_; (6.4)

Р_б = Н_р + μР_в2, (6.5)

где Р_ст^(m) – вертикальная статическая нагрузка, действующая на шейку оси, тс;

к_д.в1 = 0,75 - коэффициент вертикальной динамики, значение рассчитывается по формуле (4.8) для обрессоренных частей тележки, т.е. при

а = 0,1; = 0,259;

к_д.б.к = 0,25 - среднее значение коэффициента динамики боковой качки;

Н_р = р_о - среднее значение рамной силы, вычисляемое при среднем значении коэффициента горизонтальной динамики

где р_о – осевая нагрузка, тс;

q_к.п. – сила тяжести колесной пары с буксами;

= вб(5+v) – среднее значение коэффициента горизонтальной динамики колесной пары;

где в – коэффициент осности тележки;

б – коэффициент, зависящий от гибкости рессорного подвешивания, для грузовых вагонов б = 0,003;

v – скорость движения вагона, м/с; v=33 м/с;

=(5+33)0,0030,75=0,09,

2в₂ – расстояние между серединами шеек оси колесной пары;

а_1, а₂ – расстояние от точек контакта колес до середин шеек оси, а₁ = 0,217 м,

а₂ = 0,264 м;

r – радиус колеса;

l – расстояние между точками контакта колес с рельсами, принимаемое равным 1,555 м.

---

Заменив в формулах (6.3) и (6.4) 2Р_ст^(m) = р_о – q_к.п. , а также подставив числовые значения линейных величин и номинальный радиус колеса r=0,475м, после преобразования получаем следующие упрощенные выражения для Р_в1 и Р_в2:

Р_в1 = р_о(0,485–0,528 + 0,289 )+0,528 q_к.п. , (6.6)

Р_в1=24(0,485-0,5280,234+0,2890,115)+0,5280,2341,4=9,64 тс.

Р_в2=р_о(0,515 – 0,222 – 0,289 )+0,222 q_к.п. , (6.7)

Р_в2 = 24(0,515-0,0520-0,033)+0,0521,4= 10,4 тс,

Н_р =24,250,115=0,028 тс,

Р_б =0,028+ 0,2510,39 =2,62 тс,

к_ус=1,0349,64 /2,62=3,8 > [к_ус].

7. Расчет надрессорной балки с опиранием на скользуны.






Рисунок 7.1 – Расчетная схема надрессорной балки тележки и
эпюра изгибающих моментов
Восприятие нагрузки от кузова осуществляется непосредственно через скользуны, расчетная схема надрессорной балки будет иметь вид, показанный на рис 6.1. При проверке ее прочности возможны два случая загружения:

1. 
   действуют только вертикальные статическая и динамическая
   си­лы;
   
2. 
   к балке приложены вертикальные и горизонтальные усилия от
   действия центробежной и ветровой нагрузок.
   

---

При первой схеме загружения расчетная вертикальная нагрузка на тележку распределяется поровну между двумя скользунами и равна Р/2, такова же и реакция опор.

Во второй схеме загружения дополнительные нагрузки Р_б, выз­ванные действием центробежной силы и давлением ветра, определяют­ся по формуле:

, (7.1)

где Н_ц, Н_в – соответственно центробежная и ветровая силы, действу­ющие на кузов вагона;

h_ц, h_в – соответствующие расстояния от центра тяжести кузова и центра площади боковой его поверхности до плоскости опорной поверхности пятников;

– плечо пары сил Р_б.

тс.

Вертикальная дополнительная реакция рессорного комплекта от действия боковых сил при этом определяется по формуле:

, (7.2)

где в – половина расстояния между опорами балки (между центрами рессорных комплектов).

тс.

Изгибающий момент в среднем сечении балки при первой (сплош­ные линии) и второй (штриховые) схеме загружения будет одинаков (см. рис. 6.1) и определяется по формуле :

, (7.3)

где Р – расчетная сила, приложенная в центре подпятника.

, (7.4)

где Р_ст – вертикальная статическая сила;

Р_д – максимальная динамическая сила;

Р_и – вертикальная составляющая от продольных сил инерции при торможении.

, (7.5)

где Р_бр – сила тяжести вагона брутто, кН;

Р_т – собственная сила тяжести одной тележки, кН.

тс.

; (7.6)

тс.

---

, (7.7)

где h_ц – расстояние от опорной плоскости пятника до центра массы кузова;

– база вагона.

тс.

тс.

тс.

Определим изгибающий момент в сечении балки по сколъзуну:

, (7.8)

где в₁ – расстояние от опоры до плоскости сечения II – II.

тс.

Нормальные напряжения в материале надрессорной балки в расчетных сече­ниях определяются по формуле:

, (7.9)

где М_i – изгибающий момент в расчетном сечении балки;

W_i – момент сопротивления балки в том же сечении;

i – номер расчетного сечения.

Напряжения в среднем сечении (I – I) балки равны:

в верхних волокнах –

; (7.10)

МПа;

в нижних волокнах –

; (7.11)

МПа,

где м³; м³ – моменты сопротивления изгибу среднего сечения (I – I) надрессорной балки соответственно для верхних и нижних волокон.

Напряжения в сечении балки (II – II) по скользуну равны:

в верхних волокнах –

; (7.12)

МПа;

в нижних волокнах –

; (7.13)

МПа,

где

---

м³; м³ – моменты сопротивления изгибу сечения надрессорной балки (II – II) по скользуну соответственно для верхних и нижних волокон.

В приближенных расчетах надрессорной балки действие горизон­тальных нагрузок может быть учтено увеличением на 20% расчетных напряжений от вертикальных сил, т.е. прочность материала в сечениях балки определяется из условия:

, (7.14)

где – допускаемые напряжения материала надрессорной балки. Для стали марки 20ГЛ – =180 МПа.

Таким образом, учитывая другие виды загружения и исходя из условия прочности максимальные нормальные напряжения, возникающие в материале надрессорной балки, не превышают допускаемых, т. е.
1,2·149,32 = 179,18 МПа < 180 МПа

1,2·120,71 = 144,85 МПа < 180 МПа

1,2·133,74 = 160,49 МПа < 180 МПа

1,2·54,17 = 65,004 МПа < 180 МПа
Следовательно, прочность усиленного варианта надрессорной балки тележки модели 18-100, применяемой в четырехосной платформе, обеспечена при неблагоприятном сочетании эксплуатационных нагрузок с учетом скорости движения вагона (V = 33,3 м/с), при проходе кривого участка пути и одновременно произведенном служебном торможении.

8 Технико-экономическое обоснование эффективности разработанной конструкции вагона
При технико-экономических расчетах вагоны, пригодные для перевозки одних и тех же грузов, сравнивают между собой по следующим основным показателям:

1. 
   удельному объему (удельной площади);
   
2. 
   использованию грузоподъемности;
   
3. 
   коэффициенту тары;
   
4. 
   нагрузке от оси на рельсы и на 1 пог. м пути;
   
5. 
   себестоимость перевозки грузов;
   
6. 
   эксплуатационным и капитальным затратам;
   
7. 
   натуральным показателям: затратам металла при постройке и топлива, электроэнергии (при эксплуатации вагонов).
   

В результате расчетов можно определить срок окупаемости и решить вопрос о целесообразности внедрения разработанной конструкции вагона.

Основные показатели старой конструкции вагона:

Р_с=69 тс, λ=0,84 , Т_с=25,41 тс, =0,32.

---

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