3.1 Силы, действующие на колесную пару.
Расчет оси условным методом
Оценка прочности осуществляется по допускаемым напряжениям. Ось рассматривается в статическом состоянии и на неё действуют силы:
1. Вертикальные силы на обе шейки от массы брутто Q=1.25Po;
2. горизонтальные силы как доля от вертикального приложения в центре тяжести кузова
H= 0.5Po, где Po- максимальная статическая нагрузка от колесной пары на рельсы (или фактическая);
1.25; 0.5 – коэффициенты, учитывающие динамическое воздействие сил в вертикальном и горизонтальном направлениях.
Максимальная статическая нагрузка от колесной пары на рельсы при проектировании определяется заданием. При оценки прочности существующей оси фактическая осевая нагрузка определяется по формуле:
,
где Рст – статическая нагрузка вагона
представляет собой силу тяжести груза
в вагоне;
Т – собственная сила тяжести от тары вагона;
mo – число колесных пар в вагоне.
3.2 Расчет оси колесной пары на прочность
Ось рассматривается как двух консольная шарниро опертая балка. В расчетной схеме внешние силы: h = 1.45м от осевой линии колесной пары. Вертикальная Q и горизонтальная H силы загружают вертикальной силой P1 левую и P2 правую шейки. В связи с учетом неблагополучного сочетания не симметричных колебаний считаем, что нагрузка приложена к середине шейки, а на другой равна 0.
На
левую P1
=
На
правую P2
=
;
2b2 – расстояние между серединами шеек.
2b2 = 2.036м;
2S = 1.58м;
r = 450мм.
N1
=
N2
=
Горизонтальная реакция рельса Hp уравновешивает H приложенную к гребню левого колеса. Из условия равновесия оси изгибающие моменты вызванные действием разных нагрузок в этом методе рассчитывают в 3 более опасных сечениях.
у внутренней галтели шейки;
2.2 в подступичной части в плоскости круга катания колеса;
3.3 в среднем сечении оси.
M1
= P1
*
M2 = P1*l2+H*r, где l2 – расстояние от середины шейки до плоскости круга катания;
M3 = P1*b2+H*r.
Моменты сопротивления изгибу для итого рассматриваемого сечения сплошной оси.
Wi
=
Mi
= Wi*
где
– допускаемое напряжение в Мпа.
В условном методе определяют минимальные динамические оси обеспечивающие необходимую прочность.
d1
=
d2
=
d3
=
Рo
=
=
= 206780Н = 206Кн;
P1
=
=
= 129Кн;
P2
=
=
= 56Кн;
N1
=
=
+
=
254Кн;
N2
=
=
= 5Кн;
M1
= 203*
= 19.2Кн*м;
M2 = 203*0.79+103*0.45 = 206.6Кн*м;
M3 = 203*1.018+103*0.45-254*0.79 =52.7Кн*м;
d1
=
= 195м;
d2
=
=
232м;
d3
=
215м;
В шейке прочность оказалась больше, прочность обеспечена. В подступичной части прочность больше задаваемой, значит прочность обеспечена. В средней части прочность оказалась больше заданной, следовательно, прочность обеспечена.
4. Назначение и типы буксовых узлов.
Буксы предназначены для передачи нагрузки от тележки или рамы кузова вагона на шейки осей, а также для ограничения продольного и поперечного перемещений колесной пары при движении вагона.
Рис 4 Букса.
Буксовый узел тележки состоит из литого корпуса, изготовленного из стали 20ГФЛ, переднего 1 (рис.4) и заднего 2 подшипников, посаженных на шейку оси вплотную друг к другу, что уменьшает габаритные размеры буксы и снижает напряжения в шейке оси. Оба подшипника полузакрытого типа. Задний подшипник имеет однобуртное внутреннее кольцо 4. Блоки подшипников взаимозаменяемы.
Букса имеет четырех камерное лабиринтное уплотнение с уменьшенным радиальным зазором. Кольцевая поверхность 5 на торце оси позволяет осуществлять ультразвуковой контроль шейки оси без снятия внутренних колец подшипников, торцевое крепление состоит из приставного кольца, приставной шайбы и трех болтов.