Контрольная работа Вагоны (стр. 4 )

Посередине внутри надрессорной балки под подпятником имеются ребра жесткости и поддон, служащий опорой для шкворня. В нижней и

верхней стенках балки имеются окна, облегчающие ее и используемые для закрепления стержня в литейной форме при отливке балки.

Подпятник имеет плоскую рабочую поверхность строго определенных размеров для пятника, прикрепленного к шкворневой балке рамы вагона. Через центр пятника и подпятника проходит металлический шкворень, который служит осью вращения те­лежки относительно кузова, а также пере­дает возникающие между ними горизон­тальные силы. Кроме подпятника, являю­щегося центральной опорой кузова, на надрессорной балке установлены еще два боковых опорных скользуна. Каждый скользун состоит из опо­ры, которая отливается вместе с над­рессорной балкой, колпака, надевае­мого на эту опору, прокладок, при­меняемых для регулирования зазоров между скользунами рамы вагона и тележ­ки, болта, предохраняющего колпак от падения при разгрузке вагона на вагоно-опрокидывателе. Преимущество скользу­на этой тележки перед скользунами дру­гих тележек грузовых вагонов с вклады­шами, расположенными в коробках, при­крепленных к надрессорным балкам, за­ключается в том что в него не попадают  грязь и снег и сохраняется зазор между скользунами.

Отличительной особенностью тележки ЦНИИ-ХЗ-О является отсутст­вие в рессорном подвешивании эллиптической рессоры. Для гашения коле­баний имеются фрикционные амортизаторы в виде клиньев, которые размещены в гнездах по концам надрессорной балки и своими вер­тикальными гранями соприкасаются с фрикционными планками, закреп­ленными на колонках боковин. Угол наклона рабочей поверхности клиньев, сопряженной с надрессорной балкой, составляет 45°.

Рессорный комплект тележки состоит из нескольких двухряд­ных (параллельно работающих) цилиндрических пружин и двух клинь­ев фрикционного гасителя колебаний. Внутренние пружины рессорного комплекта устанавливают на постели боковины и фиксируются цилиндри­ческими выступами; положение наружных пружин определяется буртами. Количество пружин в комплектах зависит от грузоподъемности вагона. Рас­положение пружин в комплекте разное. Например, в крытых платформах и полувагонах грузоподъемностью 62—64 т имеется семь пружин в комплек­те, в цистернах емкостью 50 м3 — шесть, в тележках изотермических вагонов — пять. На крайних пружинах, нахо­дящихся у стоек боковины тележки, размещаются клинья гасителя колеба­ний. Тележка ЦНИИ-ХЗ-О имеет гибкость рессорного подвешивания (1,3— 2,32) 107 м/Н, статический прогиб 46—50 мм и коэффициент относитель­ного трения ц = 0,08-0,1.

Надрессорная балка тележки ЦНИИ-ХЗ-О может перемещаться по от­ношению к боковинам в поперечном направлении. Боковые перемещения ее амортизируются за счет поперечной упругости пружинных комплектов и сил трения возникающих в клиновых гасителях колебаний. Величина этих перемещений ограничивается приливами на боковинах.

6.Расчет напряженного состояния в вертикальной плоскости

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;

Рбр. в – 176т;

mтел - масса тележки, - 4,8т;

mнб — масса надрессорной балки, 0,45 т;

Статическая нагрузка (кН) на надрессорную балку:

(6.1)

Динамическая нагрузка (кН) на надрессорную балку

  (6.2)

где kдв - коэффициент вертикальной динамики, вычисляемый по формуле

  (6.3)

в - параметр распределения, для грузовых вагонов = 1,13;

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

kдв - среднее вероятное значение коэффициента вертикальной динамики,

  (6.4)

б - 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);

fcm – 0,052м.

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

  (6.6)

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

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

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

hск – 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)

hв – 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)

з – коэффициент – 0,1;

Нв – боковая сила давления ветра:

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

Fкуз – площадь боковой поверхности вагона:

  (6.10)

Lкуз – длинна кузова – 18,9м;

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

Dкол – 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

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)

Рг – 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)

Для I режима:

В верхних волокнах в сечении I-I

В нижних волокнах в сечении I-I

В верхних волокнах в сечении II-II