Расчет буксового рессорного подвешивания грузового электровоза

Комплект буксового рессорного подвешивания в расчете на одно колесо колесной пары для грузового электровоза состоит, как правило, из листовой рессоры и двух цилиндрических однорядных пружин.

В курсовой работе необходимо рассчитать упрощенным способом основные характеристики листовой рессоры и цилиндрической однорядной пружины.

Исходными данными для расчета листовой рессоры служат следующие параметры:

- число коренных листов m, принимается в интервале от 2 до 4 штук;

- число наборных листов n, принимается в интервале от 4 до 13 штук;

- ширина b и толщина h по ГОСТ 7419-90. Размерный ряд b и h приведен а таблице 6.1.

- расчетная длина рессоры L принимается в интервале от 1 до 1,4 м;

- ширина хомута принимается в интервале от 0,1 до 0,14 м.

Таблица 6.1 – Размерный ряд величин b и h

	63	63	76	76	76	76	89	89	100	110	120	120	120
	10	13	7	10	11	13	10	13	13	13	12	13	16

 

Величина статической нагрузки на рессору определяется по формуле:

 

где нагрузка от колесной пары на рельсы, кН;

    неподрессоренная масса, приходящаяся на одну ось при опорно-осевом подвешивании тяговых двигателей, состоит из массы колесной пары, букс, половины массы тягового двигателя, шестерен, кожухов зубчатых передач и других деталей, укрепленных на двигателе, а также 2/3 массы листовых рессор, т.е.:

 

 

где масса колесной пары и двух зубчатых колес;

   масса буксы;

   масса тягового двигателя;

   масса кронштейна подвески тягового двигателя;

 масса зубчатой шестерни;

  масса кожуха зубчатой передачи;

   масса листовой рессоры.

Листовая рессора под действием нагрузки испытывает деформацию изгиба и возникающие при этом напряжения в мегапаскалях (МПа) определяется по формуле:

 

 

Коэффициент запаса статической прочности для листовой рессоры рассчитывается с точностью до двух знаков после запятой по формуле:

 

где допускаемое напряжение при расчете листовых рессор, МПа, составляет 1050 МПа.

Запас статической прочности должен находится в пределах:

 

Условие выполняется, т.е. прочности листовой рессоры обеспечивается.

Жесткость листовой рессоры, кН/м, рассчитывается по формуле:

 

 

где модуль упругости рессорной стали (модуль первого рода), кПа, составляет 2,06.108 кПа.

Статический прогиб листовой рессоры под расчетной нагрузкой определяется по формуле:

 

 

Величина статического прогиба листовой рессоры является одной из составляющих суммарного статического прогиба рессорного подвешивания локомотива и в конечном итоге, существенно влияет на его динамические показатели качества. При проектировании буксового подвешивания его статический прогиб должен быть не менее 40% от суммарного, при этом доля статического прогиба листовой рессоры в статическом прогибе буксового подвешивания должна быть не менее 60%. Таким образом статический прогиб листовой рессоры при скоростях движения грузовых локомотивов 100-120 км/ч должен быть не менее 24 мм (0,024 м), т.к. это требование выполняется.

Максимальная (предельная) нагрузка на рессору, кН, из условия допускаемых напряжений рассчитывается по формуле:

 

 

а прогиб рессоры под этой нагрузкой – по формуле:

 

 

Коэффициент относительного трения, характеризующий эффективность гашения листовой рессорой колебаний и обеспечение достаточной величины статического прогиба, рассчитывается по формуле:

 

 

где коэффициент трения между листами, зависящий от наличия смазки между листами рессоры, рекомендуется принимать в интервале от 0,2 до 0,4.

.

Величина силы трения, необходимая для выполнения указанных выше условий, обеспечивается при т.е. результат формулы (6.10) отвечает этому требованию.

В рессорном подвешивании локомотивов, и в частности, электровозов в качестве упругих элементов широко применяются цилиндрические винтовые пружины из прутков круглого поперечного сечения. Для изготовления пружин используется горячекатаная кремнистая сталь марки 55С2 или 60С2 по ГОСТ 14959-79.

Для обеспечения долговечности, в пределах установленного контрольного числа циклов нагружения, после термической обработки пружины, упрочняют наклепом, дробью или заневоливанием, которое производится либо нагружением пружины до создания в ней напряжений, превышающих предел текучести, и выдержкой при этих напряжениях в течение длительного времени (не менее 12 часов по данным, либо многократным (не менее 10 раз) обжатием пружины с созданием в ней напряжений, превышающих предел текучести.

Дробеструйный наклеп позволяет улучшить механические характеристики материала и устранить мелкие дефекты, а поверхности, а заневоливанием, вследствие пластический деформаций в наружном слое прутка и образовании при этом остаточных напряжений, противоположных по знаку напряжениям при нагрузке, приводит к уменьшению суммарных напряжений при работе пружин и позволяет уменьшить размеры пружин без снижения их прочности.

Опорные поверхности пружин должны быть плоскими и перпендикулярные вертикальной оси пружины. Для выполнения этого требования перед навивкой концы прутка оттягивают для образования опорного витка, причем длина оттянутого конца должна быть равна ѕ длины окружности пружины. В результат этой технологической операции число рабочих витков n_р, определяющих жесткость пружины, на 1,5 витка меньше общего числа витков n.

В курсовом проекте принимаем, что комплект буксового рессорного подвешивания, отнесенный к одному колесу, состоит из одного гасителя колебаний, двух пружин и листовой рессоры.

Статистическая нагрузка на пружину, кН, определяется по формуле:

 

 

 

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: