Файл: механическая часть электроподвижного состава.docx

(

Режим		Силы				Момент		Напряжение
		Fд, кН	Pдт, кН	Rдт, кН	Му, кН/м		σF, МПа
Vтр	0	90	46,875	2,79	9,212		4,848
Vд	37,61	67,986	35,409	2,108	6,957		3,662
Vдв	61,63	63,138	32,884	1,957	6,463		3,402
Vк	110	54,908	28,635	1,705	5,611		2,953

9. Расчет напряжения в опасном сечении от системы сил, действующих в тяговом режиме

Запишем расчетное выражение для изгибающего момента в заделке и определим ее величину:










По значению момента вычислим напряжения в 1-й и 6-й точках сечения для V=0, V_д=37,61 км/ч, V_дв=61.63 км/ч, V_к=110 км/ч:

---

10. Напряжение от кососимметричной нагрузки рамы тележки

Из-за нарастающего возвышения наружного рельса, разности диаметров колесной пары, в раме тележки происходит перераспределение реакций, в результате чего рессорные комплекты будут иметь различные прогибы и различные реактивные усилия.

Для расчета кососимметрической составляющей R_к необходимо сначала рассчитать эквивалентную жесткость рессор одной колесной пары.

Комплект состоит из 4 параллельно работающих пружин с жесткостью ж_пр и двух параллельно действующих листовых рессор с жесткостью ж_р работающих последовательно с комплектом пружин.

, отсюда

кН/м.
Тогда реакция рессорных подвесок из расчета подъема набегающего колеса при входе в кривую при возвышении наружного рельса на h = Δh_k = 20 мм, реакция R_к будет:
кН.

где: Δh_к – расчетная высота подъема набегающего колеса при входе в кривую с учетом разности диаметров колес, конусообразности бандажей, неточности регулировки рессорного подвешивания, мм

Ж_э– жесткость рессорного подвешивания тележки, отнесенная к одной КП, кН/м.

Составим расчетное выражение изгибающего момента в точках 1 и 6

Напряжение от изгиба в точках 1 и 6 опасного сечения определяются:

11. Напряжения в опасном сечении рамы тележки от вертикальной динамической нагрузки

Эти напряжения определяем через силы, определяемые как сумма статических нагрузок с добавкой динамических сил.

Динамические силы определяем с помощью коэффициента динамики К_д, который зависит от статического прогиба рессорного подвешивания.

Статический прогиб рессорного подвешивания:

---

мм;

Коэффициент вертикальной динамики:









Напряжение от вертикальной динамической нагрузки (амплитудное значение) определяется по формуле:

12. Запас прочности в опасном сечении при наиболее неблагоприятных сочетаниях нагрузок

Рассмотрим одновременное действие различных нагрузок в их возможном сочетании и произведем алгебраическое суммирование напряжений для 6-ой точки сечения. По величине максимального результирующего напряжения определяется запас прочности и делается заключение о пригодности рамы тележки в эксплуатации. Тележка считается пригодной, если коэффициент запаса прочности не менее чем 1,7…2, то есть коэффициент запаса прочности по текучести металла



Расчет напряжений выполняем в табличной форме.
Таблица. Результирующие напряжения в опасном сечении

Виды нагрузки	Режим работы электровоза
	Скорость движения, V, км/ч
	0	37,61	61,63	110
Весовая	49,51	49,51	49,51	49,51
Тяговый режим	-	16,65	16,65	-
Вертикальная	4,848	3,662	3,402	2,953
Кососимметрическая	3,907	3,907	3,907	3,907
Динамическая	-	6,783	7,971	10,348
Результирующее напряжение	58,265	80,512	81,44	66,718

---

Согласно таблицы наиболее тяжелым режимом работы электровоза является движение со скоростью V_эксп = 61,63 км/ч с возвышением наружного рельса. Напряжение в 1 точке расчетного сечения будет максимальной при движении с конструктивной скоростью:

σ_max= 81,44 МПа

В этом случае в расчетной точке опасного сечения рамы



где σ_max = 240 МПа - предел текучести стали Ст 3

Коэффициент запаса прочности больше предела 1,7 …2, следовательно, рама пригодна к эксплуатации.

Заключение
В данном курсовом проекте, произведя расчеты и определив основные параметры рамы тележки, значения сил и моментов сил, действующих на неё в процессе движения с различными скоростями, а также напряжения в опасном сечении, можно сделать следующие выводы:

- движение со средней эксплуатационной скоростью, равной 61,63 км/ч с возвышением наружного рельса, является наиболее тяжелым режимом работы электровоза;

- коэффициент запаса прочности по текучести металла (1,7 ≥n_m ≤ 2), превышает заданные границы. Рама является пригодной в эксплуатации.

- коэффициент запаса усталостной прочности удовлетворяет условиям пригодности рамы в эксплуатации, так как элементы рамы, подвергающиеся переменному асимметрическому напряжению должны иметь дополнительный запас прочности из-за наличия концентраторов напряжения и ряда других причин.


Список используемых источников

1. 
   Медель В. Б. «Подвижной состав электрических железных дорог. Конструкция и динамика». Учебник для институтов ж.-д. трансп.- М.: Транспорт, 1974. – 232 с.
   
2. 
   «Механическая часть тягового подвижного состава». Учебник для ВУЗов ж.-д. трансп.- /И. В. Бирюков. и др.; Под редакцией И. В. Бирюкова. М.: Транспорт, 1992. - 440 с.
   
3. 
   Медель В.Б. Проектирование механической части электроподвижного состава. М., «Транспорт», 1964. 423 с.
   

4. «Механическая часть локомотивов» задание на курсовой проект с методическими указаниями.

---