2.Определение размеров строительного очертания локомотива

Строительным очертанием называется замкнутый контур, лежащей в плоскости перпендикулярной оси пути, в пределах которого должны быть размещены все элементы вновь проектируемого локомотива. Этот контур строят по габариту подвижного состава путем уменьшения его размеров на величину максимальных смещений экипажной части, создающихся в результате его конструктивных боковых перемещений, осадки рессор, прогибов рамы и износов ходовой части. Смещения локомотива, вызываемые состоянием отдельных участков пути и колебаниями на рессорах, не учитывают.

Д ля нахождения точек строительного очертания по высоте, контур его поперечного сечения разделим на верхнюю и нижнюю часть. Точки верхней части строительного очертания определяются размером габарита минус , а точки нижней части очертания плюс .

Максимальные вертикальные размеры верхнего строительного очертания (мм) (рис. 2.1, а) определяют из выражения:

, (21)

где – размер верхнего очертания габарита, мм; – возможное возвышение кузова.

, (22)

где – увеличение радиуса колеса, предусмотренное последующей реконструкцией локомотива (при переходе подвижного состава на тележку с большим диаметром колес), =0мм; – суммарный статический прогиб рессорного подвешивания локомотива.

Разделим на две составляющие: -статический прогиб буксовой степени рессорного подвешивания и статический прогиб кузовной ступени рессорного подвешивания вследствие применения на проектном тепловозе двухступенчатого рессорного подвешивания таким образом, что:

мм. (23)

мм. (24)

Минимальные размеры нижнего очертания необрессоренных частей тележки (рис. 2.1, б) [1. стр. 268]:

, (25)

где – размер нижнего очертания габарита для необрессоренных частей тележки, мм;

– параллельное статическое понижение необрессоренной массы за счет износа бандажей и уменьшение радиуса колесного центра, мм. Для бандажа толщиной 75мм .

. (26)

Минимальные размеры нижнего очертания обрессоренных частей тележки:

, (27)

где – нижнее очертание габарита для обрессоренной части тележки, мм;

– понижение обрессоренной массы тележки, мм

, (28)

где – число последовательно расположенных шарниров и опорных поверхностей надбуксового строения.

. (29)

(30)

Минимальные размеры обрессоренной массы кузова [1. стр. 268]:

, (31)

где – размер нижнего очертания габарита для обрессоренной массы кузова, мм;

– понижение обрессоренной массы кузова, мм.

, (32)

где 6 – шесть миллиметров прогиб кузова;

– число последовательно расположенных шарниров или опорных поверхностей подвески кузова; – статический прогиб кузова рессорного подвешивания, мм.

. (33)

(34)

Максимальные горизонтальные размеры строительного очертания:

, (35)

где – полуширина соответствующего габарита подвижного состава ( ); – ограничение полуширины в любом поперечном сечении по длине локомотива.

Вычисление связано с оценкой возможного поперечного смещения рамы тележки относительно колесной пары (q) и кузова относительно рамы тележки (ω) при вписывании локомотива в кривую.

1. направляющие сечение (сечение проходящие через шкворень ):

, (36)

где S – максимальная ширина колеи в кривой расчетного радиуса (S = 1542мм);

d – минимальное расстояние между наружными гранями предельно изношенными гребней бандажа (d = 1487мм);

– наибольшее возможное поперечное перемещение в направлении сечения в одну сторону из центрального положения рамы тележки относительно колесной пары вследствие зазора при максимальном износе и деформации упругих элементов в буксовом узле и узле сочленения рамы тележки в буксе;

– смещение кузова относительно рамы тележки вследствие зазоров при максимальных износах и упругих колебаний в узле сочленения кузова и рамы тележки;

– величина дополнительного поперечного смещения в кривых участках пути расчётного радиуса

(37), где

р – база тележки;

– коэффициент размерности, зависящий от величины расчетного радиуса кривой;

– величина, на которую допускается выход подвижного состава;

– для габарита 1-Т.

.

.

2. ограничение по среднему сечению :

2В_в=2(В₀- Е_в), (38)

Е_в=0,5(S-d)+g+w+[k₂(l-n)n+(k₁-k₃) ]-k+α, (39), где

  дополнительные ограничения внутренних и наружных сечений, мм;

– расстояние рассматриваемого сечения от направляющего сечения;

.

[k₂(l-n)n+(k₁-k₃) ]= [2,5(8,6-4,3)4,3+3,3-180]<0→[k₂(l-n)n+(k₁-k₃) ]=0, (40)

Е_в=0,5(1542-1487)+18+35=80,5 мм

2В_в=2(В₀-Е_в)=2(1700-80,5)=3239 мм

3. ограничение по внешнему сечению :

2В_н=2(В₀- Е_n), (41)

Е_n=[0,5(S-d)+g+w](2n+l)/l+[k₂(l+n)n-k₁-k₃]-k+ β (42)

Е_н=[0,5·(1542-1487)+18+35]·(2·4,3+8,6)/8,6+[2,5·(8,6+4,3)·4,3-3,3-180]=116,4,мм

2В_н=2(В₀- Е_n)=2(1700-116,4)=3166мм