Машиностроение \ Вагоны и вагонное хозяйство

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), страница 2

где Н – расчетное усилии затяжки болта с резьбой М16, кН,

            , но не более 28 кН;

      σт – предел текучести для материала болта с классом прочности

             6,6 по ГОСТ 1759.4-87 МПа,  σт = 360 МПа;

     , принимается Н = 28 кН;

      χ – коэффициент основной нагрузки

             при   ;

      l – толщина соединяемых деталей, см,l = 1,1 см;

Рисунок 3

Рисунок 4

     d – номинальный диаметр болта, см, d = 1,6 см;

     Fб – площадь сечения болта М16 по резьбе, см2, Fб = 1,503 см2;

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

               6.6 МПа, [σ]I = 280МПа.

Так как

7.3.4 Условие несмещения стыка обеспечивается при условии:

,

где n – число болтов в стыке, n = 6;

      f – коэффициент трения между соединяемыми деталями, для стали

           по стали, f = 0,15.

Несмещение стыка с учетом затяжки болтов обеспечивается.

7.3.5 При ослаблении затяжки болтов нагрузка Рх воспринимается болтами.

Напряжение среза в болте:

где Рх =17 кН – смотри таблицу 4;

nс – принятое к расчету число болтов, воспринимающих

            продольную нагрузку, nс = 2;

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

    принимается ;

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

,

где σи – напряжение изгиба в болте, МПа;

      σр – 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 преобразователь определяется по формуле:

где KН – коэффициент неравномерности работы болтов, при числе

               болтов в направлении действия силы m =2 коэффициент

               неравномерности KН = 1,8.

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

где h – толщина соединяемых деталей, см, h = 1,1 см;

Напряжения в изгиба в болте:

где Wб – момент сопротивления изгибу сечения болта по внутреннему

               диаметру резьбы (d = 13,83 мм), см3,

Напряжения растяжения в болте:

Суммарные напряжения в болте

7.3.7 Расчет сварных швов приварки гнутого уголка 75х95х6 производится на нагрузки I режима:

 

Схема нагружения сварных швов показана на рисунке 5.

Рисунок 5

Геометрические характеристики сварного шва:

;

;

Суммарные напряжения в сварном шве определяются по формуле:

где τ1 – касательные напряжения в плоскости YZ, МПа,

;

      τ2 – касательные напряжения в плоскости ХZ, МПа,

;

[τсв] – допускаемые напряжения для сварных швов, [τсв]=110 МПа;

7.4 Расчет элементов крепления ящика 2Я.087                             

7.4.1 Ящик 2Я.087 крепиться к раме вагона четырьмя болтами М16х6g55.66.019 ГОСТ 7798-70. Эскиз крепления и схема нагрузок приведена на рисунках 6 и 7.

7.4.2 Максимальная внешняя растягивающая нагрузка на болт определяется по формуле:

где Рх, Ру, Рz – нагрузки на ящик, принимаемые по таблице 4

           для соответствующего режима, кН;

n – общее количество болтов крепления, n = 4;

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

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

           h = 37 см;

lx – расстояние между болтами по оси Х, см, lх = 99 см;

     lу– расстояние между болтами по оси Y, см, ly = 35 см.

Для I расчетного режима:

Рисунок 6

Рисунок 7

Для III расчетного режима:

7.4.3 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 М16, кН,

            , но не более 28 кН;

      σт – предел текучести для материала болта с классом прочности

             6,6 по ГОСТ 1759.4-87 МПа,  σт = 360 МПа;

     , принимается Н = 28 кН;

      χ – коэффициент основной нагрузки

             при   ;

      l – толщина соединяемых деталей, см,l = 1,1 см;

     d – номинальный диаметр болта, см, d = 1,6 см;

     Fб – площадь сечения болта М16 по резьбе, см2, Fб = 1,503 см2;

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

               6.6 МПа, [σ]I = 280МПа.

Так как

7.4.4 Условие несмещения стыка обеспечивается при условии:

,

где n – число болтов в стыке, n = 4;

      f – коэффициент трения между соединяемыми деталями, для стали

           по стали, f = 0,15.

Несмещение стыка с учетом затяжки болтов обеспечивается.

7.4.5 При ослаблении затяжки болтов нагрузка Рх воспринимается болтами.

Напряжение среза в болте:

где Рх =7,4 кН – смотри таблицу 4;

nс – принятое к расчету число болтов, воспринимающих

            продольную нагрузку, nс = 2;

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

    принимается ;

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

,

где σи – напряжение изгиба в болте, МПа;

      σр – 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 преобразователь определяется по формуле:

где KН – коэффициент неравномерности работы болтов, при числе

               болтов в направлении действия силы m =2 коэффициент

               неравномерности KН = 1,4.

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

где h – толщина соединяемых деталей, см, h = 1,1 см;

Напряжения в изгиба в болте:

где Wб – момент сопротивления изгибу сечения болта по внутреннему

               диаметру резьбы М16,см3,

Напряжения растяжения в болте:

Суммарные напряжения в болте

7.4.7. Так как сварные швы приварки кронштейнов (уголков 75х95х6), на которых висят ящики 2Я087 и 2Я117 одинаковые, а масса ящика 2Я117 больше, расчет сварных швов производится от нагрузок, создаваемых ящиком 2Я117 (раздел 7.5.7).

7.5 Расчет элементов крепления ящика 2Я.117                             

7.5.1 Ящик 2Я.117 крепиться к раме вагона четырьмя болтами М16х6g55.66.019 ГОСТ 7798-70. Эскиз крепления и схема нагрузок приведена на рисунках 8 и 9.

7.5.2 Максимальная внешняя растягивающая нагрузка на болт определяется по формуле:

где Рх, Ру, Рz – нагрузки на ящик, принимаемые по таблице 4

           для соответствующего режима, кН;

n – общее количество болтов крепления, n = 4;

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

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

           h = 37 см;

lx – расстояние между болтами по оси Х, см, lх = 104 см;

     lу– расстояние между болтами по оси Y, см, ly = 35 см.

Для I расчетного режима:

Для III расчетного режима:

7.5.3 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 М16, кН,

Скачать файл