РОЗРАХУНОК КОЛІСНОЇ ПАРИ ЙМОВІРНОСНИМ МЕТОДОМ

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

КОНСТРУКЦІЯ ВІЗКА

Візок складається з трьохелементної рами, яка включає в себе дві литі бокові рами, зварну надресорну балку, обладнану пласким підп’ятником і жорсткими ковзунами з зазором, центрального ресорного підвішування, що складається з пружин і фрикційних клинів, обладнаних пружними в’язями з надресорною балкою; буксових опірних перехідників (адаптерів), котрі мають пружні в’язі з боковими рамами; колісних пар, обладнаних конічними підшипниками касетного типу, важільної гальмівної передачі, балкою опорною, що встановлюється на одному з візків вагона, обладнаного автоматичним регулятором режимів гальмування.

Бокова рама візка представляє собою литу конструкцію, виготовлену зі сталі 09Г2С за ГОСТ 19281-89. В центральній частині бокової рами розташовано проєм для пружин ресорного комплекту. На вертикальних стінках проєму за допомогою клепок встановлені фрикційні планки. Бокова рама обладнана кронштейнами підвішування тріангелів і кріплення гумометалевих елементів.

Надресорна балка представляє собою штампозварну конструкцію, виготовлену з листової сталі 09Г2С за ГОСТ 19281-89. Товщина нижнього листа – 18 мм, верхнього листа – 16 мм, поперечних ребер – 14 мм, товщина вертикальних листів – 14 мм. До верхнього листа в середній частині приварюється підп’ятник. В середній частині підп’ятника виконана виїмка з висотою бурта 10 мм. Для збільшення жорсткості верхнього листа до нього на відстані 170 мм від центра підп’ятника приварені два поперечні ребра. На відстані 762 мм від осі надресорної балки приварені два кронштейна ковзанів. Висота балки в середній частині складає 408 мм, ширина – 320 мм, відстань по центрам посадки фрикційних клинів – 2036 мм.

Ресорне підвішування візка складається з двох ресорних комплектів, встановлених в центральних проймах бокових рам. Ресорний комплект візка складається з п’яти дворядних пружин з білінійною силовою характеристикою, розташованими під надресорною балкою, і двох дворядних під клинових пружин з лінійною силовою характеристикою. Таке компонування забезпечує необхідне зусилля підтиснення клина в порожньому стані, що запобігає його відриву від планок бокових рам, і необхідні розрахункові коефіцієнти тертя для порожнього і завантаженого вагонів.

Центральне підвішування обладнується клиновими фрикційними гасниками коливань просторової дії, обладнаних пружними поліуретановими накладками і спроможні гасити не тільки горизонтальні і вертикальні коливання, але й виляння обресорених мас візка. Кут ухилу клинової поверхні складає 45⁰.

З метою створення пружних сил при поворотах надресорної балки в різних площинах і зменшення зношування деталей візка поміж надресорною балкою й клином на похилій поверхні клину введено пружній елемент у виді двох поліуретанових накладок, рознесених і розташованих одна відносно другої під кутом 90⁰.

Колісна пара складається з осі і двох напресованих на підматочинні частини коліс. На шийки колісних пар напресовуються касетні роликові підшипники закритого типу, що базуються на дворядних конічних роликових підшипниках. Дворядний конічний роликовий підшипник складається з двох внутрішніх кілець, які запресовуються на шийку осі, розділених дистанційним кільцем, двох блоків сепараторів з роликами і подвійного зовнішнього кільця.

Рами візка установлюється на касетні підшипники колісних пар через адаптери (напівбукси), і гумометалеві елементи.

Пружній зв’язок бокових рам і адаптерів забезпечує паралельність осей колісних пар на прямих ділянках шляху і можливість їх самоустановлення при проходженні кривих ділянок шляху. Гасіння коливань забезпечується за рахунок дисипації в резині.

Жорсткість пружної в’язі на одну буксу в повздовжньому, поперечному, і вертикальному напрямках вибрана з умови забезпечення необхідної стійкості руху вагона, показників ходових якостей і величин рамних сил при вписуванні в криву.

Адаптер, закріплений на зовнішньому кільці підшипника, виконує не тільки функцію передачі навантаження від гумометалевого елемента на підшипник, але й обмежує пружні повздовжні і поперечні переміщення букси відносно бокової рами.

Рама візка допускає кутові переміщення бокових рам в вертикальній площині, забезпечує рівномірний розподіл навантажень по колесам і полегшує проходження одиничних нерівностей шляху в виді односторонніх просідань.

Передача вертикальних і горизонтальних навантажень на візок і центрування її по відношенню до кузова здійснюється п’ятнико-шворневим пристроєм з пласкою опорною поверхнею. Поверхні підп’ятника обладнані змінними зносостійкими елементами з умови безремонтної роботи між плановими ремонтами.

Гальмівна важелеві передача забезпечує одностороннє натиснення тріангелів на колісні пари і складається з двох тріангелів, вертикальних важелів, серги мертвої точки, затяжку вертикальних важелів, скоби для попередження від падіння на колію затяжки вертикальних важелів, осей з шайбами і шплінтами в шарнірних з’єднаннях.

Вертикальні важелі і затяжка вертикальних важелів містять зносостійкі втулки.

Осі шарнірних з’єднань у вертикальних важелях і підвісках тріангелів містять додаткові шплінти.

Серга мертвої точки і затяжка вертикальних важелів мають додаткові отвори для регулювання гальмівної важільної передачі в залежності від товщини застосовуємих колодок і величини зносу коліс в експлуатації.

Тріангель складається з балки, струни з привареними двома вставками, розпірки, скоби, закладки тріангеля, неповоротних башмаків гальмівних колодок, чеки, литих наконечників, що кріпляться за допомогою гайки з шайбами і шплінтами, підвіски з гумовими шайбами в отворах, осі з шайбами і шплінтами.

Відстань між внутрішніми гранями башмаків і гальмівних колодок складає 1517 мм для тріангеля колії 1520 мм. Переобладнання тріангеля на колію 1435 мм, з відстанню між внутрішніми гранями башмаків 1447 мм, досягається встановленням закладок тріангеля з зовнішньої сторони башмаків і поворотом підвісок на 180⁰ навколо своєї осі.

Таблиця 1.1 – Технічна характеристика візка

Найменування показника	Значення показника
Вага візка, кг	4570
База візка, м	1850
Конструкційна швидкість, км/год	140
Габарит за ГОСТ 9238	02-ВМ (креслення 15д)
Відстань між осями ресорних комплектів, мм	2036
Статичний прогин центральної ступені підвішування, мм: від ваги тари (6 тс на п`ятник) від ваги брутто	17 73
Статичний прогин пружного зв’язку колісних пар і бокових рам, мм: від ваги тари (6 тс на п`ятник) від ваги брутто	3 14
Коефіцієнт конструктивного запасу прогину, не менше	1,75
Відстань від рівня головок рейок до опорної поверхні підп’ятника під тарою (6 тс на п`ятник), мм	800
Діаметр коліс по кругу кочення, мм	957
Мінімальний радіус кругової кривої при проході одиночним вагоном на візках, мм	60
Тип рами	лита
Тип надресорної балки	штампозварна
Тип буксового вузла	касетні буксові підшипники, адаптер і гумометалеві елементи
Тип гасників коливання	клинові фрикційні просторової дії
Тип гальм	колодочні з одностороннім натисненням

Рисунок 2.2 – Розрахункова схема осі

Значення геометричних параметрів на рисунках 2.1 і 2.2 вказані у таблиці 2.1.

Таблиця 2.1– Геометричні параметри осі

Параметр	Позначення	Значення
Відстань від лінії прикладення вертикальної сили до шийки осі до перерізу I-I, м		0,072
Відстань від лінії прикладення вертикальної сили до шийки осі до перерізу II-II, м		0,090
Відстань від лінії прикладення вертикальної сили до шийки осі до перерізу III-III, м		0,228
Відстань від лінії прикладення інерційної сили до середньої частини осі до перерізу IV-IV, м		0,310
Відстань від лінії прикладення вертикальної інерційної сили до середини шийки осі для лівої сторони. м		0,030
Відстань від лінії прикладення вертикальної інерційної сили до середини шийки осі для правої сторони, м		0,028
Відстань від лінії прикладення вертикальної сили до шийки осі до перерізу V-V, м		0,535
Діаметр колеса, м		0,950
Діаметр шейки осі, м		0,130
Діаметр підматочинної частини осі, м		0,194
Діаметр середньої частини осі, м		0,172
Відстань між кругами катання коліс, м		1,580
Відстань між лініями прикладення вертикальної сили до шийок осі, м		2,036

Розрахунок навантажень

Розрахунок виконуємо за формулами, що наведені в таблиці 7.2 [2, с. 205].

Вихідні дані для розрахунку наведені в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2 – Вихідні дані

Параметр	Позначення	Значення
Вага половини бокової рами візка, кг		190
Вага адаптера, кг		50
Вага колісної пари без букс, кг		1178
Вага букси і жорстко зв’язаних з нею необресорених деталей, кг		23
Вага колеса, кг		388
Вага консольної частини осі до круга катання колеса, кг		48,5
Вага середньої частини осі поміж кругами катання коліс, кг		305
Вага необресорених частин, що опираються на шийку осі, з урахуванням її власної ваги, кг		311,5
Вага необресорених частин від колеса на рейс, кг		852
Статичний прогин ресорного підвішування, м		0,50
Розрахункова швидкість вагона, м/с		38,9
Допустиме непогашене відцентрове прискорення вагона в кривій, м/с²		0,7×g
Коефіцієнт передачі інерційних навантажень на внутрішній переріз осі		0,7
Розрахунковий коефіцієнт тертя колеса по рейсу		0,25
Коефіцієнт використання вантажопід’ємності вагона		0,9
Висота центра ваги повністю завантаженого вагона без врахування ваги колісних пар від рівня осей колісних пар, м		1,85

Вертикальне статичне навантаження, прикладене до шийки осі

, (2.1)

де - вага вагона брутто при осевому навантаженні тс, тс.

кН.

Вертикальне динамічне навантаження від коливань кузова на ресорах

, (2.2)

де - коефіцієнт вертикальної динаміки.

, (2.3)

де l_в, А, В – коефіцієнти, для вантажного вагона , , [2, с. 205].

кН.

Вертикальне динамічне навантаження від відцентрової сили в кривих

, (2.4)

кН.

Розрахункова сумарна вертикальна сила на ліву шийку

(2.5)

кН.

Розрахункова сумарна вертикальна сила на праву шийку

. (2.6)

кН.

Прискорення лівого буксового вузла

, (2.7)

де – коефіцієнти, для вантажного вагона ,

[2, с. 206].

м/с².

Прискорення правого буксового вузла

, (2.8)

м/с².

Прискорення лівого колеса

, (2.9)

м/с².

Прискорення правого колеса дорівнює нулю.

Вертикальне інерційне навантаження на ліву шийку осі

, (2.10)

кН.

Вертикальне інерційне навантаження на праву шийку осі

, (2.11)

кН.

Вертикальне інерційне навантаження від лівого колеса на рейку

, (2.12)

кН.

Вертикальне інерційне навантаження на середню частину осі

, (2.13)

кН.

Рамна сила

, (2.14)

де - коефіцієнт горизонтальної динаміки.

_,(2.15)

де , , , , - коефіцієнти, для 4-х вісних вантажних вагонів , , , [2, с. 206].

кН.

Вертикальна реакція рейса на ліве колесо від сумарного розрахункового навантаження

(2.16)

Вертикальна реакція рейса на праве колесо від сумарного розрахункового навантаження:

(2.17)

Вертикальна реакція на лівій опорі осі від сумарної розрахункової сили:

(2.18)

Вертикальна реакція на правій опорі осі від сумарної розрахункової сили:

(2.19)

Поперечна складова сили тертя правого колеса по рейсу:

, (2.20)

кН.

Бокова сила

(2.21)

кН.

Тоді маємо

кН×м,

кН×м.

Згинальний момент в перерізі осі на лівій опорі

, (2.23)

кН×м.

Згинальний момент в перерізі осі на правій опорі

, (2.24)

кН×м

Згинальні моменти в розрахункових перерізах осі від дії сумарної розрахункової сили дорівнюють:

- переріз I-I

, (2.25)

кН×м.

- переріз II-II

, (2.26)

кН×м.

- переріз III-III

, (2.27)

кН×м.

- переріз IV-IV

, (2.28)

- переріз V-V

, (2.29)

Оцінка міцності осі

Для кожного розрахункового перерізу осі визначається коефіцієнт запасу міцності за формулою:

, (2.30)

де - середня границя витривалості осі (по амплітуді) при усталеному режимі навантаження й круговому згині ( симетричному циклі) на базі досліджень циклів;

- розрахункова величина амплітуди умовного (розрахункового) циклу стаціонарного навантаження осі при круговому згині, зведеного до бази циклів;

- коефіцієнт запасу опору втомі.

Робоча формула для визначення запасу міцності осі рекомендується у виді:

, (2.31)

Де , – нормовані інтегральні функції нормального розподілу (функція Лапласа), значення з таблиці [6, таблиця 1, додаток 6, с. 425-426];

, – максимальне і мінімальне значення коефіцієнта перевантаження осі;

– базове число циклів, [2, с. 202];

– сумарне число циклів за термін служби осі для середньо-мережних умов експлуатації, для осей вантажних вагонів [2, с. 202];

– показник ступеня в рівнянні кривої утоми, що залежить від властивостей матеріалу і технологій виготовлення, приймаємо для накатаних осей [2, с. 202];

, , - розрахункові параметри.

Значення параметрів , , визначимо за формулами:

, (2.32)

де t₀ – параметр, для осей вантажних вагонів [, с. 202];

, (2.33)

. (2.34)

Коефіцієнти перевантаження осі , визначимо за формулами:

, (2.35)

, (2.36)

де і – напруження в розрахунковому перерізі відповідно від максимального сумарного (розрахункового) навантаження й від вертикального статичного навантаження брутто.

Напруження в розрахункових перерізах осі дорівнюють:

, (2.37)

. (2.38)

де М і М₀ – відповідно згинальні моменти в розрахункових перерізах від дії максимальних сумарних вертикальних сил і вертикального статичного навантаження брутто;

W – момент опору осі в розрахунковому перерізі.

, (2.39)

d – діаметр осі у відповідному перерізі.

Якщо при розрахунку отримане значення задовольняє умові , то значення коефіцієнта не визначаються, а приймається [2, с. 203].

Розрахунок виконуємо в табличній формі за формулами (2.30 - 2.39) Значення коефіцієнта запасу міцності виконуємо для перерізу V-V в якості перевірочного розрахунку.

Отже для перерізу V-V дістанемо:

м³;

Па;

;

перевірка умови :

, умова не виконується;

;

Ф(t_max)= Ф(1,895)=0,9712; Ф(t_min)= Ф(1,26)=0,6517;

Для інших перерізів значення коефіцієнта запасу приведені в таблиці 2.3.

Таблиця 2.3 – Розрахунок коефіцієнта запасу міцності

Розрахункова величина	Переріз
Розрахункова величина	I-I	II-II	III-III	IV-IV	V-V
М, кН×м	13,51	24,4	68,61	38,15	52,8
М₀, кН×м	10,76	13,45	34,075	34,075	34,075
d, м	0,13	0,13	0,194	0,172	0,172
W. м³	2,16×10^-4	2,16×10^-4	7,16×10^-4	4,99×10^-4	4,99×10^-4
s_р, МПа	62,55	113	95,8	76,5	102,8
s₀, МПа	49,8	62,3	47,6	68,3	68,3
, МПа [ , с. 201]	150	150	135	180	180
0,55×	82,5	82,5	74,25	99	99
s_р <0,55×	задов.	незадов.	незадов.	задов.	незадов.
a_max	-	1,81	2,01	-	1,5
a_min	-	1,51	1,42	-	1,32
s	-	0,15	0,18	-	0,1
t_max	-	1,33	0,73	-	2,3
t_min	-	0,12	-1,2	-	1,026
Ф(t_max)	-	0,9591	0,7642	-	0,9712
Ф(t_min)	-	0,9032	0,9502	-	0,6517
n	2,5	3,082	3,093	2,5	2,753
[n], [2. с. 204]	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0

Оскільки розрахункове значення коефіцієнта запасу міцності для кожного перерізу осі задовольняє умові (2.30) (див. таблицю 2.3), то ось має достатній запас міцності на втому.

Таблиця 5.1 – Вихідні данні

Параметр	Позначення	Значення
Осьове навантаження, кН(т)		196,2 (20)
Сила ваги візка, кН(т)		44,832 (4,570)
Сила ваги надресорної балки, кН(т)		5,023 (0,512)
Сила ваги кузова, кН(т)		695,137 (70,86)
Сила ваги вагона брутто, кН(т)		784,8 (80)
База умовного вагона, м		7,8
Довжина по осям зчеплення автозчепів, м		12,02
Відстань між упорними плитами автозчепів, м		10,05
Розрахункова довжина корпуса автозчепу, м		1,0
Число осей у візку		2
Матеріал надресорної балки	-	09Г2С по ГОСТ 19281-89

Рисунок 5.1 – Розрахункова модель надресорної балки: вид збоку

Рисунок 5.2 – Розрахункова модель надресорної балки: вид зверху

Рисунок 5.3 – Розрахункова модель надресорної балки

I розрахунковий режим

При першому розрахунковому режимі розглядаються три варіанти поєднання навантажень:

а) на надресорну балку діють сила ваги кузова вагона брутто, вертикальна добавка від дії повздовжньої сили інерції кузова;

б) на надресорну балку діють сила ваги вагона брутто, 50% вертикальної добавки від повздовжньої сили інерції кузова, поперечна складова повздовжньої квазістатичної сили, сила інерції колісної пари;

в) на надресорну балку діють сила ваги вагона брутто, 50% вертикальної добавки повздовжньої сили інерції, сили взаємодії підп’ятника з кузовом вагона, що виникає при гальмуванні завантаженого вагона вагоноуповільнювачем при проходженні гірки.

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

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

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

Таблиця 6.2

Параметр	Значення для пружини
Параметр	Зовнішня пружина	Внутрішня пружина (під клином)	Внутрішня пружина
1	2	3	4
Висота у вільному стані , мм	265	265	235
Діаметр пруткка , мм	27	21	24
Середній діаметр , мм	173	117	114
Число робочих витків	4,5	6,5	5,5
Індекс пружини	6,407	5,571	4,750
, мм	45,5	45,5	17,5
, мм	192,5	192,5	193,5
	0,0787	0,0806	0,0983
, град	4,2⁰	4,6⁰	5,62⁰
	15,69	14,33	11,73
, м⁴	0,26·10^-7	0,10·10^-7	0,16·10^-7
	4,715·10⁶	3,07·10⁶	4,58·10⁶
, кН	13,4	10,92	23,8
	6,21	8,65	9,14
	1,106	1,124	1,148
, кН	5,025	4,095	8,925
, МПа	200	286	273

Сумарні напруження для кожної з пружин становлять:

– зовнішня пружина

;

– внутрішня підклинова

;

– внутрішня

ВПИСУВАННЯ ВІЗКА В ГАБАРИТ

Під вписуванням візка в габарит мається на увазі визначення за встановленою методикою допустимих у даному габариті будівельних розмірів відповідних частин спроектованого візка.

Відповідно ГОСТ 9238-83 візки всіх вантажних вагонів (за виключенням вагонів, що будуються за габаритом 03-ВМ), незалежно від габариту, за яким будується кузов, - будуються за габаритом 02-ВМ з нижнім обрисом, приведеним на кресленні 15д ГОСТ 9238-83.з

Для визначення допустимого будівельного обрису проектуємого візка необхідно виконати розрахунок можливих статичних понижень і горизонтальних поперечних переміщень, виходячи з особливостей конструкції і встановлених норм спрацювання вузлів візка.

Найменші допустимі вертикальні будівельні розміри проектуємого візка понизу отримують шляхом збільшення вертикальних розмірів габариту рухомого складу на величину можливого в експлуатації статичного паралельного пониження візка внаслідок максимального нормованого зносу його частин, а для обресорених деталей – й внаслідок рівномірної осадки ресор.

Максимальні допустимі горизонтальні будівельні розміри візка отримують шляхом зменшення розмірів габариту рухомого складу з кожного боку на величину поперечних зміщень елементів візка з урахуванням їх допустимих спрацювань.

Розрахунки проводимо у відповідності [4] і [5].

Вихідні дані для розрахунку

Для проведення розрахунків складаємо таблицю вихідних даних у відповідності з формою П.1.1 [5, с.37]. Дані до таблиці приймаємо у відповідності з пп. 2.1-2.5, правилами ремонту вантажних вагонів і даних про вертикальні пониження і горизонтальні поперечні зміщення вантажних вагонів [5, додаток 5], виходячи з вписування спроектованого візка в габарит 02-ВМ.

Таблиця 7.1– Вихідні дані для розрахунку

Найменування	Код	Позначення	Числове значення
Габарит візка	1	02-ВМ (15д)
База візка, м	4	р	1,85
Максимальний діаметр нових коліс, мм	30	D_max	950
Мінімальний діаметр гранично зношених коліс, мм	31	D_min	844
Мінімально допустима відстань між внутрішніми гранями бандажів коліс (колія 1435), мм	32		1358
Мінімально допустима товщина гребеня бандажу по рівню верха голівок рельсів (колія 1435), мм	33	t₂	26
Можливе поперечне зміщення букси відносно осі колісної пари, мм	37	q^'	1
Можливе поперечне зміщення рами візка відносно букси, мм	38	q^'’	2
Найбільш можливе поперечне зміщення рами візка відносно колісної пари, мм	39	q	3
Можливе поперечне зміщення із центрального положення надресорної балки відносно середини бокової рами, мм	40	w^'	24
Теж п’ятника відносно підп’ятника, мм	41	w^'є	4
Зниження букси відносно осі колісної пари зносу підшипника, осьової шийки по радіусу, мм	44	Dh₁	0
Допустимий вертикальний знос п’ятника і підп’ятника, мм	50	Dh₄	5
Найменування	Код	Позначення		Числове значення
Зниження рами візка відносно букси вертикального зносу опірних поверхонь, мм	46	Dh₂		2
Залишкове просідання надбуксових ресор – гумометалевих елементів, мм	52	f₀₂		3
Залишкове просідання ресор, мм	53	f₀₂		12
Відстань від напрямляючого перерізу візка до внутрішнього перерізу №0 (переріз по осі колісної пари), м	76			0
Відстань від напрямляючого перерізу візка до його внутрішнього перерізу №1 (середній переріз рами візка), м	77			0,925
Відстань від напрямляючого перерізу візка до його внутрішнього перерізу №2 (переріз по надресорній балці), м	78			0,82
Відстань від напрямляючого перерізу візка до його зовнішнього перерізу №1 (кінцевий переріз рами), м	81			0,283

Конструктивні і технологічні допуски на основні частини візка наведені в таблиці 7.2, складеній у відповідності з формою П.1.2 [5, с.41].

Таблиця 7.2 – Додаткові вихідні дані: конструктивні і технологічні допуски

Найменування основної частини і частин, закріплених до неї	Індекс частини	Зазори в шарнірних з’єднаннях, мм		Плюсові допуски на розміри частин, мм
Найменування основної частини і частин, закріплених до неї	Індекс частини	по горизонталі, Dq_ji	по вертикалі, Dh_ji	по горизонталі, e_x	по вертикалі, e_y
Колісна пара	0	-	-	0	0
Букса	1	-	-	-	5
Рама візка	2	-	-	-	10
Надресорна балка	3	-	-	-	15

Таблиця 7.6 – Вертикальні обмеження

Найменування основної частини	Індекс частини	Числовий розрахунок, мм
Колісна пара	0
Букса	1
Рама візка	2
Надресорна балка	3

ОХОРОНА ПРАЦІ

ВИСНОВОК

В даному дипломному проекті розглянуто основні питання, щодо створення високошвидкісного візка для вантажних вагонів. Було приведено всі необхідні розрахунки, з яких видно що візок має всі необхідні якості для надійної і безпечної роботи на залізничних коліях. Також було приведено економічний розрахунок, який обґрунтовує експлуатацію такого візка з точки зору вигідності в економічному плані.

Розроблений візок доцільно впровадити в експлуатацію на рухомий склад згідно з програмою розвитку залізничного транспорту.

ЛІТЕРАТУРА

1. Шадур Л.А. и др. Вагоны. – М.: Транспорт, 1973

2. Шадур Л.А. и др. Расчет вагонов на прочность. – М.: Транспорт, 1971

3. Методические указания у курсовому и дипломному проектированию. Выбор и обоснование основных параметров полувагонов с использованием ЭВМ / Под. ред. Шевченко П.В. – Х.: ХИИТ, 1980

4. Нормы расчета и проектирования вагонов железных дорог МПС колеи 1520мм (несамоходных), изменения и дополнения. – М.: ГостНИИВ-ВНИИЖТ, 1996

5. Инструкция по применению габаритов подвижного состава. – М.: Транспорт, 1988

6. Шибер Р.А., Круглий Г.Т. Устройство и ремонт вагонов. – М.: Транспорт, 1974

7. Гандзюк М.П., Желібо Є.П., Халімовський М.О. Основи охорони праці. – К.: Каравела, 2003

8. Кутах О.П., Зеркалов Д.В. Охорона праці на залізничному транспорті. Частина 1. – К.: ТОВ Міжнародна агенція, 1997

КОНСТРУКЦІЯ ВІЗКА

Вертикальні важелі і затяжка вертикальних важелів містять зносостійкі втулки.

Осі шарнірних з’єднань у вертикальних важелях і підвісках тріангелів містять додаткові шплінти.

Таблиця 1.1 – Технічна характеристика візка

Найменування показника	Значення показника
Вага візка, кг	4570
База візка, м	1850
Конструкційна швидкість, км/год	140
Габарит за ГОСТ 9238	02-ВМ (креслення 15д)
Відстань між осями ресорних комплектів, мм	2036
Статичний прогин центральної ступені підвішування, мм: від ваги тари (6 тс на п`ятник) від ваги брутто	17 73
Статичний прогин пружного зв’язку колісних пар і бокових рам, мм: від ваги тари (6 тс на п`ятник) від ваги брутто	3 14
Коефіцієнт конструктивного запасу прогину, не менше	1,75
Відстань від рівня головок рейок до опорної поверхні підп’ятника під тарою (6 тс на п`ятник), мм	800
Діаметр коліс по кругу кочення, мм	957
Мінімальний радіус кругової кривої при проході одиночним вагоном на візках, мм	60
Тип рами	лита
Тип надресорної балки	штампозварна
Тип буксового вузла	касетні буксові підшипники, адаптер і гумометалеві елементи
Тип гасників коливання	клинові фрикційні просторової дії
Тип гальм	колодочні з одностороннім натисненням

РОЗРАХУНОК КОЛІСНОЇ ПАРИ ЙМОВІРНОСНИМ МЕТОДОМ

Розрахунок нової осі колісної пари при її проектуванні згідно „Норм...” [2] повинен виконуватися ймовірностним методом на опір утоми з урахуванням ймовірностного розсіювання міцностних характеристик осі і діючих на неї навантажень. Схема прикладення зусиль, діючих на колісну пару, приведена на рисунку 2.1.

Рисунок 2.1 – Схема розрахункових зусиль, що діють на колісну пару

Оцінка міцності осі ймовірностним методом виконується за наступними розрахунковими перерізами:

I-I – шийки по внутрішній кромці заднього підшипника;

II-II – шийки на відстані від торця предматочинної частини, для осей з галтелями за ГОСТ 22780-17 рекомендується приймати мм;

III-III – маточинної частини в площині круга катання колеса;

IV-IV – по середині осі;

V-V – середньої частини осі на відстані 2/3 довжини ділянки від кінця маточинної частини до лінії спряження галтелі зі середньою частиною.

Розрахункова схема осі наведена на рисунку 2.2.

Рисунок 2.2 – Розрахункова схема осі

Значення геометричних параметрів на рисунках 2.1 і 2.2 вказані у таблиці 2.1.

Таблиця 2.1– Геометричні параметри осі

Параметр	Позначення	Значення
Відстань від лінії прикладення вертикальної сили до шийки осі до перерізу I-I, м		0,072
Відстань від лінії прикладення вертикальної сили до шийки осі до перерізу II-II, м		0,090
Відстань від лінії прикладення вертикальної сили до шийки осі до перерізу III-III, м		0,228
Відстань від лінії прикладення інерційної сили до середньої частини осі до перерізу IV-IV, м		0,310
Відстань від лінії прикладення вертикальної інерційної сили до середини шийки осі для лівої сторони. м		0,030
Відстань від лінії прикладення вертикальної інерційної сили до середини шийки осі для правої сторони, м		0,028
Відстань від лінії прикладення вертикальної сили до шийки осі до перерізу V-V, м		0,535
Діаметр колеса, м		0,950
Діаметр шейки осі, м		0,130
Діаметр підматочинної частини осі, м		0,194
Діаметр середньої частини осі, м		0,172
Відстань між кругами катання коліс, м		1,580
Відстань між лініями прикладення вертикальної сили до шийок осі, м		2,036

Розрахунок навантажень

Розрахунок виконуємо за формулами, що наведені в таблиці 7.2 [2, с. 205].

Вихідні дані для розрахунку наведені в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2 – Вихідні дані

Параметр	Позначення	Значення
Вага половини бокової рами візка, кг		190
Вага адаптера, кг		50
Вага колісної пари без букс, кг		1178
Вага букси і жорстко зв’язаних з нею необресорених деталей, кг		23
Вага колеса, кг		388
Вага консольної частини осі до круга катання колеса, кг		48,5
Вага середньої частини осі поміж кругами катання коліс, кг		305
Вага необресорених частин, що опираються на шийку осі, з урахуванням її власної ваги, кг		311,5
Вага необресорених частин від колеса на рейс, кг		852
Статичний прогин ресорного підвішування, м		0,50
Розрахункова швидкість вагона, м/с		38,9
Допустиме непогашене відцентрове прискорення вагона в кривій, м/с²		0,7×g
Коефіцієнт передачі інерційних навантажень на внутрішній переріз осі		0,7
Розрахунковий коефіцієнт тертя колеса по рейсу		0,25
Коефіцієнт використання вантажопід’ємності вагона		0,9
Висота центра ваги повністю завантаженого вагона без врахування ваги колісних пар від рівня осей колісних пар, м		1,85

Вертикальне статичне навантаження, прикладене до шийки осі

, (2.1)

де - вага вагона брутто при осевому навантаженні тс, тс.

кН.

Вертикальне динамічне навантаження від коливань кузова на ресорах

, (2.2)

де - коефіцієнт вертикальної динаміки.

, (2.3)

де l_в, А, В – коефіцієнти, для вантажного вагона , , [2, с. 205].

кН.

Вертикальне динамічне навантаження від відцентрової сили в кривих

, (2.4)

кН.

Розрахункова сумарна вертикальна сила на ліву шийку

(2.5)

кН.

Розрахункова сумарна вертикальна сила на праву шийку

. (2.6)

кН.

Прискорення лівого буксового вузла

, (2.7)

де – коефіцієнти, для вантажного вагона ,

[2, с. 206].

м/с².

Прискорення правого буксового вузла

, (2.8)

м/с².

Прискорення лівого колеса

, (2.9)

м/с².

Прискорення правого колеса дорівнює нулю.

Вертикальне інерційне навантаження на ліву шийку осі

, (2.10)

кН.

Вертикальне інерційне навантаження на праву шийку осі

, (2.11)

кН.

Вертикальне інерційне навантаження від лівого колеса на рейку

, (2.12)

кН.

Вертикальне інерційне навантаження на середню частину осі

, (2.13)

кН.

Рамна сила

, (2.14)

де - коефіцієнт горизонтальної динаміки.

_,(2.15)

де , , , , - коефіцієнти, для 4-х вісних вантажних вагонів , , , [2, с. 206].

кН.

Вертикальна реакція рейса на ліве колесо від сумарного розрахункового навантаження

(2.16)

Вертикальна реакція рейса на праве колесо від сумарного розрахункового навантаження:

(2.17)

Вертикальна реакція на лівій опорі осі від сумарної розрахункової сили:

(2.18)

Вертикальна реакція на правій опорі осі від сумарної розрахункової сили:

(2.19)

Поперечна складова сили тертя правого колеса по рейсу:

, (2.20)

кН.

Бокова сила

(2.21)

кН.

Дата: 2019-05-29, просмотров: 361.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒