Расчет на вертикальные нагрузки

Котел цистерны вследствие своей большой жесткости воспринимают почти всю вертикальную нагрузку. Произведем упрощенный расчет котла как балки на двух опорах.

Распределенная нагрузка находится по формуле:

q =(Pгр+Pкот+Pд)/2lц

где Ргр – вес груза, т

Ркот – вес котла, т

Рд - динамическая нагрузка, т

2lц – длина котла, м:

Pкот = (2lцδπdк + πd2к2δ/4)ρ =

= (11,194∙0,02∙3,14∙2,9+3,14∙2,92 ∙2∙0,02/4)7,8=16,0 т

где δ – толщина стенок котла, м

dк – диаметр котла, м

ρ – плотность металла, м

Pд = (Pгр+Pкот)Кд

где Кд – коэффициент вертикальной динамики

Кд = а+в∙0,00036∙(V-15)/fст=

=0,15+1∙0,00036(33,33-15)/0,05 = 0,282

а – коэффициент, а = 0,15

в – коэффициент, учитывающий осность вагона:

в =(mT+2)/2 mT=(2+2)/4=1,

mT – число осей тележек

fст – статический прогиб, f = 0,05 м.

V – скорость движения вагона, V = 33,33 м/с

Pд = (71,54+16) 0,282=24,68 т

q = (71,54 + 16,0+24,68)/9,02=12,44 т/м.

При I режиме нагружения Рд = 0, поэтому возьмем III режим как наиболее неблагоприятный.

RA= RB= q∙2lц/2=19,4∙9,02/2=87,54 т

0 ≤ l ≤ 2,82

ΣM=0

q∙l∙l/2+M1 = 0

M1 = -19,4∙2,82/2 = -15,4 тм

0 ≤ l ≤ 10,85

ΣM=0

Mmax при l=5,425 м

-RA∙l+q∙2,82∙(2,82/2+l)+q∙l2/2+M=0

Mmax =87,54∙5,425-12,44∙2,82(2,82/2+5,425)-12,44∙5,4252/2= 32,5 тм

Напряжения от изгиба определяется по формуле:

σ = Mmax/W

где W – момент сопротивления поперечного сечения котла

W =π(D4нар- D4вн)/32

где Dнар – наружный диаметр котла

Dвн – внутренний диаметр котла

W =3,14(2,924-2,94)/32=0,19 м3

σ = 853000/0,109=7,83∙106Па=7,83 МПа

[σ] > σ

Условие прочности выполняется с большим запасом, что вполне естественно, т.к. цистерна для перевозки такого особенного груза как серная кислота должна обладать значительным потенциалом безопасности.

Еще о транспорте:

Определение передаточного числа рычажной передачи по заданной величине нажатии тормозных колодок
Имея выбранный диаметр ТЦ d можно при проектировании ТРП определить ориентировочную величину ее передаточного числа n. Это необходимо выполнить для последующего расчета размеров элементов ТРП. , где ΣКn - суммарное проектное нажатие тормозных колодок, подключенных к ТЦ; ηРП - КПД ТРП, в т ...

Порядок выключения устройств железнодорожной автоматики и телемеханики из зависимостей
Плановые работы, связанные с выключением устройств ЖАТ, проводятся в соответствии с графиками, утвержденными начальником отделения железной дороги. Для выключения устройств с сохранением и без сохранения возможности пользования сигналами требуется разрешение (телеграфное распоряжение) в зависимости ...

Кинематика шатуна
Шатун кривошипно-шатунного механизма совершает сложное плоскопараллельное движение: переносное вместе с поршнем и относительное качение вокруг поршневого пальца. Анализ качательного движения шатуна необходим для последующего определения действующих в нём сил. Угловое перемещение шатуна от оси цилин ...