1 Описание конструкции вагонов Назначение крытого вагона модели 11-217 В крытых вагонах перевозят штучные, тарно-штучные, пакетированные и насыпные грузы, требующие укрытия и защиты от воздействия атмосферных осадков Устройство рамы крытого вагона Рама кузова (рис. 1) состоит из хребтовой балки 2, двух боковых 3, двух концевых 1, двух шкворневых 4, двух основных 7 и семи промежуточных 5 поперечных балок, четырех раскосов 10, шести продольных балок 6 для поддержания пола, одной балки для крепления тормозного цилиндра и двух подножек. Хребтовая балка 2 сварена из двух Z-образных профилей №31. В концевых ее частях установлены задние упоры автосцепки, объединенные с надпятниковой коробкой шкворневого узла, а также розетки, отлитые заодно целое с передними упорами автосцепки. Боковые балки 3 выполнены из швеллеров № 20. В зоне дверного проема к балкам 3 приварены пороги из специальных Z-образных профилей. Концевые балки 1 сварные П-образного сечения и выполнены из листов толщиной 6 мм. В месте постановки розетки балка имеет нишу глубиной 180 мм, позволившую заглубить розетку и уменьшить вылет автосцепки с 610 до 430 мм. Такое решение позволило увеличить внутреннюю длину и повысить объем кузова без изменения размеров вагона по осям сцепления автосцепок. Для безопасной работы составителей поездов на концевой балке установлены поручни. Шкворневые балки 4 сварные коробчатого сечения. Каждая из них состоит из двух вертикальных толщиной 6 мм, верхнего (8 мм) и нижнего (10 мм) горизонтальных листов. В местах пересечения шкворневых балок с хребтовой установлены стальные надпятниковые коробки, связывающие вертикальные стенки хребтовой балки, а также усиливающие пятниковый узел рамы. К нижним листам шкворневых балок приклепаны пятники 12 и скользуны 13. Основные Курсовая Работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 3 поперечные балки 7 сварные двутаврового сечения, выполненные из листов толщиной 6 мм. Для обеспечения равнопрочности конструкции рамы концевые, шкворневые и основные поперечные балки имеют переменную высоту по своей длине. Раскосы 10 рамы изготовлены из швеллера № 14, а поперечные 5 и продольные 6 вспомогательные балки для поддержания пола - из гнутых швеллеров 100х80х5 мм. Для передвижения вагонов лебедкой на каждом конце боковых балок рамы приварены специальные скобы. На раму настлан пол 9 из досок толщиной 55 мм, соединенных в четверть. По периметру пол армирован уголком 8. В зоне дверного проема, где интенсивно работают автопогрузчики, деревянный настил пола покрыт металлическими листами толщиной 4 мм. 1 – концевая балка; 2 – хребтовая балка; 3 – боковая балка; 4 – шкворневая балка; 5 – промежуточная поперечная балка; 6 – продольная балка; 7 – основная поперечная балка; 8 – армировочный уголок; 9 – настил; 10 – раскос; 11 – коробка; 12 – пятник; 13 – скользун Рисунок 1 – Рама крытого вагона Устройство кузова крытого вагона модели 11-217 Крытый вагон модели 11-217 (рис. 2) Алтайского вагоностроительного завода спроектирован по габариту 1-ВМ (0-Т) ГОСТ Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 4 9238-83 и предназначен для эксплуатации по железным дорогам стран СНГ и Балтии колеи 1520 мм. Он может также эксплуатироваться по реконструированным линиям железных дорог стран - участниц СЭВ колеи 1435 мм после соответствующей замены ходовых частей. Кузов таких вагонов имеет металлическую наружную обшивку и деревянную внутреннюю облицовку, а также оборудован двустворчатыми дверями, имеющими увеличенную ширину дверного проема (3825 вместо м вагонов модели 11-066). Применение металлической обшивки кузова повышает его надежность в эксплуатации. Увеличение ширины дверного проема обеспечивает более быстрый процесс погрузки и выгрузки, а следовательно, сокращение простоя под грузовыми операциями и ускорение оборота вагона. Вагон загружают через двери 3 и люки в крыше 2 и боковых стенах. Уширенный дверной проем усилен, повышена прочность пола кузова из расчета работы автопогрузчиков с осевой нагрузкой до 43 кН. 1 – боковая стенка; 2 – крыша; 3 – двери; 4 – торцовая стена Рисунок 2 – Устройство кузова крытого вагона Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 5 Крыша кузова (рис. 3) – цельносварная с четырьмя загрузочными люками 6 диаметром 400 мм и двумя типовыми печными разделками 4. К боковым и торцовым стенам кузова крыша крепится заклепками диаметром 10 мм и при ремонте может демонтироваться от кузова с меньшей трудоемкостью по сравнению с вагоном модели 11-066, у которого она крепится к стенам с помощью сварки. Печные разделки предусмотрены для установки труб печей отопления на случай людских перевозок. На крышу к загрузочным люкам 6 и печным разделкам 4 можно подняться по торцовой лестнице и подмосткам 5. а – с воздушной прослойкой; б – модернизированная; 1 – набор дуг; 2 – продольные элементы; 3 – наружная обшивка; 4 – печная разделка; 5 – подмостки; 6 – загрузочный люк; 7 – деревянный брусок; 8 – подшивка; 9 – уголок; 10 – скоба; 11 – фрамуга Рисунок 3 – Крыша крытого вагона Крыша имеет гофрированными металлический каркас, обшитый листами 3 толщиной 1,5 мм, и две фрамуги 11, с Курсовая работа Изм. Лист № докум. снаружи Подпись Дата Лист 6 помощью которых крыша крепится к торцовым стенам. Фрамуги выполнены из металлических листов толщиной 2 мм с выштамповками для жесткости и древесноволокнистой подшивки. Каркас крыши образован набором дуг 1, продольных элементов 2, расположенных в средней части, и двух боковых продольных обвязок. Дуги 1 выполнены из гнутых швеллеров 60х50х3 мм, средние продольные элементы 2 — из гнутого уголка 32х32хЗ мм, а боковые обвязки - из двух уголков 56х56х5 мм. Листы наружной обшивки приварены к дугам, про-67 дольным элементам и верхней обвязке боковых стен. Между собой листы крыши сваренывнахлестку и для большей жесткости выполнены с поперечно расположенными гофрами высотой 22 мм. Изнутри (рис. 3, б) крыша подшита влагостойкой фанерой толщиной 4 мм в два слоя, которая плотно прилегает к листам кровли снизу, образуя потолок. Фанера прикреплена к обшивке уголками 9 и скобами 10. Такое крепление подшивки практически исключает ее повреждение при погрузке и выгрузке вагона. В предшествующих вариантах (рис. 3, а) подшивка 8 крепилась к деревянным брускам 7 с воздушной прослойкой, что приводило к частым повреждениям подшивки. Крышки люков 4 крыши (рис. 4) двумя петлями 5 крепят к листу 6 и в закрытом положении открывающимися фиксируют изнутри вагона. специальными Крышки 2 замками печных 1, разделок, установленных на крышках люков 4, удерживаются в закрытом положении винтами 3. 1 – замок, 2 – крышка печной разделки, 3 – винт, 4 – крышка люка, 5 – петля, 6 – лист. Рисунок 4 – Крышка люка крытого вагона Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 7 2 Выбор основных технико-экономических параметров грузовых вагонов Основными параметрами вагона являются: грузоподъемность Р, тара Т, осность , объем кузова V или площадь пола F, линейные размеры, статистика и погонная нагрузка. Для сравнения параметров между собой пользуются параметрами, представляющими отношения этих величин: удельный объем кузова, удельная площадь пола, коэффициент тары, осевая и погонная нагрузка Правильный выбор параметров обеспечивает наименьшие затраты на перевозку грузов. Исходные данные: Четырёхосный крытый вагон Габарит: 1-ВМ Удельная площадь:1,74 Коэффициент тары: 0,35 Осевая нагрузка 225(кН) Расчет грузоподъемности вагона P= p *m 1+ k 0 0 T где p m 0 p 0 0 - вес брутто, (кН) = 225(kH ) - заданная осевая нагрузка; m0=4количество колесных пар в вагоне k T = 0,35 - коэффициент тары p= 225* 4 = 670 (кН) 1 + 0,35 pm 0 Вес тары вагона 0 = P +T T = P 0 m0 − P = 225 * 4 − 670 = 230(кН ) Курсовая работа Изм Арк. № докум. Подпись Дата Арк. 8 2.1 Определение линейных размеров вагона Определим объем вагона, зная его удельный объем: V=Vуд*P=1,74*67=116,58 м3 Внутренняя длинна вагона, находится из выражения: 2 LB = V 116,58 = 15,67( м) 7,44 = F Для ориентировочных расчетов внутреннюю ширину кузова вагона можно принимать для габарита 1-ВМ 2BB=2740мм Наружная длина кузова определяется по формуле: 2 LP = 2 LB + 2а = 2 LB = 15,67 + 2 * 0,15 = 15,97( м) где ax=0,15(м)- толщина торцовой стенки кузова Наружная ширина кузова: 2B = 2 B B + 2 aб где aб=0,17 м- толщина боковой стены кузова 2B = 2,74 + 2 * 0,17 = 3,08( м) Общая длина вагона по осям сцепления: 2 LO = 2 L P + 2 a a Где aa=0,43 м- вылет автосцепки четырехосного крытого вагона 2 LO = 15,97 + 2 * 0,43 = 16,83( м) База вагона: 2l = 2 LP 2 = 15,97 2 11,29( м) Длина консольной части вагона: n K = 2 L P − 2l 2 = 15,97 − 11,29 2,34( м) 2 Проверка на вписывание тележки под консольную часть вагона. n K где 2lT -база двухосной тележки 2lT D R + + h ГР 2 2 D K -диаметр колеса h ГР -высота гребня колеса n K 1,85 0,95 + + 0,028 1,428 2 2 2,34> 1,428 Лист Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата 10 3 Вписывание вагона в габарит 3.1 Определение горизонтальных поперечных размеров строительного очертания вагона На некоторой высоте H над верхним уровнем головки рельса максимально допускаемая ширина вагона определяется по формуле: 2 B = 2( B0 − E ) B где 0 - полуширина габарита подвижного состава на рассматриваемой высоте H, Е- ограничение полуширины для одного из рассматриваемых сечений. Ограничения полуширины для кузова вагона Ограничения E 0 E 0 направляющих поперечных сечений вагона. = 0,5( s − d ) + q + w + k − k − k = 0,5(1465 − 1410) + 3 + 32 + (0,5(1,850 *1,850) − 0) − 25 = 1 3 =39,21 (мм) Внутреннее ограничение между E В направляющими = 0.5( s − d ) + q + w + k 2 поперечных сечений вагона, расположенных сечениями по середине базы, при n=1. (2l − n)n + k 1 − k 3 − k = = 0,5 * (1465 − 1410) + 3 + 32 + 2 * (11,29 − 1,43) * 1,43 + 0,5 * 1,85 * 1,85 − 0 − 25 = 67,43( мм) Наружное ограничение поперечных сечений вагона, расположенных снаружи его направляющих сечений, при n=nк 2n + 2l + k 2 (2l + n)n − k 1 − k 3 − k = 2l 2 + 11,29 = 0,5 * (1465 − 1410) + 3 + 32 * + 2(11,29 + 1,43) * 1,43 − 0,5 * 1,85 * 1,85 − 0 − 25 = 83,26 11,29 E Н = 0.5( s − d ) + q + w * 2 BО = 2( B0 − 2 E O ) = 2(1465 − 39,21) = 2851,58( мм) 2 B В = 2( B0 − 2 E B ) = 2(1465 − 67,43) = 2795,14( мм) 2 B Н = 2( B0 − 2 E Н ) = 2(1465 − 83,26) = 2763,5( мм) Лист Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата 11 3.2 Определение размеров проектного очертания вагона Ширина проектного очертания вагона на некоторой высоте H над уровнем верха головки рельсов определяется 2b = 2 B − 2 E T где E T - конструктивно-технологические отклонения, допускаемые при постройке вагона, в горизонтальной плоскости Ет = 15,5 2b = 2 BО − 2 E Т = 2851,58 − (2 * 15,5) = 2820,58( мм) 2b = 2 B − 2 E Т = 2795,14 − (2 * 15,5) = 2764,14( мм) 2b = 2 B − 2 E Т = 2763,5 − (2 * 15,5) = 2732,5( мм) 3.3 Построение горизонтальной рамки проектного очертания вагона Горизонтальная рамка определяет наибольшую допускаемую ширину проектного очертания вагона для любого поперечного сечения по длине вагона. В наших расчётах для упрощения рассматриваем только три поперечных сечения: по длине вагона; пятниковое I-I,наружние II-II-по середине вагона, крайние наружние сечения III-III-снаружи вагона. Максимально допускаемая ширина вагона 2 BMAX = 2( BО − E MFAX − EТ ) 2 BMAX = 2(1465 − 83,26 − 15,5) = 2732,48( мм) 2 BН = 2 BMAX =2732,48 Вагон можно считать вписанным в габарит(Рис.5) 4. Расчет нагрузок, действующих на вагон и его части Лист Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата 12 4 Расчет нагрузок, действующих на вагон и его части 4.1 Вертикальные нагрузки, действующие на вагон и его части Вертикальные статистические нагрузки P где P бр P ст = P бр − Pч m - вес брутто вагона, кH; ч - вес частей и укрепленного на них оборудования, через которые передается нагрузка от рассчитываемой детали вагона на рельс, кH; P КП =g1258кг - колесная пара P БУ =g74кг - буксовый узел P РП =g338кг - рессорное подвешивание P БР =g390кг - боковая рама P Т =g4880кг - 2-осная тележка На кузов: P K СТ = P БР − 2 mT g m На боковую раму: P БР СТ P = БР = 900 − 95,7 = 804,3кH 1 − n(4 m БУ + 2 m КП ) n*2 = 900 − 2(4 * 0,74 + 2 *12,54) = 210,98кH 4 На рессорный комплект: P РК СТ = P БР − n(2 mБР + 2 mКП + 4 mБУ ) 4*7 = 900 − 2(2 * 3,9 + 4 * 0,74 + 2 * 12,54) = 29,58кH 28 На буксовый узел: P БУ СТ = P БР − n * 2 * mКП n *8 На колесную пару: = P 900 − 2 * 2 * 12,54 = 53,115кH 16 КП СТ = P БР m = 900 = 225кH 4 Вертикальная динамическая нагрузка. Вертикальная динамическая нагрузка определяется по формуле: P Д где = k ДВ * PСТ k ДВ - коэффициент вертикальной нагрузки. Лист Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата 14 Коэффициент вертикальной динамической нагрузки определяется по формуле: k ДВ кузова = 0,336 k ДВ колесной пары = 0,527 k ДВ рессорный комплект = 0,433 k ДВ боковой рамы, буксового узла = 0,527 К = 804,3 * 0.336 = 270,24кH P Д РК P = 29,58 * 0.433 = 12,808кH Д P БР P БУ P КП = 210,98 * 0.527 = 111,186кH Д = 53,115 * 0.527 = 27,99кH Д Д = 225 * 0.527 = 118,57кH Суммарные нагрузки P= P СТ + PД На кузов: P К К К = PСТ + P Д = 1074,54кH На рессорный комплект: БР На боковую раму: P На буксовый узел: P На колесную пару: P P К РК РК = PСТ + P Д = 42,388кН БР БР = PСТ + P Д = 322,166кH БУ КП БУ БУ = PСТ + P Д = 81,105кH КП КП = PСТ + P Д = 343,57кH Лист Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата 15 4.2 Боковые нагрузки Боковая горизонтальная нагрузка. H= H где Ц - центробежная сила, направленная наружу кривой, кH; H H В 1 ( ) + 2 HЦ HВ Ц = ( P БР − PЧ ) Ц - равнодействующая сила давления ветра на кузов вагона, кH; H Ц = В *F - коэффициент 0,075 - удельное давление ветра 500 H м На кузов: H К (P = Ц БР − 2тТ ) = (900 − 97,6) * 0,075 = 60,18кН =F ; H ветра F = h 2 L = 3,5 15,82 = 55,37 м 2 = 500 55,37 = 27,685кН 1 2 Находим боковую нагрузку: H К = ( H Ц + H В) = 0,5(60,8 + 27,685) = 43,933кН На надрессорную балку: H НБ Ц = (Р БР − n(2mРК + 2mБР + 4mБУ + 2m ) = КП = (900 − 2(2 * 3,38 + 2 * 3,90 + 4 * 0,74 + 2 *12,54) * 0,075 = 61,11кН H НБ = 0,5(61,11 + 27,685) = 44,4кН На рессорный комплект: H РК Ц = ( PБР − n(2 m КП Ц БР БУ + 2m + 4m ) = = 0.075(900 − 4(2 *12.58 + 2 * 3.90 + 4 * 0.74) = 62,124кH H РК = 0.5(62,124 + 27,685) = 44,9кH На боковую раму: H БР Ц = ( PБР − n(2 m КП Ц H БУ + 4 m ) = 0.075(900 − 2(2 *12,58 + 4 * 0,74) = 63,294кH БР = 0.5(63,294 + 27,685) = 45,49кH Лист Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата 16 На буксовый узел: H БУ Ц = ( PБР − n2 m ) = 0.075(900 − 2 * 2 *12,58) = 63,74кH КП Ц БУ H = 0.5(63,74 + 27,685) = 45,71кH На колесную пару: H КП Ц = * PБР = 0,075 * 900 = 67,5кH Ц КП H = 0.5(67,5 + 27,685) = 47,59кH Вертикальные составляющие боковых нагрузок Боковые нагрузки вызывают дополнительное вертикальное загружение частей тележек с одной стороны вагона и соответствующие разгружения с другой. Величина такого дополнительного загружения рассчитываемой детали определяется по формуле: P Б = H h +H h m * 2b Ц 1 где h Ц и приложения h В H В Ц В 2 - вертикальное расстояние от места приложения Ц и H В ; P Б до точек m - число одноименных, параллельно нагруженных 1 элементов, расположенных с одной стороны вагона; P точками приложения сил Б 2b2 - расстояние между дополнительного загружения и разгружения рассчитываемой детали (принимать 2,036). Рессорный комплект: РК = 62,124 * 2.387 + 27,685 * 2.748 = 7,63кH 14 * 2.036 БР = 63,294 * 2.587 + 27,685 * 2.948 = 57,4кH 2 * 2.036 P Боковая рама: P Колесная пара: P КП = 67,5 * 2.4 + 27,685 * 2.7 = 29,07кH 4 * 2.036 Лист Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата 17 5 Устойчивость колесной пары против схода с рельсов Согласно движение требованиям колеса против норм должно схода с обеспечиваться рельсового пути. устойчивое Однако при неблагоприятном сочетании в эксплуатации вертикальных и горизонтальных сил , а также при нарушении условий загрузки и отклонений в состоянии вагона могут возникать случаи сползания гребня колеса на головку рельса, что приводит к сходу вагона с рельс. Поэтому при установлении причины или дляпредупреждении схода вагона в эксплуатации производится проверка устойчивости движения колеса по рельсу. По рекомендациям норм подсчитывают коэффициент: K УК = = P P В1 б tg − 1 + * tg - угол наклона гребня колеса к горизонтальной оси; для где стандартного профиля поверхности катания = 60 - коэффициент трения принимается = 0.25 P - горизонтальная составляющая силы реакции набегающего колеса на б головку рельса, действующую одновременно с P В1 и P P В2 ; - вертикальная составляющая силы реакции набегающего колеса на В1 головку рельса. P = В1 P m (0.485 − 0.528 K ДВ + b (5 + ) P m (0.515 − 0.222 K ДВ − b (5 + ) БР 0 P В2 = БР 0 P Б = P m БР r ) + 0.485 P КП 1.555 r ) + 0.515 P КП 1.555 b (5 + ) + 0.25 P В 2 0 Лист Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата 18 где P - вертикальная составляющая силы реакции ненабегающего колеса на В2 головку рельса; b - коэффициент, учитывающий влияние числа осей в тележке; r - радиус колеса; P - собственная сила тяжести колесной пары; КП K ДВ - коэффициент вертикальной динамики; Определим коэффициент вертикальной динамики K Д .В = 0.433 Найдем коэффициент − 0.25 = 1 +tg *−tg = 1 +tg060.25−*0tg.2560 = 11+.73 = 1.033 0.25 *1.73 Подсчитаем усилия P В1 , P В2 и P Б P В1 = 225(0.485 − 0.528 * 0.15 + 0.003 * (5 + 22.2) P В2 = 225(0.515 − 0.222 * 0.15 − 0.003(5 + 22.2) P Б 0.475 ) + 0.485 *12,54 = 221,73кH 1.555 0.475 ) + 0.515 *12,54 = 227,95кН 1.555 = 225 * 0.003(5 + 22.2) + 0.25 *153,5 = 130,04кH Определим коэффициент устойчивости колеса K УК = 1.033 221,73 = 1,84 130,04 Лист Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата 19 6 Расчет оси колесной пары условным методом Условный метод может быть применен в эксплуатации при выявлении и для предупреждения излома или деформации оси, если они не вызваны перегревом буксового узла или другими явно выраженными факторами. Наиболее эффективно этот метод может быть использован при перегрузки вагона или максимальный износ шеек осей, связанных с их обточками в эксплуатации. В расчетной схеме силы приложены в центре тяжести вагона, на расстоянии от осевой линии колесной пары h = 1.45м - расстояние между осевой линии колесной пары до центра тяжести вагона; H 1 = 1.25 P0 H 2 = 0.5 P0 - вертикальная сила; - горизонтальная сила; 2S = 1.58м - расстояние между кругами катания колесной пары; r = 0.475м - радиус колеса; 2 b2 = 2.036м - расстояние между серединами шеек оси; вертикальная сила загрузки левой шейки оси; P 1 1.25 P 0 = 2 + H h 2b 2 2 Загрузка правой шейки оси; P 2 1.25 P0 = 2 − H h 2b 2 2 Вертикальные реакции рельсов при этом; Для левого колеса 1.25 P0 N1 = 2 + H (h + r ) 2 2S для правого колеса N 2 = 1.25 P0 2 − H 2 (h + r ) 2S Лист Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата 20 Изгибающие моменты, вызванные действием расчетных нагрузок в трех расчетных сечениях(Рис.5): Рисунок 5 - Действие нагрузок на ось колёсной пары M где l 1 - длинна шейки; l1 1 = l P ( 2 + l ) 1 1 1 - износ по длине шейки в эксплуатации; в подступичной части оси в плоскости круга катания колеса M 2 = Pl +H 1 2 2 r в средней части оси M 3 = Pb +H 1 2 2 r − N1S Находим минимальные допустимые в эксплуатации диаметры: d1 = 3 Шейки оси подступичной части оси d 2 =3 32 M 1 1 32 M 2 2 Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 21 d средней части оси 3 =3 32 M 3 3 = 120MПП, = 165Mа , = 155Mа где 1 3 2 Подсчитаем силу, приходящуюся на левую шейку оси: P 1 = 1.25 * 225 112,5 *1,45 + = 220,74кH 2 2.036 Подсчитаем силу, приходящуюся на правую шейку оси: P 2 = 1.25 * 225 112,5 *1,45 − = 60,505кH 2 2.036 Определяем вертикальную силу реакции левого рельса: N 1 N = 1.25 * 225 0.5 * 112,5(1.45 + 0.475) + = 277,7кH 2 1.58 = 1 1.25 * 225 0.5 * 112,5(1.45 + 0.475) − = 72,1кH 2 1.58 Подсчитаем изгибающие моменты в расчетных сечениях оси: 0.176 = 19,42кH * м 2 M 1 = 220,74 * M 2 = 220,74 * 0.228 + 112,5 * 0.475 = 103,77кH * м M 3 = 220,74 *1.018 + 112,5 * 0.475 − 319,14 * 0.79 = 26,03кH * м Найдем минимальные допустимые в эксплуатации диаметры в расчетных сечениях оси: d 1 d 2 d 3 =3 32 *19,42 = 0.118мм 3.14 *120 =3 32 *103,77 = 0,184мм 3.14 *165 =3 32 * 26,03 = 0.119мм 3.14 *155 Лист Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата 22 7 Расчет двухрядной цилиндрической пружины Найдем наибольший расчетный прогиб упругого элемента f где f CT k MAX = f * k ЗП CT - статический прогиб рессорного подвешивания 0.005м ЗП - коэффициент конструктивного запаса прогиба 1.8 f 3 MAX = 0.005 *10 *1.8 = 90 мм Определим наибольшую расчетную вертикальную силу P где P- k P = PСТ (1 + k ДВ MAX) статическая нагрузка, действующая на двухрядную пружину ДВ MAX - максимальное значение коэффициента вертикальной динамики, определяемой по формуле k ДВ MAX k ДВ k = 1.87 * k ДВ 4 = a + 3.6 *10 b ДВ MAX − 15 f −4 = 0.1 + 3.6 *10 СТ 2 + 2 28 − 15 = 0.19 2 * 2 0.05 = 1.87 * 0.19 = 0.3553 P P = 27(1 + 0.3553) = 36.6кH Найдем диаметр прудка эквивалентной однорядной пружины d= ( где P P 8* Pp m ) - расчетная сила; m - индекс пружины; m = 5.5 - допускаемое касательное напряжение; = 750MПП; - поправочный коэффициент, зависящий от индекса пружины, определяется по формуле = 1+ 1.25 0.875 + 2 m m Лист Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата 23 1.25 0.875 + = 1.25 5.5 30.25 = 1+ 3 d= ( 8 * 53,53 *10 * 5.5 6 3.14 * 750 *10 *1.25) = 0.0316 = 31,6 мм Найдем средний диаметр пружины: D = md = 5.5 * 31,6 = 174см Число рабочих витков: n Р f = MAX *G *d = 3 8* Pp * D 4 0.090 * (0.8 *10 ) * (31,6*10− 3) 11 4 3 8 * 53,53 * (187*10− 3) =3 11 где G = 0.8 *10 MПП - модуль сдвига Определим высоту в жатом состоянии эквивалентной пружины H = (n p + 1)d + 0.003 = (3 + 1)31,6 + 0.003 = 126,43мм СЖ Определим высоту пружины в свободном состоянии H f = H СЖ + СВ MAX = 126,3 + 90 = 216,43мм Определим высоту сжатия наружной и внутренней пружин H H СЖ . В = (nВ + 1) d В + 0.003 = (5.5 + 1)17.3 + 0.003 = 112.4 мм СЖ . Н = (nН + 1) d Н + 0.003 = (3.6 + 1)26.31 + 0.003 = 121.01мм Найдем высоту пружин в свободном состоянии H H = H СЖ.В + f = H СЖ.Н + f СВ. В СВ. Н = 112.4 + 90 = 202.4 мм MAX MAX = 121.01 + 90 = 211.01мм Найдем диаметры наружной и внутренней пружин d d Н В = 0.820d + 0.4 = 26.31мм = 0.566d − 0.6 = 17.3 мм Определим количество рабочих витков наружной и внутренней пружин n n Н В =n =n D D Н D D = 3.7 = 3.7 В 187 = 3.6 4 155.4 187 = 5 .5 6 102.52 Лист Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата 24 Определим средние диаметры наружной и внутренней пружин D D Н = m * d Н = 5.5 * 26.31 = 144.72 мм В = m * d В = 5.5 *17.3 = 95.07 мм Определим жесткости наружной и внутренней пружин 4 −3 ( 26 . 31 * ) = 439.13 кH 10 = = C 8* * м D n 8 * (144.72*10−3) * 3.6 11 0.8 *10 4 G*dН 3 Н 3 Н Н 4 −3 ( 17 . 3 * ) = 189.53 кH 10 C = 8* * = м D n 8 * (95.07*10−3) * 5.5 11 0.8 *10 4 G*dВ 3 В В 3 В Определим жесткость комплекта C = C Н + C В = 439.13 + 189.53 = 628.6 кH м Определим нагрузки на внутреннюю и наружную пружины P Н = P В = P *C p = 53.53 * 439.13 = 37.4кH 628.6 = 53.53 * 189.53 = 16.14кH 628.6 Н C Pp *CВ C Определим касательное напряжение на пружинах Н = В = 8 * PН * DН 3 *dН 8 * PВ * DВ 3 *dВ * = * = 8 * 37,4 *144.72 3 3.14 * 26.31 *1.25 = 626МПа 8 *16.14 * 95.07 *1.25 = 603МПа 3.14 *17.3 Сравним полученные значения с допустимым Н В 626 750 603 750 Лист Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата 25 8 Расчет подшипника на долговечность В колесных парах грузовых вагонов рекомендуется применять типовой буксовый узел с установкой в нем двух цилиндрических роликовых подшипников при консистентной смазке. При расчете динамической эквивалентной радиальной нагрузки для роликовых подшипников используют формулу: P где F Р = F * KТ * K Б - средняя постоянная нагрузка; K K Т - температурный коэффициент, для подшипников K Б - коэффициент безопасности. Для вагонных подшипников при Т =1 установке на шейке оси с дистанционными кольцами принимают без дистанционных колец K Б K Б = 1.3 , = 1.4 С целью определения эквивалентной динамической нагрузки необходимо переменные радиальные силы, действующие на подшипник, привести к средним постоянным величинам. Приближенные средние постоянные нагрузки, определяется по формуле: F = 3.33 где p, p 1 2 p *F 1 3.33 1 p *F + 2 3.33 2 - соответственно повторяемость нагрузок F 1 , F 2 в долях единицы для роликовых подшипников в млн. оборотов при 90%-ной рассчитывают L=( 10 3 C PР ) где С - базовая динамическая грузоподъемность P Р - эквивалентная динамическая нагрузка Лист Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата 26 В километрах пробега вагона, долговечность подшипника определим, используя формулу: L D где К 3.33 F = 3.33 0.5 * (225) Р S D К = 0.9 м 3.33 + 0.5 * (23) = 182.7кH = 182.7 *1*1.4 = 255.8кH L=( L = L * * DК - диаметр по кругу катания среднеизношенного колеса. При номинальном диаметре 0,95м P S 10 3 495 ) 255,8 = 9.03м = 9.03 * 3.14 * 0.9 = 26 млн.км Лист Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата 27 Рисунок 6 – Габаритная рамка 1-ВМ Курсовая работа Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист 13
