Конструкция вагонов расчет пружин и бок рамы. Контрольная работа Общая характеристика упругих элементов. Их конструкции и силовые характеристики стр2

• Название: Контрольная работа Общая характеристика упругих элементов. Их конструкции и силовые характеристики стр2
• Дата: 29.07.2018
• Размер: 1.16 Mb.
• Имя файла: Конструкция вагонов расчет пружин и бок рамы.docx
• Тип: Контрольная работа; #48860
• страница: 8 из 8

Контрольная работа

21

Лист

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм



Рис. 6.1 Расчётные схемы и эпюры изгибающих моментов надрессорной балки тележки:

а — с опиранием кузова вагона на подпятник; б — эпюра изгибающих моментов; в — с опиранием кузова на скользуны тележки; г — эпюра изгибающих моментов

Рис. 6.1 Надрессорная балка и эпюры изгибающих моментов

Исходные данные:

Т- масса тары, 51т;

Р – грузоподъемность, 125т;

Р_бр.в – 176т;

m_тел- масса тележки, - 4,8т;

m_нб — масса надрессорной балки, 0,45 т;

Статическая нагрузка (кН) на надрессорную балку:

(6.1)

Динамическая нагрузка (кН) на надрессорную балку

(6.2)

Контрольная работа

22

Лист

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм

где k_дв - коэффициент вертикальной динамики, вычисляемый по формуле

(6.3)
β - параметр распределения, для грузовых вагонов = 1,13;

p(k_дв) - доверительная вероятность, при оценке прочности вагонов по допускаемым напряжениям = 0,97;

k_дв - среднее вероятное значение коэффициента вертикальной динамики,

(6.4)

α - коэффициент, зависящий от степени обрессоренности узла или детали, для надрессорной балки = 0,1;

b - коэффициент, учитывающий влияние числа осей тележки п под одним концом вагона,

(6.5)

v - расчетная скорость движения, для пассажирских вагонов =33 м/с (120 км/ч);

f_cm – 0,052м.

Вертикальная динамическая добавка (кН) на надрессорную балку от продольной силы инерции кузова, возникающая при ударе в автосцепку:
(6.6)





N_I,III - нормы продольных усилий, принимаемые в расчетах по I, III

режимам,' N₁= 3500 кН; N_III = 1000 кН.

Р_бр.в - сила тяжести брутто кузова и вагона в целом

Контрольная работа

23

Лист

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм

h_ск – расстояние от опорной плоскости подпятников тележки до центра масс кузова – 1,871м;

2l – база вагона – 16,76м;

m1 – число параллельно нагруженных деталей – 1.

Вертикальная составляющая сила на скользун надрессорной балки, возникающая от действия центробежной и ветровой нагрузок:

(6.7)

h_в – расстояние от опорной плоскости скользунов до центра площади боковой поверхности кузова – 1,6м

2(b-b₁) – плечо пары сил - 2∙0,759м;

Н _ц – центробежная сила:

(6.8)

η – коэффициент – 0,1;

Н_в – боковая сила давления ветра:



w – удельное давление ветра – 0,5кН/м²;

F_куз – площадь боковой поверхности вагона:

(6.10)

L_куз – длинна кузова – 18,9м;

Н_отУГР – высота кузова от уровня головок рельсов – 4,640м;

D_кол – диаметр колеса – 0,95м.

Дополнительная вертикальная составляющая на скользун надрессорнрй балки от смещения центра тяжести кузова:

(6.11)

е₁ и е₂ – смещение центра тяжести кузова от действия боковых сил и зазоров – 0,08м.

Суммарная нагрузка на скользун надрессорной балки от действия боковых сил составляет:

(6.12)

Суммарная вертикальная нагрузка Р на надрессорную балку складывается в зависимости от расчетного режима из таких составляющих :


Для III режима:

(6.13)

Для I режима:

(6.14)

Таблица 6.1

I расчетный режим		III расчетный режим
Статистическая	Рст	Статистическая	Рст
Динамическая	-	Динамическая	Рдин
Вертикальная добавка от Инерционных сил	РиIII	Вертикальная добавка от Инерционных сил	РиIII
Расчетное усилие	P	Расчетное усилие	P

Контрольная работа

24

Лист

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм

Расчетная вертикальная нагрузка Р распределяется поровну между двумя скользунами и равна Р/2, такова же и реакция опор.

Изгибающий момент в среднем сечении I-I надрессорной балки от действия расчетной нагрузки на скользуны :

Для I режима:

(6.15)

Для III режима:

(6.16)

Изгибающий момент в среднем сечении II-II по скользуну от действия расчетной нагрузки на скользуны Р/2 при отсутствии боковых сил:

М₂ = М₁,

При действии боковых сил определяется как:

Для I режима:

(6.17)

Для III режима:

(6.18)

Р_г– дополнительная реакция опор при действии боковых сил определяется по формуле:

(6.19)


Напряжения (КН/м² = кПа = 10^-3МПа), возникающие в сечениях I-I и II-II надрессорной балки, от действия вертикальных нагрузок определяются по формулам:

(6.20)

Контрольная работа

25

Лист

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм

Для I режима:

В верхних волокнах в сечении I-I



В нижних волокнах в сечении I-I



В верхних волокнах в сечении II-II



В нижних волокнах в сечении II-II



Для III режима:

В верхних волокнах в сечении I-I



В нижних волокнах в сечении I-I



В верхних волокнах в сечении II-II



В нижних волокнах в сечении II-II



W – момент сопротивления балки в расчетных сечениях:

В сечении I-I составит:

для верхних волокон -

для нижних волокон -

В сечении II-II составит:

Контрольная работа

Лист

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм

для верхних волокон -

для нижних волокон -

Расчет напряженного состояния в горизонтальной плоскости

Продольные силы инерции массы тележки для первого расчетного режима:

, (6.21)

для третьего расчетного режима:

(6.23)

Изгибающий момент в средне сечении I-I надрессорной балки для первого расчетного режима:

(6.24)

для третьего расчетного режима:

(6.25)

Изгибающий момент в средне сечении II-II надрессорной балки для первого расчетного режима:

(6.26)

для третьего расчетного режима:

(6.27)

Напряжения (КН/м² = кПа = 10^-3МПа), возникающие в сечениях I-I и II-II надрессорной балки, от действия горизонтальных нагрузок определяют по формулам:

(6.28)

Контрольная работа

26

Лист

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм

Для I режима:

В верхних волокнах в сечении I-I



В нижних волокнах в сечении I-I



В верхних волокнах в сечении II-II



В нижних волокнах в сечении II-II



Для III режима:

В верхних волокнах в сечении I-I



В нижних волокнах в сечении I-I



В верхних волокнах в сечении II-II



В нижних волокнах в сечении II-II

Контрольная работа

Лист

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм

Суммарные напряжения от действия сил в вертикальной и горизонтальной плоскостях рассчитывается по формулам:

(6.29)

Контрольная работа

27

Лист

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм

Для первого расчётного режима:

В расчетном сечении I-I в верхних волокнах:



В расчетном сечении I-I в нижних волокнах:

Контрольная работа

28

Лист

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм

В расчетном сечении II-II в верхних волокнах:



В расчетном сечении II-I в нижних волокнах:



Для третьего расчётного режима:

В расчетном сечении I-I в верхних волокнах:



В расчетном сечении I-I в нижних волокнах:



В расчетном сечении II-II в верхних волокнах:



В расчетном сечении II-I в нижних волокнах:



Таблица 6.2 Допускаемые напряжения для стали 09Г2, 09Г2С имеют значения:

Класс прочности	[σI]	σт	[σIII]
295	0,9σт	305	180
325	0,9σт	325	190
345	0,9σт	325	205

Вывод: как показал расчет, напряжения в расчетных сечениях надрессорной балки не превысили допускаемых для стали 09Г2 для первого и третьего расчетного режимов.

Контрольная работа

29

Лист

Дата

Подп.

№ докум.

Лист

Изм

7. ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. 
   Л.А.Шадур «ВАГОНЫ». Москва «ТРАНСПОРТ»1980
   
2. 
   И.Ф.Скиба «ВАГОНЫ».
   
3. 
   Атлас грузовых вагонов. Москва «ТРАНСПОРТ»1979
   
4. 
   В.В.Лукин «Конструирование и расчет вагонов» Москва 2000.