4.3 Рессорное подвешивание и гасители колебаний

Рессорное подвешивание (рисунок 7) предназначено для упругого восприятия динамических сил, действующих со стороны пути на обрессоренные части вагона, и гашения энергии колебаний, возникающих при движении вагона по рельсовому пути.

1 – пружина наружная, 2 – пружина внутренняя, 3 – фрикционный клин, 4 – планка контактная

Рисунок 7 – Рессорное подвешивание

Рессорное подвешивание включает два рессорных комплекта, установленных в центральных проемах боковых рам.

Рессорный комплект имеет линейную зависимость прогиба от нагрузки и включает семь двойных витых цилиндрических пружин и два фрикционных клина гасителя колебаний.

4.4 Тормозное оборудование

Тормозная рычажная передача тележки является частью тормоза вагона, предназначенного для создания искусственного сопротивления движению вагона, с целью регулирования скорости его движения и осуществления остановки.

Тормозная рычажная передача (рисунок 8) состоит из двух триангелей по ГОСТ 4686, которые при помощи подвесок и осей соединены с кронштейнами боковых рам, двойных вертикальных рычагов, двойных вертикальных рычагов, соединенных затяжкой, и серьги мертвой точки.

1 – триангель, 2 – рычаг, 3 – затяжка, 4 – серьга мертвой точки, 5 – предохранитель, 6 – устройство направленого отвода колодок, 7 – втулка, 8 – скоба, 9 – кронштейн, 10 – предохранитель

Рисунок 8 – Тормозная рычажная передача

В тормозной рычажной передаче предусмотрено использование композиционных тормозных колодок. Допускается установка чугунных тормозных колодок при особых условиях эксплуатации.

Тормозная рычажная передача оборудована устройством направленного отвода колодок от колес при отпущенном тормозе, обеспечивающим равномерный износ колодок.

5 Расчет характеристик рессорного подвешивания

Проектируемая тележка подкатывается под вагон аналог, которого 12–132.

Принимаем, что проектируемый рессорный комплект аналогичен комплекту тележки модели 18-578. Тележка 18-578 имеет два комплекта рессорного подвешивания, каждый из которых состоит из семи двухрядных цилиндрических пружин. Материал пружин – сталь 60С2. Прогиб центрального рессорного подвешивания составляет 68 мм, коэффициент запаса прогиба равен 1,8, касательные напряжения [τ]=750*10⁶Н/м², модуль сдвигаG=8*10¹⁰Н/м².

Рассчитываем статическую нагрузку на одну пружину:

_{где P – грузоподъемность вагона 12-132 (69,5 т.);}

_{Т – тара вагона опирающегося на тележку (без экипировки), не более 24,5 т;}

_{Pтел – вес тележки, 4,75 т;}

_{Pч – вес частей тележки, находящиеся над пружинами, 0,443 тс (4,43кН);}

_{n, n1, n2 – число тележек под вагоном (2), число рессорных комплектов в тележке (2), число пружин в комплекте (7).}

тс

Рассчитываем эквивалентную жесткость пружины:

,

где f_ст=0,068 м – статический прогиб.

тс/м

Производим расчет максимальной статической нагрузки:

,

k_зп=1,8 – коэффициент запаса прочности.

тс

Рассчитываем максимальный прогиб:

м (122,4мм)

Определение диаметра прутка пружины.

Из прочностного расчета пружин известно, что

,

_где индекс пружины.

_{Для вагонных пружин} . Для первого расчета принимаем.

средний диаметр пружины.

диаметр прутка пружины.

коэффициент, учитывающий кривизну витков пружины:

Имеем:

Средний диаметр пружины равен:

Число рабочих витков вычислим как:

Высота пружины в сжатом и свободном состоянии:

Сравнивая параметры пружины: средний диаметр, диаметр прутка и высота в свободном состоянии с возможными размерами пружин рессорного комплекта (172 мм, 28 мм и 259 мм) видим, что данная пружина не подходит. Для создания более компактного рессорного подвешивания заменим полученную пружину эквивалентной двухрядной пружиной.

Однорядную эквивалентную пружину заменяем на двухрядную из сле­дующего условия (рисунок 9):

Рисунок 9 – Соотношение размеров двухрядной пружины

Рассчитываем характеристики двухрядных пружин:

Диаметры прутков:

мм

мм.

Нагрузки на одну пружину рессорного комплекта:

тс

тс.

Находим жесткость пружин:

тс/м

тс/м.

Суммарная жесткость пружин:

тс/м

Определяем погрешность:

Вычисляем средние диаметры пружин:

мм,

мм.

Находим количество витков:

витков

витков.

Находим высоты пружин в сжатом состоянии:

мм

мм.

Выравнивание высот пружин производится путем увеличения числа рабочих витков из условия: . Тогдаh_1св=h_2св.

Находим высоты пружин в свободном состоянии:

мм

Полное число витков:

,

Определим длины заготовок:

мм,

мм.

Рисунок 10 – Геометрические размеры пружины

Опорные поверхности пружин выполняют плоскими и перпендикулярными оси пружины. Для этого концы заготовки пружины оттягивают на длине не менее 2/3 длины витка, чем достигается постепенный переход от круглого сечения к прямоугольному. В дальнейших расчетах параметры пружин принимаем согласно аналогу тележки 18-578.