Проверка возможности использования стандартного автосцепного оборудования СА-3

5. Проверка возможности использования стандартного автосцепного

оборудования СА-3

                 – длина консоли от центра пятника до оси сцепления вагона

n_K = 2.373 м               – длина консольной части вагона

м               – вылет автосцепки

n = 2.373 + 0.565 = 2.938 м

l = 0.026 м                – дополнительное поперечное смещение центров сцепления автосцепок

2l = 11.458 м             – база вагона

l_T = 0.925 м                – полубаза тележки

B` = 0.175 м               – полная ширина захвата при параллельных сцепах

R = 80 м                     – радиус кривой пути

 = 3.68^о

B                                 – эффективная ширина захвата автосцепки

= 0.167 м

= 0.179 > 0.167

Проход вагонами без саморасцепа сортировочных горок

2l + n = 11.458 + 2.938 = 14.396

A = - 1.8         B = 13.5          C = 0.8            D = 1.4            E = -80.4         F =13.5           G = -0.6

 - максимальная величина относительного вертикального смещения автосцепок при проходе вагонов через горку

 = 80.12

Dh_доп = 180 мм          – допускаемая по условию сцепления разность осей автосцепки

Dh_Н = 100 мм             – возможная по условиям эксплуатации начальная разность уровней осей автосцепки

80.12 > 80

Вывод: максимальная величина относительного вертикального смещения превышает допустимый лимит, но из-за минимальной разницы можно сослаться на погрешность вычислений.
6.1 Расчет комплекта 2-х рядных пружин

Т=29.2 т

Q=63.79 т

m=5

fст=0.05 м

Кзп=2

[t]=7500 кг/см2

1) = 3.0325 т

2) определяем коэффициент кривизны витков

 =  = 1.293

3)  = = 3.6496 см

     см

      кг/см²      – модуль упругости при сдвиге

   

     кг/см²

4) диаметр прутка наружной пружины

= 3.0828 см

принимаем  d_H = 3 см

где S = 0.3 см ­­- зазор между прутками наружной и внутренней пружины

5) диаметр прутка внутренней пружины

 = 1.9552 см

принимаем  d_B = 2 см

6) средний диаметр пружины

= 15 см

= 10 см

7) число рабочих витков

= 5.912

= 8.87

8) высота пружин в свободном состоянии

= 25.736 см

= 24.74 см

Для выравнивания высот пружин под внутреннюю пружину необходимо подложить шайбу высотой 1 см

9) жесткость пружин

                      = 182.12 кг/см – внутренняя пружина

                    = 409.86 кг/см – наружная пружина

6.2 Расчет надрессорной балки

Т=29.2 т

Q=63.79 т

2l = 11.458 м

b = 2.036 м

a = 0.762 м

I режим : [s] = 0.85s_т = 263.5 МПа

III режим : [s] = 150 МПа

I режим

1) = 41.995 т

2) = 19.9 т

где:     N_I = 350 т;      e = 0.95 м

3) опорные реакции

= 30.95 т

                            30.95                                                                                30.95

31.51

= 1195.83 см³

III режим

1) P_CT = 41.995 т

2)

                   

где:

                       m_T – число осей в тележке

при V > 15 м/с                                                          a = 0.1 – обрессоренные части

                               f_ст = 0.05 м – статический прогиб

                                                                                   V = 33.3 м/с

= 0.232

b = 1.13 – для грузовых вагонов

= 0.434

= 18.225 т

3)  

где:

= 6.975 т                       – центробежная сила

 м                  – расстояние от опорной поверхности подпятника до центра масс кузова

                 – сила давления ветра

            где:

            w = 500 Па = 0.051 т/м²

             F – площадь боковой проекции кузова

            = 43.74 м²

 

= 2.23 т

 м

= 7.833 т

4)

R₁ = 32.644 т

R₂ = 26.78 т

                                               7.833                 7.833     60.22

                                     32.644     8.31                                                          26.78

27.262

6.3 Расчет боковой рамы тележки

Стержень 1

l₁ = 32.1 см                F = 51.44 см²             I_y = 498.97 см⁴           I_z = 1869.18 см⁴         z₀ = 4.98 см

Стержень 2

l₂ = 32.1 см                F = 165.1 см²             I_y = 3070.77 см⁴         I_z = 26618 см⁴            z₀ = 8.32 см

Стержень 3

l₃ = 42.4 см                F = 48.72 см²             I_y = 313.84 см⁴           I_z = 1835.35 см⁴         z₀ = 5.64 см

Стержень 4

l₄ = 69.05 см              F = 58.56 см²             I_y = 977.18 см⁴           I_z = 2660.49 см⁴         z₀ = 4.59 см

Стержень 5

l₅ = 54.5 см                F = 47.56 см²             I_y = 382.108 см⁴         I_z = 2022.4 см⁴           z₀ = 6.09 см

Находим распределенную нагрузку на раму тележки

a = 0.15                      – необрессоренные части

 = 0.524 т/см = 523.7 кг/см

x₁ = 14011 кг                                                            x₂ = 13572 кг

Стержень 1

N₁ = X₁                                   M₁ = 0                        N₁ = 14011

Стержень 2

N₂ = -X₂                                 N₂ = - 14011

X = 0                                       = - 50855.2

X = l₂/2                                   = 151504.4

X = l₂                                       = 218957.7

Стержень 3

N₃ = X₃                                   M₂ = 0                        N₃ = 13572

Стержень 4

= 21602

X = 0                                       = 0

X = l₄                                      = -12531.3

Стержень 5

 = 16810.8

X = 0                                       = 0

X = l₅                                      = 23925.5

Находим напряжение в сечениях I – IV

427.75 кг/см²

734.8 кг/см²

222,7 кг/см²

 678 кг/см²

Вывод:  все напряжения удовлетворяют условию  кг/см²
6.4 Расчет оси колесной пары

Т=29.2 т

Q=63.79 т

2S = 1.58 м

2b2 = 2.036 м

r = 0.475 м

l1 = 0.19 м

l2 = b2*S=0.228 м

                                 I     II                                         III

                                                                       H = P₀/2

                        P₁                                                                   1.25P₀                                                  l₂

                                                                                                                                              P₂

                              l₁                                              r                                                                                l₁

            H = P₀/2

                                                           S

                                               N₁                                                                              N₂

                                                           b₂

1)  т

2)

где:

h = 1.45 м       – расстояние от оси колесной пары до центра масс вагона

H = P₀/2  = 11.01 т

= 13.763  + 7.84 = 21.6 т

= 13.763  - 7.84 = 5.92 т

3) = 13.764 + 13.414 =27.18 т

= 13.764 - 13.414 =0.35 т

4) изгибающие моменты

I – I

                 3 мм – допускаемый износ шейки оси по длине

 т*м                                т*м

где:

d₁ = 0.13 м     – диаметр шейки оси

[s₁] = 120 МПа = 12232.4 т/м₂

 т/м₂            < [s₁]                                     т/м₂ < [s₁]