Силовой расчет дозатора. Усилия, действующие на щит. Сила трения нижних кромок крыльев о балласт. Общее сопротивление при дозировке, страница 4

                 0          7    10               20             30               40             50   v,

Рис. 9.                                                   км/ч

4. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЧАСТЕЙ ДОЗАТОРА.

При разработке металлоконструкций частей дозатора и узлов их соединений рассматривают характерные случаи нагружений при реализации полной силы тяги локомотива.

Первый случай: машина перемещается под уклон, оба крыла раскрыты на рабочий угол.

Возросшее сопротивление резанию балласта F_р.кр.^ф1, кН [ 5 ]:

F_р.кр.^ф1 = [F_сц - (F_тр + F_тр^кром + F_щ^в + F_щ^р + W_п +                     ( 49 )

+ W_пл + W_i + W_iл)]/2sina_р, где F_сц - сила сцепления локомотива, кН (F_сц=362 кН).

F_р.кр.^ф1 = [362 - (7.7 + 12.8 + 35.84 + 19.15 + 8.4 + 8.33 + 1.008 +

+ 2.416)]/sin35⁰ = 232.2 кН

Второй случай: машина перемещается на прямом горизонтальном участке. Одно крыло раскрыто на наибольший рабочий угол (a_р^max= =48⁰), второе полностью прикрыто.

Проекция силы трения на ось пути F_пр.кр.^тр.пр, кН [ 5 ]:

F_пр.кр.^тр.пр = 0.5F_пр.кр.^тр.1сos48⁰,                              ( 50 )

F_пр.кр.^тр.пр = 0.5*7.7*сos48⁰ = 2.58 кН

Проекция силы волочения на ось пути F_пр.кр.^в.пр, кН [ 5 ]:

F_пр.кр.^в.пр = 0.5F_пр.кр.^всos48⁰,                                   ( 51 )

F_пр.кр.^в.пр = 0.5*13.2*сos48⁰ = 4.42 кН

Возросшее сопротивление резанию балласта F_р.кр.^ф2, кН [ 5 ]:

F_р.кр.^ф2 = [F_сц - (F_тр^кром + 0.5F_пр.кр.^тр.пр. + 0.5F_пр.кр.^в.пр + F_щ^в +     ( 52 )

+ F_щ^р + W_п + W_пл)]/sin48⁰,

F_р.кр.^ф2 = [362 - (6.4 + 2.58 + 4.42 + 35.84 + 19.15 + 20.154)]/ sin48⁰ =     = 368 кН

5. РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КРЫЛА.

При расчете крыла в первом приближении принимаем следующую расчетную схему: крыло как балка на двух опорах с одной консолью; по длине балки действует равномерно распределенная нагрузка(рис.10)

Распределенная нагрузка от резания q_р.кр, кН/м [ 5 ]:

q_р.кр = F_р.кр.^ф2 /L_кр,                                          ( 53 )

q_р.кр = 368/4.67 = 78.8 кН/м

Распределенная нагрузка от волочения q_в.кр, кН/м [ 5 ]:

q_в.кр = F_пр.кр.^в/L_кр,                                           ( 54 )

q_в.кр = 13.2/4.67 = 2.83 кН/м

Расчетная схема действия сил на крыле дозатора.

          R₁                                                     R₂

q_р.кр

q_в.кр

1                                                      Е

 

2.86 м                                        1.81 м

 

147.5

 

           70

                                                                                                                 Q,

                                                                                                               кН

0.86

                                                                   163.5

30

                                                                                                                 М, кН*м

133.65

                    1.7

Рис. 10.

Определим реакции R₁ и R₂.

Составим сумму моментов относительно опоры Е:

SМ_Е = 0

SМ_Е = 2.86R₁ + 2.86²Sq/2 - 1.81²Sq/2 = 0

SМ_Е = 2.86R₁ +2.86²(78.8+2.83)/2 - 1.81²(78.8+2.83)/2 = 0

R₁ = 70 кН

Составим сумму моментов относительно опоры 1:

SМ₁ = 0

SМ₁ = 2.86R_Е - 4.67²Sq/2 = 0

SМ₁ = 2.86R_Е - 4.67²(78.8+2.83)/2 = 0

R_Е = 311 кН

Участок 1: Q = Sqх_i - R₁;

при х_i=0: Q = -R₁ = -70 кН;

при х_i=2.86 м: Q = (78.8+2.83)*2.86 - 70 = 163.5 кН;

при Q = 0: х_i = R₁/Sq = 70/(78.8+2.83) = 0.86 м.

М = Sqх_i²/2 - R₁х_i;

при х_i=0: М = 0 кН;

при х_i= 0.86 м: М = (78.8+2.83)*0.86²-70*0.86 = 30 кН;

при х_i=2.86 м: М = (78.8+2.83)*2.83²/2 -70*2.83 = 133.65 кН;

при М = 0: х_i = 2R₁/Sq = 2*70/(78.8+2.83)=1.7 м.

Кроме изгибающих моментов силы резания и волочения создают скручивающие моменты относительно оси инерции поперечного сечения крыла при условии, что сечение коробчатое, все стенки которого имеют одинаковую толщину.

Схема к расчету скручивающего момента, действующего на крыло.

             1                2

                                                                             3             4