Расчет прочности элементов крепления подвагонного оборудования (бака сливного с защитным кожухом КШМС6674.005-000, преобразователя ПЧ-24, ящиков 2Я.087, 2Я.117 и топливного бака)

7.  РАСЧЕТ  ПРОЧНОСТИ  ЭЛЕМЕНТОВ  КРЕПЛЕНИЯ  ПОДВАГОННОГО  ОБОРУДОВАНИЯ

В данном разделе производится расчет прочности элементов крепления подвагонного оборудования: бака сливного с защитным кожухом КШМС6674.005-000, преобразователя ПЧ-24, ящиков 2Я.087, 2Я.117 и топливного бака.  Кто  и  по  какому  черт.  делает  эти  крепления ??? Кузов ???

7.1 Расчет инерционных нагрузок

7.1.1 Оборудование, жестко закрепленное (без амортизаторов) на раме вагона, рассчитывается с учетом возникающих в эксплуатации сил инерции. Расчетные значения этих сил определяются по таблице 3.

Таблица 3

Расчетные силы	Обозна- чение	Расчетные режимы
		I	III
Продольная	Рх
Вертикальная	Рz
Боковая	Ру	–

Дать  расшифровку  I,  II,  III  расч. Режимов  ???

В таблице приняты следующие обозначения:

Р_х, Р_у, Р_z,– расчетные силы, приложенные в центре масс элемента

                  оборудования, кН;  координаты ???

Р_ст – вес брутто подвешенного элемента, кН;  статический ??

а_х,I – продольное ускорение при I режиме, м/с², а_х,I = 5g;

а_х,III – продольное ускорение при III режиме, м/с², а_х,III = 1,5g;

а_у,III – боковое ускорение при III режиме, м/с², а_у,III = 0,4g;

k_дв – коэффициент вертикальной динамики для подвагонного

        оборудования, k_дв = 0,187;

h_к – расстояние от центра масс порожнего кузова до оси автосцепки, м

       h_к = 1,08м;

l – полубаза вагона, м  база 17,0 м; тогда    l =  17,0 : 2 =  8,5м;

х – расстояние от среднего поперечного сечения вагона до центра

      масс элемента оборудования, м.  дать  рисунок  ??

7.1.2 Расчет нагрузок на подвагонное оборудование произведен в соответствии с расчетными формулами таблицы 3. Полученные значения приведены в таблице 4.

Таблица 4

Наименование оборудования	Рст, кН	х, м	Нагрузки, кН
			I режима		III режима
			Рх	Рz	Рх	Ру	Рz
Бак сливной (наполненный)	5,4	11,1	27,0	7,6	8,1	2,2	6,4
Преобразователь ПЧ-24	3,4	1,31	17,0	3,6	5,1	1,4	4,0
Ящик 2Я.087	1,47	3,56	7,4	1,7	2,2	0,6	1,8
Ящик 2Я.117	2,26	1,49	11,3	2,4	3,4	0,9	2,7
Бак топливный	6,97	1,09	34,85	7,3	10,45	2,8	8,3

            7.2 Расчет крепления сливного бака туалета «Экотол-В»

7.2.1 Крепление бака к раме вагона производится с помощью 8 болтов М12х6gх40.109.40Х ГОСТ 7796-70. Эскиз крепления сливного бака  приведен на рисунке 2.

7.2.2 Максимальная внешняя растягивающая нагрузка на болт определяется по формуле:

где Р_х, Р_у, Р_z – нагрузки на сливной бак, принимаемые по таблице 4

           для соответствующего режима, кН;

n – общее количество болтов крепления сливного бака, n = 8;

      n₁ – количество болтов в поперечном ряду, n₁ = 4;

      n₂ – количество болтов в продольном ряду, n₂ = 2;

h – расстояние от Ц.М. сливного бака до опорной поверхности, см,

           h = 30 см;

l_x – расстояние между болтами по оси Х, см, l_х = 61 см;

     l_у– расстояние между осями кронштейнов бака в поперечном

           направлении (по оси Y), см, l_y = 134 см.

Для I расчетного режима:

Для III расчетного режима:

Рисунок 2

7.2.3 Расчет болтов производится на нагрузки I расчетного режима как определяющего прочность.

При условии  напряжение в болте определяется о формуле:

где Н – расчетное усилии затяжки болта с резьбой М12, кН,

            , но не более 22кН;

      σ_т – предел текучести для материала болта с классом прочности

             10,9 по ГОСТ 1759.4-87 МПа,  σ_т = 900 МПа;

     , принимается Н = 22 кН;

      χ – коэффициент основной нагрузки

             при   ;

      l – толщина соединяемых деталей, см,l = 2 см; ? мм

     d – номинальный диаметр болта, см, d = 1,2 см;  ? мм  под  М12 – будет  другой  размер ?

     F_б – площадь сечения болта М12 по резьбе, см², F_б = 0,8 см²; подставить   цифры  F_б = 3,14 х ( мм ? см)² = 0,8 см²

     [σ]_I – допускаемые напряжения, МПа, для болтов класса прочности

               10,9 [σ]_I = 562МПа.

Так как

7.2.4 Условие несмещения стыка обеспечивается при условии:

,

где n – число болтов в стыке, n = 8;

      f – коэффициент трения между соединяемыми деталями, для стали

           по стали, f = 0,15.

Несмещение стыка с учетом затяжки болтов обеспечивается.

7.2.5 При ослаблении затяжки болтов нагрузка Р_х воспринимается болтами.

Напряжение среза в болте:

где Р_х =27 кН – смотри таблицу 4;

n_с – принятое к расчету число болтов, воспринимающих

            продольную нагрузку, n_с = 2;

     [τ]^I – допускаемые напряжения при срезе болтов МПа,

    принимается ;

7.2.6 Прочность болтов стыка при отсутствии усилия затяжки болтов (Н=0) обеспечивается выполнением условия:

,

где σ_и – напряжение изгиба в болте, МПа;

      σ_р – напряжение растяжения в болте, МПа;

     [σ]_I – допускаемые напряжения, МПа,  [σ]_I = 280 МПа.

Нагрузка на максимально нагруженный болт от действия продольной инерционной нагрузки на сливной бак определяется по формуле:

где K_Н – коэффициент неравномерности работы болтов, при числе

               болтов в направлении действия силы m =2 коэффициент

               неравномерности K_Н = 1,4.

В запас можно принять, что изгибающий момент, действующий на болт:

где h – толщина соединяемых деталей, см, h = 2,0 см;

Напряжения в изгиба в болте:

где W_б – момент сопротивления изгибу сечения болта по внутреннему

               диаметру резьбы (d = 10,1 мм), см³,

Напряжения растяжения в болте:

Суммарные напряжения в болте

7.3 Расчет элементов крепления преобразователя ПЧ-24

7.3.1 Преобразователь ПЧ-24 крепиться к раме вагона шестью болтами М16х6g55.66.019 ГОСТ 7798-70. Эскиз крепления и схема нагрузок приведена на рисунках 3 и 4.

7.3.2 Максимальная внешняя растягивающая нагрузка на болт определяется по формуле:

          где Р_х, Р_у, Р_z – нагрузки на преобразователь, принимаемые по таблице 4

           для соответствующего режима, кН;

n – общее количество болтов крепления, n = 6;

      n₁ – количество болтов в поперечном ряду, n₁ = 2;

      n₂ – количество болтов в продольном ряду, n₂ = 3;

h – расстояние от Ц.М. до опорной поверхности, см,

           h = 29 см;

l_x – расстояние между болтами по оси Х, см, l_х = 105 см;

     l_у– расстояние между болтами по оси Y, см, l_y = 44 см.

Для I расчетного режима:

Для III расчетного режима:

7.3.3 Расчет болтов производится на нагрузки I расчетного режима как определяющего прочность.

При условии  напряжение в болте определяется о формуле: