– зовнішня
рад 0,
;
– внутрішня під клином
– внутрішня
рад 0;
.
, (6.3)
де – коефіцієнт Пуассона, для сталі ;
– модуль пружності, Па [ 2, с. 195].
Па.
Вертикальна жорсткість кожної пружини становитиме:
Н кН;
Сумарна жорсткість пружин при порожньому вагоні (жосткість зовнішніх і підклинових пружин):
, (6.4)
кН.
Сумарна жорсткість пружин при завантаженому вагоні (жосткість усіх пружин):
, (6.5)
Статичне навантаження на ресорний комплект при порожньому вагоні становитиме:
де – прискорення вільного падіння, м/с2;
– вага тари вагона (напіввагона), т;
– вага візка, т;
– вага надресорної балки, т.
Статичне навантаження на ресорний комплект при завантаженому вагоні становитиме:
, (6.6)
де – максимально допустиме навантаження від колісної пари на рейки, згідно завдання кН.
Статичний прогин ресорного підвішування візка обчислимо за формулою:
, (6.7)
Тоді статичний прогин становитиме:
– для порожнього вагона при
м мм;
– для завантаженого вагона при
м мм.
Графічно характеристика ресорного підвішування одного комплекту ресорного підвішування візка наведено на рисунку 6.1.
Рисунок 6.1 – Характеристика одного комлекту ресорного підвішування
Гнучкість ресорного підвішування візка обчислимо за формулою [ 2, с. 177]:
, (6.8)
Гнучкість ресорного підвішування візка становитиме:
– при порожньому вагоні
м/кН мм/т;
– при завантаженому вагоні
м/кН мм/т.
6.2 Розрахунок пружин на міцність
Розрахунок пружин на міцність виконують за допустимими напруженнями для ІІІ-го розрахункового режиму [ 2, с. 192]:
, (6.9)
де – напруження від дії вертикального і горизонтального навантажень відповідно;
– допустимі напруження для ІІІ-го розрахункового режиму, допустимі напруження за ІІІ-м режимом вибирають, виходячи з границі витривалості матеріала, тобто для матеріалу пружин, сталі 60C2XФА, МПа.
Напруження від дії вертикального навантаження обчислимо за формулою [ 2, с. 191]:
, (6.10)
де – розрахункове навантаження на пружину;
– поправочний коефіцієнт, що залежить від індексу пружини.
Навантаження обчислимо за формулою:
, (6.11)
де – відповідно максимальне статичне розрахункове навантаження на пружину та вертикальна динамічна добавка.
Розрахункове статичне навантаження на кожну пружину знайдемо, виходячи з максимального статичного навантаження на комплект кН, та враховуючи те, що комплект складається з 5-и дворядних пружин жорсткості () і 2-х підклинових дворядних пружин жорсткості ().
Навантаження на кожну з дворядних пружин дістанемо у виді:
– підклинова пружина
, (6.12)
кН;
– інші пружини
, (6.13)
Вертикальне статичне навантаження на кожну пружину дістанемо у виді:
– зовнішня пружина
, (6.14)
або
, (6.15)
кН,
– внутрішня підклинова пружина
, (6.16)
– внутрішня пружина
, (6.17)
Динамічну вертикальну добавку на кожну пружину обчислимо за формулою:
, (6.18)
де – коефіцієнт вертикальної динаміки обресорених частин візка.
Коефіцієнт вертикальної динаміки обчислимо за формулою (4.4):
Тоді вертикальне розрахункове навантаження на кожну пружину становитиме:
Поправочний коефіцієнт обчислимо за формулою [ 2, с. 191]:
, (6.19)
Тоді напруження в матеріалі пружини від розрахункового вертикального навантаження за формулою (6.10) становлять:
Па МПа;
Па МПа.
Напруження в матеріалі пружин від горизонтального навантаження знайдемо за формулою [2, с. 191]:
, (6.20)
де – розрахункова горизонтальна сила на пружину, визначається як 50 % бокової сили вагона, згідно з пунктом 2.3.2 [2] бокова сила, що дорівнює різниці центробіжної сили і горизонтальної складової сили ваги, що виникає внаслідок підвіщення зовнішньої рейки, з урахуванням коефіцієнтів динамічності для вантажних вагонів приймається рівною 7,5 % від вертикального навантаження, отже горизонтальне навантаження на пружину знайдемо у виді:
, (6.21)
, (6.22)
, (6.23)
, (6.24)
, (6.25)
, (6.26)
, (6.27)
де – висота пружини під вертикальним навантаженням.
Висоту пружини знайдемо за формулою [ 2, с. 181]:
, (6.28)
Подальший розрахунок виконуємо лише для зовнішньої пружини, а для решти зводимо до таблиці 6.2
мм,
, ,
,
м4,
кН
Па МПа
Дані, отримані після розрахунку інших пружин зводимо в таблицю 6.2.
Параметр
Значення для пружини
Зовнішня пружина
Внутрішня пружина (під клином)
Внутрішня пружина
1
2
3
4
Висота у вільному стані , мм
265
235
Діаметр пруткка , мм
27
21
24
Середній діаметр , мм
173
117
114
Число робочих витків
4,5
6,5
5,5
Індекс пружини
6,407
5,571
4,750
, мм
45,5
17,5
192,5
193,5
0,0787
0,0806
0,0983
, град
4,20
4,60
5,620
15,69
14,33
11,73
, м4
0,26·10-7
0,10·10-7
0,16·10-7
4,715·106
3,07·106
4,58·106
, кН
13,4
10,92
23,8
6,21
8,65
9,14
1,106
1,124
1,148
5,025
4,095
8,925
, МПа
200
286
273
Сумарні напруження для кожної з пружин становлять:
– внутрішня підклинова
6.3 Обчислення коефіцієнтів відносного тертя
Відносне тертя за одне повне коливання визначається з виразу:
, (6.29)
, (6.30)
де і – коефіцієнти тертя між поверхнями клину, що дотикаються до фрикційної планки та надресорної балки, приймаємо рівними 0,31;
- число клинів у комплекті, ;
– число пружин в комплекті, ;
– число пружин під одним клином, .
7. ВПИСУВАННЯ ВІЗКА В ГАБАРИТ
Під вписуванням візка в габарит мається на увазі визначення за встановленою методикою допустимих у даному габариті будівельних розмірів відповідних частин спроектованого візка.
Відповідно ГОСТ 9238-83 візки всіх вантажних вагонів (за виключенням вагонів, що будуються за габаритом 03-ВМ), незалежно від габариту, за яким будується кузов, - будуються за габаритом 02-ВМ з нижнім обрисом, приведеним на кресленні 15д ГОСТ 9238-83.з
Для визначення допустимого будівельного обрису проектуємого візка необхідно виконати розрахунок можливих статичних понижень і горизонтальних поперечних переміщень, виходячи з особливостей конструкції і встановлених норм спрацювання вузлів візка.
Найменші допустимі вертикальні будівельні розміри проектуємого візка понизу отримують шляхом збільшення вертикальних розмірів габариту рухомого складу на величину можливого в експлуатації статичного паралельного пониження візка внаслідок максимального нормованого зносу його частин, а для обресорених деталей – й внаслідок рівномірної осадки ресор.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
