Определение усилий, действующих на колесную пару в кривой пути и проверка запаса устойчивости колесной пары

 

Согласно требованиям норм должно обеспечиваться устойчивое движение колес по рельсовому пути. Однако при неблагоприятных условиях, когда горизонтальная сила динамического давления колеса на головку рельса  велика, а вертикальная  мала, то гребень колеса не будет скользить по головке рельса. Угол набега колеса на рельс при этом может достигать 0, 01 рад.

Поэтому для предупреждения сходов вагона в эксплуатации производится проверка устойчивости движения колеса по рельсу. Схема сил, действующих наколесную пару в точке контакта приведена на рисунке 18.

 

 

Рисунок 18 – Схема сил, действующих на колесную пару в кривой

 

Коэффициент запаса устойчивости рассчитывается по формуле:

 

                         (6.1)

 

где  – угол наклона образующей конусообразной поверхности гребня

колеса с горизонталью, ;

– коэффициент трения поверхностей колес и рельсов, ;

Рв_1, Рв₂– вертикальные составляющие силы реакции набегающего и ненабегающего колес на головку рельса;

 – боковое усилие взаимодействия гребня набегающего колеса и головки рельса;

– допускаемое значение коэффициента запас устойчивости.

 

Допускаемое значение коэффициента запаса устойчивости для для грузовых вагонов =1, 4.

Вертикальные реакции рельс определяются по формуле

 

            (6.2)

 

            (6.3)

 

 

где  - сила тяжести обрессоренных частей вагона, действующая на

шейку оси колесной пары;

 - вес колесной пары,  = 1, 5 т;

 – средние значения коэффициентов вертикальной и боковой

динамики.

 - сила действующая от рамы;

  - расстояние от точек контакта до середины оси,  = 0, 250 м;

 - расстояние от точек контакта до середины оси,  = 0, 220 м;

 – расстояние между серединами шеек осей, для стандартных колес

ных пар ;

 - расстояние между точками контакта колес с рельсами, ;

 – радиус средневзвешенного колеса,

 

Все приведенные параметры показаны на рисунке 19.

 

 

Рисунок 19 – Схема расчета устойчивости колесной пары против схода с рельс

 

Боковое усилие взаимодействия гребня набегающего колеса и головки рельса:

 

                           (6.4)

 

Коэффициент вертикальной динамики вагона определяется по формуле:

 

                             (6.5)

 

где  – коэффициент равный  – для необрессоренных частей те-

лежки;

 – скорость движения вагона,  = 33 м/с;

 – статический прогиб рессорного подвешивания,  = 0, 05 м.

 – коэффициент, учитывающий влияние числа осей в тележке или

группе тележек под одним вагоном:

 

                                             (6.6)

 

где п – число осей вагона.

 

По формуле 6.6:

 

 

По формуле 6.5 коэффициент вертикальной динамики:

 

 

Среднее значение коэффициента вертикальной динамики примем 75% от расчетного:

 

 

Значение коэффициента динамики боковой качки примем 25% от расчетного коэффициента вертикальной динамики:

 

 

Статическая нагрузка на шейку оси колесной пары определяется по формуле:

 

                              (6.7)

 

где  - число осей в тележке, 2;

 - грузоподъемность вагона, 66тс;

 - масса тары вагон, 26, 7 тс.

 

По формуле 6.7:

 

 

Расчетное значение рамной силы:

 

                            (6.8)

 

где  - коэффициент учитывающий тип ходовых частей вагона, для грузо-

вых вагонов .

 

 

Вертикальные силы, действующие на колесную пару в кривой:

 

 

 

Боковые силы, действующие на колесную пару:

 

 

Коэффициент запаса устойчивости колесной пары:

 

 

Расчетный коэффициент запаса устойчивости , больше нормативного . Следовательно, колесная пара устойчива против схода с рельс.

 

 

Заключение

 

В данной курсовой работе было произведено исследование и расчет основных параметров цистерны.

Спроектированы основные узлы вагона. Произведен расчет линейных размеров, уточнение по результатам вписывания в габарит. Определены усилия, действующие на колесную пару в кривой пути и определен коэффициент запаса устойчивости колесной пары против схода с рельс (1, 804). Установлено, что при данном значении коэффициента устойчивости вагон устойчив против схода с рельс. Выполнен расчет на прочность котла. Полученные максимальные напряжения оказались меньше допустимых, значит, котел удовлетворяет условию прочности при заданных нагрузках.

Так же был выполнен сборочный чертеж и чертеж ходовых частей спроектированного вагона (приложения 1 и 2).

 

⇐ Предыдущая12345

Поделиться: