2.5. Допускаемые значения коэффициентов динамики и ускорений кузова
Коэффициент устойчивости колеса оказывает большое влияние на безопасность движения вагона, превышение его допустимых значений возможно, если проекции вертикальных сил на линию контакта гребня колеса с головкой рельса будут меньше проекции боковой силы на ту же линию.
Кузов груженого грузового вагона
|
|
|
|
|
|
отл |
0,4 |
0,4 |
0,15 |
|
хор |
0,5 |
0,5 |
0,20 |
|
удовл |
0,6 |
0,6 |
0,25 |
Вертикальная нагрузка на колесо определяется весом
Масса частей вагона, приходящихся на 1 колесо определяется по формуле
Где
количество
колес
Коэффициент вертикальной динамики
,
Где а- коэффициент для обрессоренных частей тележки (0,1);
в-
коэффициент, учитывающий число осей в
тележке(
;
-
статический прогиб (max(
0,018;
Согласно таблицы мы получаем «отл».
Среднее значение коэффициента вертикальной динамики при подпрыгивании
Среднее значение коэффициента вертикальной динамики при боковой качке
Среднее значение рамной силы
,
Где
-
осевая нагрузка;
-
коэффициент, который на грузовых вагонах
на безрамных вагонах принимается равным
0,003.
Масса необрессоренных частей вагона, приходящаяся на колесные пары
,
Где n- количество осей в тележке.
Вертикальное давление набегающего колеса
,
Где
-
половина расстояния между серединами
шеек оси (1,018м );
-
расстояние от точки контакта контакта
ненабегающего колеса до середины шейки
оси (0,264 м);
-
расстояние от точки контакта набегающего
колеса до середины шейки оси ( 0,217 м);
-
расстояние между точками контакта колес
с рельсами (1,555 м);
r- радиус колеса (0,475 м).
Вертикальное давление ненабегающего колеса
Боковое давление набегающего колеса
Коэффициент устойчивости колеса
,
Где
-
коэффициент трения (0,25);
=
;
1,5
2.6. Расчеты прочности элементов ходовых частей
Расчет боковой рамы тележки 18-100 от действия вертикальной нагрузки.
Форма сечений стержней имеет вид и следующие геометрические характеристики.
|
№ стержня |
Поперечное сечение |
Li, см |
Fi, см2 |
Ji, см4 |
zoi, см |
Название стержня |
|
1 |
|
32,1 |
51,44 |
498,97 |
4,98 |
Верхний горизонтальный пояс |
|
2 |
|
32,1 |
165,1 |
3070,77 |
8,32 |
Нижний горизонтальный пояс |
|
3 |
|
42,4 |
48,72 |
313,84 |
5,64 |
Верхний наклонный пояс |
|
4 |
|
69,05 |
58,56 |
977,18 |
4,59 |
Нижний наклонный пояс |
|
5 |
|
54,5 |
47,56 |
382,108 |
6,09 |
Вертикальная колонка |
Опыт испытаний показывает, что верхние пояса работают на растяжение-сжатие. Поэтому можно принять расчетную схему в виде:
Заменив реакции пружин силами, получаем основную систему.
Составим уравнение потенциальной энергии деформации для боковой рамы.
+
кг
кг
Продольные усилия и изгибающие моменты в конструкции
кг
;
;
кг/см
кг
кг/см
кг/см
Находим напряжения в поясах рамы тележки, принимая во внимание наибольшие значения изгибающих моментов.
Стержень 1
Стержень 2
Стержень 3
Стержень 4
Стержень 5
Данные напряжения удовлетворяют следующему условию:
Сталь 20ГФЛ; σт=3100кг/см2
Строим эпюры продольных сил и изгибающих моментов.
Продольные усилия, кг
Изгибающие моменты, кг/см
|
|
|
|
2.7. Расчет колеса и оси
Проверка пригодности колеса для эксплуатации под проектируемым вагоном.
Принимаем диаметр колеса равный 950 мм.
Проверка прочности типовой оси колесной пары на соответствие ее выбранной конструкции вагона.
Положение центра тяжести hк=1450 мм
Нагрузка на шейку оси
