Расчет цистерны (стр. 3 из 3)
); 
динамическая нагрузка (при расчете по I расчетному режиму 
); 
длина цилиндрической части котла ( 
).Тогда
Напряжения в поперечном сечении котла составляют:
, (10)где
изгибающий момент в расчетном сечении котла; 
момент сопротивления изгибу поперечного сечения котла.Рисунок 9–Расчетная схема для расчета цистерны на вертикальные нагрузки
Реакции
Изгибающий момент в шкворневом сечении I-Iсоставляет:
Момент сопротивления изгибу поперечного сечения котла:
Подставим эти значения в формулу (10):
5 Расчет на прочность оси колесной пары
 |
Рисунок 10– Расчетная схема
Статическая нагрузка на ось от веса вагона
, тогда:вертикальная сила
горизонтальная сила
Диаметры оси:
шейки d1 = 130 мм;
подступичной части d2 = 194мм;
средней части d3 = 172 мм.
Материал оси – сталь Осв.
Допускаемые напряжения:
МПа; 
МПа; 
МПа.1.Сечение 1-1 (шейка оси)
;Момент в сечении 1-1:
Осево й момент сопротивления сечения:
м3Тогда напряжение в сечении 1-1 будет равно:
Мпа 
<
2.Сечение 2-2 (подступичная часть):
Осевой момент сопротивления сечения:
м3;Момент в сечении 2-2 находим по формуле:
Напряжение в сечении 2-2
МПа 
< 
3.Сечение 3-3 (средняя часть оси):
Осевой момент сопротивления сечения:
м3;Момент в сечении рассчитываем по формуле:
,где N1– вертикальная реакция рельсов для левого колеса.
тс×мТогда напряжение в сечении 3-3 будет равно:
< 
ВЫВОД: Ось удовлетворяет условиям прочности по допускаемым напряжениям.
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:
(11)где
; 
коэффициент трения ( 
); 
- угол наклона образующей гребня колеса к горизонтальной оси ( 
); - горизонтальная сила динамического давления колеса на головку рельса; 
- вертикальная составляющая силы, возникающей при набегании колеса на головку рельса.  |
Рисунок 11–Схема расчета устойчивости колес против схода с рельсов
Нагрузки, действующие на колесную пару:
(12)где
(13)где
коэффициенты вертикальной и боковой динамики (согласно /3/ принимаем 
).Тогда
Составим сумму моментов относительно точки 1:
где
; 
рамное усилие (согласно /3/ принимаем 
); 
; 
радиус колеса по кругу катания. 
Составим сумму моментов относительно точки 2:
Составим сумму проекций сил на вертикальную ось Y:
Подставляем найденные значения в формулу (12):
ВЫВОД: Расчетный коэффициент запаса устойчивости больше нормативного
. На основании этого можно сделать вывод, что устойчивость колеса при движении по рельсам обеспечена.Список использованных источников
1. Шадур Л.А. Вагоны.–М.: Транспорт,1973.–440с.
2. Смольянинов А.В. Вагоны и контейнеры. Методические указания по изучению тем программы, выполнению контрольных работ и курсового проекта.–Екатеринбург: Изд-во УрГАПС, 1995.-37с.
3. Вершинский С.В. Данилов В.Н. Хусидов В.Д. Динамика вагона.–М.: Транспорт, 1991-360с.