Расчет рессорного подвешивания

Упругие элементы

Исходные данные:

-грузоподъемность P=71,54 т

-вес тележки Qт=4,9 т

-тара вагона T=23,61 т

-вес надрессорной балки Qнб=0,5 т

Определим вес надрессорного строения вагона:

Qн=P+T-2(Qт-Qнб)=71,54+23,61-2(4,9-0.5)=86,35 т

В соответствии с заданной скоростью движения (120км/ч) грузового вагона принимаем схему рессорного подвешивания тележки 18-100, при которой кузов подвешен на двух рессорных комплектах по семь упругих элементов в каждом.

Статическая нагрузка на один упругий элемент определяется:

Рст=Qн/m1∙m2∙m3=86,35/2∙2∙7=3,1 т

гдеm1=2-количество тележек,

m2=2-количество комплектов на тележке,

m3=7-количество упругих элементов в комплекте.

Принимаем для нашего случая коэффициент конструктивного запаса hк.з=2. Тогда максимальная нагрузка на упругий элемент:

Р=Рст ∙ hк.з =3,1∙2 =6,2 т

Для определения необходимых размерных параметров пружин задаемся индексом пружины m=6. Диаметр прутка находим из условия обеспечения прочности пружины:

D=√(8P∙m∙n/π∙[τ])=√8∙6.2∙6∙1.25∙104/3.14∙750∙106=0.04(м)

η=(4m-1)/(4m-4)+0,615/m=(4∙6-1)/(4∙6-4)+0.615/6=1.25

Ближайшим по ГОСТ 2590-57 является значение d=0,038 м.

Значение среднего диаметра пружины подсчитывается из соотношения:

D=m∙d=6∙0,038=0,228 (м)

Для определения необходимого числа рабочих витков пружины следует задаться статическим прогибом рессорного подвешивания. Принимаем fст=0,05м, тогда

np=fст∙G∙d/8∙Pст∙m3=0.05∙80∙109∙0.038/8∙31000∙63=2,84

где G=80∙109 Н/м2-модуль сдвига материала пружины

Жесткость одной пружины определяется:

Сэ=Рст/fст=31000/0,05=620000 Н/м

Для создания более компактного рессорного подвешивания заменим полученную пружину эквивалентной двухрядной пружиной. Для определения размерных параметров двухрядной пружины воспользуемся данными, приведенными в специальной таблице.

Для индекса пружины =6 имеем:

d1=0,814∙d+0,4∙10-4=0.814∙0,038+0,4∙10-4=0,0313 м

d2=0,582∙d+0,6∙10-4=0.582∙0,038+0,6∙10-4=0,0215 м

Ближайшими по ГОСТ 2590-57 является значениями d1=0,032м и d2=0,022м. Соответственно средние диаметры пружин:

D1=md1=6∙0,032=0,192 м

D2=md2=6∙0,022=0,132 м

Определяем число рабочих витков наружной и внутренней пружины по формулам:

np1=npD/D1=2,84∙0,228/0,192=3,4

np2=npD/D2=2,84∙0,228/0,132=4,9

Высоты пружин в свободном состоянии находятся:

Hсв1=(np1+1)d1+f=(3,4+1)0,032+2∙0,05=0,24 м

Hсв2=(np2+1)d2+f=(4,9+1)0,022+2∙0.05=0,23 м

Для выравнивания высоты наружной и внутренней пружины необходимо предусмотреть просадку под внутреннюю пружину толщиной

δ= Hсв1- Hсв2=0,24-0,23=0,01 м

Условие устойчивости проверяем по параметру наружной пружины, определяющей устойчивость гнезда в целом:

Hсв1/D1=0,24/0,192=1,25<3,5

Таким образом, комплект пружин, состоящий из семи двухрядных пружин, будет устойчивым.

Жесткость наружной и внутренней пружины определяем:

C1=G∙d1/8∙m3∙np1=80∙109∙0,032/8∙63∙3,4=435,7 кН/м

C2=G∙d2/8∙m3∙np2=80∙109∙0,228/8∙63∙4,9=229,5 кН/м

Суммарная жесткость двухрядной пружины:

С=С1+С2=435,7+229,5=665,2 кН/м

Погрешность с необходимой жесткостью:

Δ = (С-Сэ)∙100%/С=(665,2-620)∙100%/665,2=6,8%

Эта погрешность приемлема.

Гасители колебаний

Определяем необходимые параметры фрикционных гасителей колебаний для цистерны, имеющей параметры.

- грузоподъемность Р = 71,54 т

- тара вагона Т = 23,61 т

- длина котла 2Lк = 16,85 м

- база вагона 2l = 10,85 т

- база тележки 2lт = 1,85 т

- статический прогиб рессорного подвешивания под полной нагрузкой fст = 0,05 м.

Найдем вес надрессорного строения вагона:

- порожний вагон

=Т-2(Qт-Qнб) = 23,61-2(4,9-0,5)=14,8 · 104 Н

Еще о транспорте:

Установление общих размеров грузового потока по направлениям проектируемой железной дороги
Решение этой задачи удобно выполнить с помощью рабочей схемы грузовых потоков, которая приведена ниже. Составляем рабочую схему грузовых потоков в следующей последовательности: Устанавливается размер транзитных перевозок согласно п. 8 таблицы исходных данных; В соответствии с местоположением проект ...

Подготовка состава к расформированию
После получения сортировочного листка составитель поездов прищепляются маневровым локомотивом к составу прибывшего поезда. Ознакомившись с содержанием сортировочного листка, составитель поездов вытягивает состав с приёмоотправочного пути на вытяжной путь и производит манёвры по расформированию сост ...

Вычисление сил инерции КШМ
Сила инерции возвратно-поступательно движущихся масс КШМ вычисляется по формуле: где ω – угловая скорость, вычисляется: для α = 30 º Значение тригонометрического многочлена (cosα + λcos2α) выбирается из таблицы 2.4 [1, стр. 36] Результаты расчета силы инерции для всех ...