Створення вагонів нового покоління. Візок для високошвидкісного руху (стр. 9 из 17)

Перше поєднання навантажень.

Сила ваги кузова вагона брутто, що діє на надресорну балку, дорівнює:

, (5.1)

кН.

Вертикальна добавка від повздовжньої сили інерції кузова визначається за формулою:

, (5.2)

де

– повздовжня квазістатична сила, МН;

- відстань від центра ваги кузова до осі автозчепу, м.

кН

Допустимі напруження при даному сполученні навантажень приймаються рівним границі текучості матеріалу:

МПа, (5.3)

де

– границя текучості для сталі 09Г2Д.

Схема прикладення навантажень при першому їх поєднанні приведена на рисунку 5.4.

Рисунок 5.4 – Розрахункова схема за першим поєднанням навантажень

Друге поєднання навантажень.

Сила ваги кузова вагона брутто, що діє на надресорну балку, дорівнює:

кН.

50% верти4кальної добавки від повздовжньої сили інерції кузова складають:

кН.

Поперечна складова повздовжньої квазістатичної сили:

, (5.4)

де

– повздовжня квазістатична сила, МН;

- можливе бокове переміщення шворневого перерізу кузова вагона за рахунок зазорів колісної пари в рель совій колії, зазорів в буксових направляючих, п’ятниках і пружних деформацій ресор, при розрахунках вантажних вагонів приймають мм;

– радіус розрахункової кривої, м.

кН.

Допустимі напруження при даному сполученні навантажень приймаються рівними:

(5.5)

МПа

Схема прикладення навантажень при другому їх поєднанні приведена на рисунку 5.5.

Рисунок 5.5 – Розрахункова схема за другим поєднанням навантажень

Третє поєднання навантажень.

Сила ваги кузова вагона брутто, що діє на надресорну балку, дорівнює:

кН.

50% вертикальної добавки від повздовжньої сили інерції кузова складають:

кН.

Силу взаємодії підп’ятника з кузовом вагона, що виникає при гальмуванні завантаженого вагона вагоноуповільнювачем при проходженні гірки, приймаємо з розрахунку:

, (5.6)

де

- сила створювана вагоноуповільнювачем, що приходиться на одну колісну пару, кН.

кН.

Схема прикладення навантажень при третьому їх поєднанні при-ведена на рисунку 5.6.

Рисунок 5.6 – Розрахункова схема за третім поєднанням навантажень

5.1.2 Третій розрахунковий режим

При третьому розрахунковому режимі на надресорну балку візка діють наступні навантаження:

- сила ваги кузова вагона брутто;

- сила інерції візка;

- вертикальне динамічне навантаження;

- відцентрова сила, що виникає при русі вагона в кривій;

- вертикальна складова від дії відцентрової сили.

Сила ваги кузова:

кН.

Вертикальне динамічне навантаження:

(5.7)

Для шворневих вузлів вагона (надресорної балки) коефіцієнт вертикальної динаміки визначається з врахуванням впливу перевалювання кузова за формулою:

, (5.8)

де

– коефіцієнт, приймаємо згідно „Норм...” .

Коефіцієнт вертикальної динаміки для обресорених частин візка визначається за формулою (4.4):

кН

Відцентрова сила, що виникає при русі вагона в кривій, для вантажних вагонів приймається згідно „ Норм...” рівною 7.5% від ваги кузова з вантажем, тобто дорівнює:

(5.9)

кН.

Вертикальна добавка від відцентрової сили визначається за формулою:

, (5.10)

де

– відстань від центру ваги кузова до плоскої опорної поверхні, м;

де

– відстань від центра підп’ятника до центра ковзуна, м

кН.

Силу інерції візка визначаємо за формулою (5,2 ) при

МН

кН.

Допустимі напруження при третьому режимі навантажень приймаються рівними:

МПа,

Схема прикладення навантажень при третьому режимі навантажень приведена на рисунку 5.7.

Рисунок 5.7 – Розрахункова схема за III розрахунковим режимом

5.2 Результати розрахунків над ресорної балки

У результаті розрахунку отримано картини напружено-деформованого стану надресорної балки візка при першому і третьому розрахунковому режимах.

Для визначення напружень, що виникають в надресорній балці, були прийняті оціночні зони, які зображені на рисунку

Картина напружено-деформованого стану надресорної балки візка при першому режимі завантаження наведена на рисунках для першого 5.4, другого і третього 5.5, 5.6 поєднання навантажень; для третього розрахункового режиму – на рисунку 5.7.

6. РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ РЕСОРНОГО ПІДВІШУВАННЯ

6.1 Розрахунок параметрів підвішування

Даний розрахунок виконано для визначення гнучкості, жорсткості, прогину ресорного комплекту візка.

Ресорне підвішування візка складається з двох комплектів, кожен з яких має по 7 подвійних пружин та по два клинових гасника коливань.

Таблиця 6.1 - Технічна характеристика пружин

Параметр	Значення для пружини
	Зовнішня пружина	Внутрішня пружина (під клином)	Внутрішня пружина
Вага М, кг	14,6	7,85	8,85
Висота у вільному стані , мм	265	265	235
Зовнішній діаметр , мм	200	138	138
Діаметр прутка , мм	27	21	24
Середній діаметр , мм	173	117	114
Число робочих витків	4,5	6,5	5,5
Повне число витків	6,0	8,0	7,0
Шаг витка , мм	52,9	37,5	38,4
Індекс пружини	6,407	5,571	4,750

Вертикальну жорсткість циліндричної пружини стиснення

обчислимо за формулою [ 2, с. 180]: