Файл: Реферат 2 Введение 3 Формулировка основных моментов технических требований на проектируемый полувагон 5.docx

, т.е.
(6.6)
Угловая частота собственных колебаний
(6.7)


Линейная частота (количество колебаний в одну секунду)
(6.8)


Подставим и сократим выражение (6.8)
(6.9)


Из условия плавности хода вагона по неровности получили требуемый коэффициент относительного трения для фрикционного гасителя колебаний.

---

7. Проектирование гасителя колебаний исходя из требуемого значения коэффициента относительного трения

Для центрального рессорного подвешивания будем проектировать гаситель колебаний аналогичный гасителю тележки модели 12-196-01.

Проектируемую тележку будут подкатывать под вагон (модель 12-196-01) грузоподъемностью (Р) 69,5 тс (695 кН), тарой 24.5 тс (245 кН). Двухосная тележка модели 12-196-01имеет одинарное рессорное подвешивание, состоящее из семи двухрядных пружин. Жесткость одной пружины равна С = 44,845 тс/м. Из условия обеспечения нормируемых показателей динамических качеств проектируемой тележки потребная величина коэффициента относительного трения () должна быть в пределах 0,08 – 0,1, при прогибе рессорного подвешивания (fСТ) 68 мм.

Принимаем, что фрикционные клинья зготовлены из материала чугун ВЧ 120, фрикционная планка – Сталь 30ХГСА, а надрессорная балка из стали марки 20ГЛ. Коэффициент трения между фрикционной планкой и клином принимаем равным =0,15, а между клином и надрессорной балкой =0,1. Угол наклона рабочей поверхности клина и надрессорной балки принимаем равным =45, а поверхности клина и фрикционной планки равным =2.

В таком случае прогиб подклиновой пружины будет равен:

где z – прогиб рессорного подвешивания (fСТ).

Нисходящее движение деталей гасителя колебаний

Рассмотрим равновесие клина в момент времени t (рисунок 9, а). На рабочих поверхностях фрикционного клина возникают силы трения FН и F1Н.



Рисунок 9 – Равновесие деталей гасителя колебаний при нисходящем движении
Записав условия равновесия клина (сумма проекций всех сил на оси X и Y) и выполнив ряд преобразований

---

, получим:
(7.1)

(7.2)
Где

Вычислим силы трения на рабочих поверхностях:
тс,

тс.
Суммарные силы трения, создаваемые гасителем колебаний при нисходящем движении будут равны:

тс.
Вычислим реакцию рессорного подвешивания на действие внешней нагрузки Р при движении вниз :

Коэффициент относительного трения:
.
Восходящее движение деталей гасителя колебаний.

Рассмотрим равновесие клина в момент времени t. На рабочих поверхностях фрикционного клина возникают силы трения FВ и F1В.


Рисунок 10 – Равновесие деталей гасителя колебаний при восходящем движении



Где

Вычислим силы трения на рабочих поверхностях:
тс,

тс.
Суммарные силы трения, создаваемые гасителем колебаний при восходящем движении будут равны:
тс.
Вычислим реакцию рессорного подвешивания на действие внешней нагрузки Р при движении вверх (рисунок 17, б):


.
Среднее значение коэффициента относительного трения гасителя колебаний будет равно

.
Спроектированный фрикционный гаситель колебаний с фрикционными клиньями из чугуна имеет коэффициент относительного трения равный потребному.

8. Расчет на прочность рамы полувагона на действие ударных продольных нагрузок I режима

---

Согласно требованиям норм должно обеспечиваться устойчивое движение колес по рельсовому пути. Однако при неблагоприятных условиях, когда горизонтальная сила динамического давления колеса на головку рельса велика, а вертикальная мала, то гребень колеса не будет скользить по головке рельса.

Поэтому для предупреждения сходов вагона в эксплуатации производится проверка устойчивости движения колеса по рельсу.

Коэффициент запаса устойчивости рассчитывается по формуле:
(8.1)
где  – угол наклона образующей конусообразной поверхности гребня колеса с горизонталью (600);

 – коэффициент трения поверхностей колес и рельсов (0,25);

РВ – вертикальная нагрузка от набегающего колеса на рельс;

РБ – боковое усилие взаимодействия гребня набегающего колеса и головки рельса;

– допускаемое значение коэффициента запаса устойчивости (1,4).

Вертикальная нагрузка от набегающего колеса на рельс вычисляется по формуле:
(8.2)
где сила тяжести обрессоренных частей вагона, действующая на шейку оси колесной пары;
(8.3)
где Т и Р – тара и грузоподъемность вагона (24,5 и 69,5);

q –сила тяжести необрессоренных частей, приходящихся на колесную пару тс;

п – число осей в тележке (2);

т – число шеек осей в тележке (4).
тс
kДВ1 – расчетное значение коэффициента вертикальной динамики экипажа, приближенно принимается kДВ1 = 0,75 kДВ, где
(8.4)
где а – коэффициент, равный для необрессоренных частей тележки а = 0,15;

– коэффициент учитывающий влияние числа осей в группе тележек (n=2) под одним концом вагона на величину коэффициента динамики;

---

v – расчетная скорость движения, 33 м/с;

fСТ– статический прогиб рессорного подвешивания, 0,068 м.



kДБК – расчетное значение коэффициента динамики боковой качки приближенно принимается kДБК = 0,25 ∙ kДВ;

kДБК = 0,25 ∙ 0,245=0,06

Расчетное значение рамной силы
(8.5)
где Р0 – расчетная статическая осевая нагрузка;
(8.6)
где m  число колесных пар в вагоне, (m=4);

тс

 – коэффициент, учитывающий тип ходовых частей вагона, для грузовых вагонов на безлюлечных тележках с большой горизонтальной жескостью подвешивания  = 0,003.

2b – расстояние между серединами шеек осей, для стандартных колесных пар 2b = 2,036 м;

тс

l – среднее расстояние между точками контакта колес с рельсами, принимается l =1,58 м;

а1 = 0,220 м и а2 = 0,250 м – расчетные расстояния от точек контакта до середине шеек;

r = 0,45 м – радиус средневзвешенного колеса.


Приведенные параметра показаны на рисунке 3.


Рисунок 11 – Схема расчета устойчивости колес против схода с рельсов
Боковое усилие взаимодействия гребня набегающего колеса и головки рельса (рисунок 16) вычисляется по формуле:
(8.7)
где – вертикальная нагрузка от второго колеса на рельс;




Подставим полученные значения вертикальной нагрузки от набегающего колеса на рельс и бокового усилия взаимодействия гребня и головки рельса в формулу (19):

Коэффициент устойчивости по расчётам получен больше чем допускаемый

---