Определение расчетных нагрузок. Определение коэффициента запаса прочности оси

Страницы работы

7 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Наименование величин и их размерность

Обозначение

Величины для грузовых вагонов

Допускаемая осевая нагрузка, Н

        

      

Количество осей в вагоне, шт

        

         

Масса вагона брутто, кг

        

      

Коэффициент использования грузоподъемности

        

      

Площадь боковой проекции вагона,

         

       

Высота равнодействующей ветровой нагрузки от оси колесной пары, м

        

        

Высота центра тяжести вагона от оси колесной пары, м

        

        

Расчетная скорость

        

        

Масса половины рамы тележки ЦНИИ-Х3 или половина массы буксовых пружин, кг

        

         

Масса буксы и связанных с ней необрессоренных деталей, кг

        

         

Масса колесной пары, кг

        

        

Масса колеса, кг

        

        

Масса консольной части оси, кг

         

         

Масса средней части оси, кг

         

        

Удельное давление ветра,

         

         

Коэффициент трения скольжения колеса о рельс

          

         

Непогашенное центростремительное ускорение

          

         

Коэффициент, учитывающий восприятие сил инерции диском колеса за счет его упругости

          

         

Статический прогиб рессорного комплекта тележки вагона, м

          

         

Радиус колеса, м

          

         

Диаметр шейки оси, м

      *    

          

Диаметр подступичной части оси, м

          

         

Диаметр средней части оси, м

          

         

Расстояние между серединами шеек оси, м

          

           

Расстояние между кругами катания колес, м

          

          

Расстояние от середины шейки оси:

     До круга катания колеса, м

       

          

     До задней галтели шейки, м

             

          

     До внутренней кромки заднего роликового подшипника, м

            

          

Расстояние от середины оси до равнодействующей сил инерции средней части оси, м

         

          

Расстояние от середины шейки оси до центра тяжести необрессоренных масс, м

          =

----------

                              Определение расчетных нагрузок

Статическая нагрузка, действующая на шейку оси, с учетом коэффициента использования грузоподъемности вагона определяется:

                                    Н

Коэффициент вертикальной динамики вычисляется:

            0.422

            где значение коэффициента А для грузовых вагонов определяется:

Учитывая несимметричность колебания, вертикальную динамическую нагрузку считают приложенной к одной шейке, а на другой ее принимают равной нулю.

Величину динамических нагрузок, действующих на шейку оси, определяется от вертикальных колебаний кузова на рессорном подвешивании:

                                   

От центробежной силы в кривых:

                                   

От давления ветра:

                                   

Суммарные значения вертикальных нагрузок находятся:

            Для левой шейки оси:

            Для правой шейки:

           

Ускорение буксовых узлов вычисляется:

Для левого буксового узла:

           

где      сумма масс необрессоренных частей, опирающихся на рельс:

           

Для правого буксового узла:

           

Ускорение левого колеса:

                                   

Вертикальные инерционные нагрузки от необрессоренных масс:

Для левой шейки оси:

           

где      сумма необрессоренных масс частей, приходящихся на левую и правую шейку оси.

           

Где      могут быть приложенными с эксцентриситетами относительно средин шеек оси ( в расчете принимаю ).

Вертикальная сила инерции масс средней части оси:

           

Вертикальная сила инерции, действующая со стороны левого колеса:

           

Для правого колеса эта сила принимается равной нулю.

Горизонтальная динамическая нагрузка, действующая на ось колесной пары:

           

где     

Вертикальные реакции в опорах:

Для левой опоры:

Для правой опоры:

Вертикальные реакции рельсов:

где      радиус шейки оси, при роликовых подшипниках допускается принимать.

В опорных местах к оси приложены горизонтальные силы:

      *   направляющая сила, приложенная к колесу, двигающемуся по наружному рельсу кривой;

*  сила трения, возникающая в точке контакта второго колеса с рельсом.

При переносе горизонтальных сил  в опорные места оси колесной пары возникают моменты:

На левой опоре оси:

На правой опоре оси:

           

Изгибающие моменты и напряжения в расчетных сечениях. Коэффициенты перегрузок оси колесной пары.

Изгибающие моменты от всех рассматриваемых нагрузок в расчетных сечениях определяют  от расчетных нагрузок:

От статической нагрузки:

           

           

           

Напряжение от статической нагрузки:

                       

                       

Где моменты сопротивления изгибу для расчетных сечений:

                                                        

                  

Коэффициенты перегрузок оси:

                               

                              

При расчете оси колесной пары на выносливость принимается, что повреждающими напряжениями являются не только максимальные напряжения, но и все напряжения начиная с половины предела выносливости материала в оси в рассматриваемом I-ом ее сечении.

Минимальные значения коэффициентов перегрузок оси колесной пары:

                          

                       

Для определения коэффициента запаса прочности оси номограммой грузового вагона:

В качестве допустимых рекомендаций запаса усталостной прочности для грузовых вагонов принимаю [n]=2.

При ;

При ;

При .

Определение коэффициента запаса прочности оси

Коэффициент запаса усталостной прочности оси в расчетном сечении определяется:

,

где       среднеквадратичное отклонение логарифмов амплитуд напряжений;

      *    котангенс угла наклона усталостной кривой к отрицательному направлению оси абсцисс в логарифмических координатах (для накатанных осей ),

      базовое число циклов испытания оси;

      интегралы вероятности;

                  основание натурального логарифма;

где       число, определяющее границы доверительного интервала статического распределения для полувагонов

Число циклов нагружения за весь срок службы оси принимается:

Для грузовых вагонов равным ;

Интегралы вероятностей определяются:

;

;

где       ;

            ;

Похожие материалы

Информация о работе