4.2 Боковые нагрузки.

4.2.1 Боковая горизонтальная нагрузка.

где - центробежная сила, направленная наружу кривой,кH;

- равнодействующая сила давления ветра на кузов вагона, кH;

- коэффициент 0,075

- удельное давление ветра 500

На кузов:

=

;

Суммарная нагрузка на кузов:

На надрессорную балку:

На рессорный комплект:

На боковую раму:

На подшибник:

На колесную пару:

4.2.2 Вертикальные составляющие боковых нагрузок.

Боковые нагрузки вызывают дополнительное вертикальное загружение частей тележек с одной стороны вагона и соответствующие разгружения с другой. Величина такого дополнительного загружения рассчитываемой детали определяется по формуле:

где и- вертикальное расстояние от места приложениядо точек приложенияи;- число одноименных, параллельно нагруженных элементов, расположенных с одной стороны вагона;- расстояние между точками приложения силдополнительного загружения и разгружения рассчитываемой детали (принимать 2,036).

Рессорный комплект:

Боковая рама:

Колесная пара:

_{Подшибник:}

_{Надрессорная балка:}

5. Устойчивость колесной пары против схода с рельсов.

Согласно требованиям норм должно обеспечиваться устойчивое движение колеса против схода с рельсового пути. Однако при неблагоприятном сочетании в эксплуатации вертикальных и горизонтальных сил , а также при нарушении условий загрузки и отклонений в состоянии вагона могут возникать случаи всползания гребня колеса на головку рельса, что приводит к сходу вагона с рельс. Поэтому при установлении причины или для предупреждении схода вагона в эксплуатации производится проверка устойчивости движения колеса по рельсу. По рекомендациям норм подсчитывают коэффициент:

где - угол наклона гребня колеса к горизонтальной оси; для стандартного профиля поверхности катания

- коэффициент трения принимается

- горизонтальная составляющая силы реакции набегающего колеса на головку рельса, действующую одновременно с и;

- вертикальная составляющая силы реакции набегающего колеса на головку рельса.

_где - вертикальная составляющая силы реакции ненабегающего колеса на головку рельса;

- число колесных пар в вагона;

- коэффициент, учитывающий влияние числа осей в тележке;

- коэффициент, учитывающий тип ходовых частей вагона: для грузовых вагонов ;

- скорость движения вагона;

- радиус колеса;

- собственная сила тяжести колесной пары;

- среднее вероятное значение;

- сила тяжести вагона;

Найдем коэффициент:

Подсчитаем усилия ,и_:

Определим коэффициент устойчивости колеса:

_{Стандартное значение K=1,4}

6. Расчет оси колесной пары условным методом.

Условный метод может быть применен в эксплуатации при выявлении и для предупреждения излома или деформации оси, если они не вызваны перегревом буксового узла или другими явно выраженными факторами. Наиболее эффективно этот метод может быть использован при перегрузки вагона или максимальный износ шеек осей, связанных с их обточками в эксплуатации.

_{В расчетной схеме силы приложены в центре тяжести вагона, на рассто}янии от осевой линии колесной пары.

- расстояние между осевой линии колесной пары до центра тяжести вагона;

- вертикальная сила;

- горизонтальная сила;

- расстояние между кругами катания колесной пары;

- радиус колеса;

- расстояние между серединами шеек оси;

Вертикальная сила загрузки левой шейки оси;

Загрузка правой шейки оси;

Вертикальные реакции рельсов при этом;

Для левого колеса

для правого колеса

Изгибающие моменты, вызванные действием расчетных нагрузок в трех расчетных сечениях :

В шейке оси у внутренней галтели:

где - длинна шейки;- износ по длине шейки в эксплуатации;

В подступичной части оси в плоскости круга катания колеса:

В средней части оси:

Находим минимальные допустимые в эксплуатации диаметры:

Шейки оси:

Подступичной части оси:

Средней части оси:

где ,,

Подсчитаем силу, приходящуюся на левую шейку оси:

_{Подсчитаем силу, приходящуюся на правую шейку оси:}

_{Определяем вертикальную силу реакции левого рельса:}

_{Определяем вертикальную силу реакции правого рельса:}

Подсчитаем изгибающие моменты в расчетных сечениях оси:

Найдем минимальные допустимые в эксплуатации диаметры в расчетных сечениях оси: