Р_ст^(р.к.) = , (4.3)

Р_ст^(р.к.)= =21,82 тс,

на боковую раму тележки:

Р_ст^(б.р.) = (4.4)

Р_ст^(б.р.)= =22,24 тс.
4.1.2 Вертикальная динамическая нагрузка
Вертикальная динамическая нагрузка Р_д возникает при движении вагона по рельсовому пути вследствие ускорения массы вагона и груза при колебаниях на рессорах и прохождении неровностей пути. Она определяется умножением статической нагрузки на коэффициент вертикальной динамики к_д.в.:

Р_д = Р_стк_д.в. (4.5)

Расчетный коэффициент вертикальной динамики рассчитывается по формуле:

к_д.в. = , (4.6)

где - среднее значение коэффициента вертикальной динамики;

β – параметр распределения, для деталей грузовых вагонов при существующих условиях эксплуатации β = 1,13;

Р(к_д.в.) – доверительная вероятность, при расчете на прочность по допускаемым напряжениям рекомендуется принимать Р(к_д.в.) = 0,97.

После подстановки в (3.6) значений β и Р(к_д.в.), получаем следующее выражение для коэффициента вертикальной динамики для грузовых вагонов:

к_д.в. = =1,87 ,

к_д.в. =1,87 (4.7)

Среднее значение определяется по формулам:

при v ≥ 15 м/с (≈ 55 км/ч)

---

= а + 3,6в10^{- 4} (V-15)/f_ст , (4.8)

где а =0,05 – коэффициент, принимается равным для элементов кузова 0,05; для обрессоренных частей тележки = 0,1; для необрессоренных частей тележки (за исключением колесных пар) =0,15.

в = =1- коэффициент, учитывающий осность тележки;

т_т – число осей в тележке;

v=120 – скорость движения вагона, км/ч (v=33,3 м/с);

f_ст – статический прогиб рессорного подвешивания, м.

Статический прогиб рессорного подвешивания рассчитывается конкретно для проектируемого вагона исходя из нагрузки, действующей на рессорный комплект, и жесткости рессорного комплекта С_р.к.:

f_ст = Р_ст^(р.к.)/С_р.к. (4.9)

Исходя из того, что в каждом рессорном комплекте двухосной тележки устанавливается по семь двухрядных пружин, работающих параллельно, суммарная жесткость рессорного комплекта:

С_р.к. = 7(С_н + С_в) (4.10)

где С_н, С_в – жесткость наружной и внутренней пружин соответственно.

Жесткость любой пружины с круглым сечением прутка можно рассчитать по формуле:

С = Gd⁴/8Д³n_p (4.11)

где G – модуль сдвига, равный 810⁴ Мпа;

d – диаметр прутка пружины, м;

Д – средний диаметр пружины, м;

n_р– число рабочих витков.

Для наружной пружины:

d_н=0,03 м,

Д_н =0,17 м,

n_р.н=4.

С_н=810⁴0,03⁴/80,17³4=0,4122 МПам

Для внутренней пружины:

d_в=0,021 м;

Д_в =0,111 м;

n_р.в =6,45.

С_в=810⁴

---

0,021⁴/80,111³6,45=0,22035 МПам.

Суммарная жесткость рессорного комплекта:

С_р.к. = 7(0,4122+0,22035)=4,428 МПам.
f_ст=0,2182/4,428=0,049м.

Вертикальные динамические нагрузки на элементы кузова:

а =0,05:

=0,05+3,610^-4 (33-15)/ 0,049=0,184,

к_д.в=0,1362,1136=0,344,

Р_д=43,090,344=14,823 тс.

Вертикальные динамические нагрузки на обрессоренные части тележки:

а=0,1:

=0,1+3,610^-4  (33-15)/ 0,049=0,234,

к_д.в.=0,2072,1136=0,437,

Р_д=21,820,437=9,535 тс.

Вертикальные динамические нагрузки на необрессоренные части тележки:

а=0,15:

=0,15+3,610^-4 (33-15)/ 0,049=0,284,

к_д.в.=0,2512,1136=0,53,

Р_д=22,240,53=11,787 тс.
4.1.3 Суммарная вертикальная нагрузка
Эта нагрузка считается действующей статически на любую деталь тележки и складывается из вертикальной статической и вертикальной динамической нагрузок:

Р_верт.=Р_ст+Р_д. (4.12)
На подпятник:

Р_верт.= 43,09+15,82=681,813 тс.

На рессорный комплект:

Р_верт.= 21,82+10,535=229,874 тс.

На боковую раму:

Р_верт.= 22,24+12,787=284,383 тс.

4.2 Боковая нагрузка
Боковая горизонтальная нагрузка, действующая на подпятник тележки и возникающая при движении вагона по кривому участку пути, складывается из центробежной силы и давления ветра на кузов:

Н = 0,5(Н_ц+Н_в), (4.13)

где Н_ц – центробежная сила, направленная наружу кузова вагона;

Н_в – равнодействующая сила давления ветра на кузов вагона.

Центробежная сила, действующая на все части вагона, определяется с учетом возвышения наружного рельса над внутренним по формуле:

---

Н_у = (Р_бр-Р_ч)(v²/gR – h_p/2S), (4.14)

где v – скорость движения, м/с;

g – ускорение силы тяжести, м/с²;

R – радиус кривой, м;

h_p – возвышение наружного рельса над внутренним;

2S – расстояние между кругами катания колесной пары, м.

Обозначив

η_ц = (v²/gR – h_p/2S) (4.15)

и подставив в формулу (4.14), получим:

Н_ц = η_ц(р₀ m₀ – 2Р_т). (4.16)

Если в технических требованиях не оговорены особые условия движения в кривых, то η_ц = 0,075 для грузовых вагонов.

Н_ц=0,075(96-9,6) = 6,48 тс.

Равнодействующая сила давления ветра Н_в определяется по формуле:

Н_в = ωF, (4.17)

где ω – удельное сопротивление ветра, перпендикулярное боковой стене вагона, принимаемое согласно нормам расчета на прочность равным 50 кгс/м²;

F – площадь боковой проекции кузова, м².

F = 2L_pH_max^(k) , (4.18)

где H_max^(k) – максимальная высота кузова с учетом рамы вагона, H_max^(k)=2,896 м.

F =21,06  2,896 = 60,99 м² ,

Н_в =60,99500=30,5 тс.

Боковая горизонтальная нагрузка:

Н = 0,5(6,48+30,5)=73,95 тс.
4.3 Нагрузки, обусловленные силами инерции
Силы инерции, возникающие при торможении, вызывают дополнительное загружение подпятников обеих тележек в горизонтальной плоскости и вертикальное загружение передней по ходу движения тележки и такую же разгрузку задней.

Инерционная нагрузка при торможении приложена в центре тяжести кузова вагона и определяется по формуле:

Т_к= (Р_к/g)j, (4.19)

---

где Р_к = р₀ m₀ – 2Р_т =96 – 9,6 = 86,4 тс– масса кузова с грузом;

Р_т – масса тележки, Р_т=4,8 т;

g – ускорение силы тяжести, м/с²;

j – замедление при торможении, м/с².

Силы инерции при торможении в случае отсутствия соударений вагонов в поезде определяется исходя из замедления, равного 0,2g, а при соударениях – 3,0g. Замедление, равное 0,2g, соответствует торможению при высоких скоростях движения, а замедление в моменты соударения вагонов, равное 3,0g, возникает при низких скоростях.

В случае отсутствия соударения вагонов:

j=0,2g Т_к=(86,4/g)0,2g=17,28 тс.

В случае соударения вагонов:

j=3g Т_к=(86,4/g)3g=259,2 тс.

Силы инерции кузова вызывают горизонтальные (вдоль оси вагона) нагрузки на подпятник каждой тележки, определяемые по формуле:

Т_п = Т_к/2, (4.20)

В случае отсутствия соударения вагонов:

Т_п=17,28/2=8,64 тс.

В случае соударения вагонов:

Т_п=259,2/2=129,2 тс.

Дополнительное вертикальное загружение передней по ходу движения тележки можно определить по следующей зависимости:

Р_п=[Т_к(h_ц – h_п)]/2l, (4.21)

где h_ц – расстояние от центра тяжести вагона до центров осей колесных пар, для порожнего вагона h_ц=0,898 м, для груженого вагона h_ц=1,635 м;

h_п – высота опорной поверхности пятника от горизонтальной плоскости, проходящей через центры осей;

2l – база проектируемого вагона.

Значение h_п рассчитывается по формуле:

h_п = h_пп – (Д_р/2) –

---

Смотрите также файлы

• Идентификация опасностей на рабочем месте.docx

• Reja tеmir yol inshооt vа qurilmаlаriga bolgan talablar.docx

• Притча о блудном сыне и ее интерпретация в пушкинской повести.docx

• Установки наружного и внутреннего освещения.docx

• Автодизельсервис.docx