Расчет основных характеристик листовой рессоры

 Упрощенный расчет листовой рессоры на прочность

При упрощенном расчете листовых рессор не учитывается ряд следующих факторов:

· трение между листами;

· заделку листов в хомуте;

· неодинаковую кривизну листов;

· изменение длины листов под нагрузкой.

Рис. 7.1. Расчетная схема листовой рессоры

Рессора при таком расчете рассматривается как балка расчетной длины, нагруженная по концам и опирающаяся посередине (рис. 7.1).

Исходными данными для расчета листовой рессоры служат следующие параметры:

число коренных листов ;

число наборных листов ;

ширина  и толщина  листов;

расчетная длина рессоры ;

ширина хомута .

Величина статической нагрузки на рессору определяется по формуле

,                         (7.1)

где  – нагрузка от колесной пары на рельсы, кН;  – неподрессоренная масса, приходящаяся на одну ось, т.

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

, (7.2)

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.

При тяговом приводе II класса, то есть с опорно-рамным подвешиванием тягового двигателя и опорно-осевым подвешиванием редуктора, неподрессоренная масса, приходящаяся на одну ось, состоит из массы колесной пары и букс, массы зубчатого колеса с опорными подшипниками и части массы корпуса редуктора с шестерней, 2/3 массы листовой рессоры. В этом случае величина  определяется

,  (7.3)

где  – масса тягового редуктора;  – масса передаточного механизма тягового момента.

При тяговом приводе III класса, то есть с опорно-рамным подвешиванием тягового двигателя и опорно-рамным подвешиванием тягового редуктора, неподрессоренная масса, приходящаяся на одно колесо, состоит из массы колесной пары и букс, 2/3 массы листовой рессоры, половины массы полого вала тяговой передачи и массы шарнирно-рычажной муфты. С учетом этого, величина  определяется

,   (7.4)

где  – масса полого вала;  – масса шарнирно-рычажной муфты.

Листовая рессора под действием нагрузки  испытывает деформацию изгиба и возникающие при этом напряжения в мегапаскалях (МПа) рассчитываются

.                        (7.5)

Коэффициент запаса статической прочности для листовой рессоры рассчитывается

,                                    (7.6)

где  – допускаемое напряжение по условию прочности при расчете листовых рессор,  =1050 Мпа.

Если выполняется условие  то делается вывод о достаточной прочности листовой рессоры, в противном случае необходимо корректировкой, в допустимых пределах, исходных данных для расчета листовой рессоры добиться выполнения указанного условия.

Жесткость листовой рессоры (кН/м) с учетом влияния хомута рассчитывается

,                   (7.7)

где  – модуль упругости рессорной стали (модуль первого рода), КПа,  Кпа.

Сравнение выражения для жесткости рессоры (7.7) и напряжения изгиба (7.5) показывает, что с увеличением длины рессоры  прямо пропорционально повышается напряжение изгиба  и, следовательно, для получения той же прочности необходимо увеличить число листов или их размеры. При этом пропорционально увеличится жесткость рессоры . Увеличение длины рессоры  дает уменьшение жесткости пропорционально третей степени , таким образом, всегда имеется возможность, увеличивая , уменьшать жесткость рессоры, не превышая напряжений, допускаемых по условию прочности. 

Статический прогиб листовой рессоры под расчетной нагрузкой определяется

.                                 (7.8)

Величина статического прогиба является одной из составляющих суммарного прогиба системы рессорного подвешивания и существенно влияет на его динамические показатели. При проектировании буксового подвешивания его статический прогиб должен быть не менее 40% от суммарного, при этом доля статического прогиба листовой рессоры должна быть не менее 60%. Статический прогиб листовой рессоры при скоростях движения локомотивов 100 -120 км/ч должен быть не менее 24 мм.

Максимальная (предельная) нагрузка на рессору (Кн) из условия допускаемых напряжений рассчитывается

,                  (7.9)

а прогиб под этой нагрузкой (м) определяется

.                                (7.10)

Коэффициент относительного трения между листами, характеризующий эффективность гашения листовой рессорой колебаний и обеспечение достаточной величины статического прогиба, рассчитывается

,                (7.11)

где  – коэффициент трения между листами, зависящий от наличия смазки между листами (  = 0,2 – 0,4).

Для того, чтобы обеспечить гашение колебаний и не уменьшить существенно гибкость рессоры, значение , должно находится в диапазоне от 5 до 7 %. Если это требование не выполняется, необходимо произвести корректировку исходных данных для расчета листовой рессоры и повторить расчет при обязательном соблюдении условия прочности (см. формулу 7.6) и условия по статическому прогибу (см. формулу 7.8).

⇐ Предыдущая11121314151617181920Следующая ⇒

Поделиться: