

 

 

де Cr – базова динамічна вантажопідємність підшипника,

Рr – еквівалентне динамічне радіальне навантаження,

Знаходимо L10 для 14 підшипників:

 

58422.522

10

 

3

 

L10 =

 

 

 

= 978.753 млн.об.

 

 

7402.5

 

 

30

Соседние файлы в предмете Вагоны и вагонное хозяйство