Расчет универсального крытого вагона марки 11-253

d_в = 0,546 ∙ 14,2 - 0,6=8,35 (мм)

Определим средние диаметры наружной и внутренней пружины:

D_Н =  m ∙ d_н                                                                                                        (6.13)

D_Н =  5 ∙ 12,75=63,75 (мм)                                                                                                      

Dв = m ∙ d_в                                                                                                                                                                    (6.14)

Dв = 5 ∙ 8,35=41,75 (мм)                                                                                                                                                                 

Определим число рабочих витков наружной и внутренней пружины:

n_H = n ∙                                                                                                         (6.15)

n_H = 4,91∙ =5,46                                                                                                      

n_B = n ∙                                                                                                       (6.16)

n_B = 4,91 ∙ =8,34                                                                                                      

Определим высоты пружин соответственно в сжатом и свободном состоянии, м:

Н_сж.н = (n + 1)∙d_H + 0,003                                                                                 (6.17)

Н_сж.н = (5,46 + 1)∙0,012+ 0,003 =0,82 (м)                                                                               

Н_сж.в = (n + 1)∙d_В + 0,003                                                                                 (6.18)

Н_сж.в = (8,34+ 1)∙0,083+ 0,003 =0,77(м)                                                                               

Н_св.н = Н_сж.н + f_max                                                                                             (6.19)

Н_св.н = 0,82 + 0,11=0,93 (м)                                                                                           

Н_св.в = Н_сж.в + f_max                                                                                                                                                  (6.20)

Н_св.в = 0,77 + 0,11=0,88 (м)                                                                                                                                              

Определим жёсткости пружин наружной и внутренней, МН/м:

С_н =                                                                                                       (6.21)

С_н =                                                                                                      

С_в =                                                                                                     (6.22)

С_в =                                                                                                    

Определим жёсткость комплекта, МН/м:

С = С_н + С_в                                                                                                        (6.23)

С =409,86+180,29=590,15

Определим нагрузки на наружную  и внутреннюю пружину, кН:

P_н =                                                                                                          (6.24)

P_н =                                                                                                         

P_в =                                                                                                          (6.25)

P_в =                                                                                                         

Определим касательные напряжения в пружинах, МПа:

τ_н =                                                                                                   (6.26)

τ_н =

τ_в =                                                                                                  (6.27)

τ_в =                                                                                                 

Сравним полученные значения касательных напряжений с допускаемыми:

[τ]=

τ_н [τ] ,

τ_в [τ] ,

Данное условие выполняется, значит расчёт выполнен верно.

8. Расчет подшипника на долговечность

 

В колесных парах грузовых и пассажирских вагонов рекомендуется  применять типовой буксовый узел с установкой в нем двух цилиндрических роликовых подшипников при консистентной смазке, если техническим заданием не предусмотрена другая конструкция.

Расчет динамической эквивалентной радиальной нагрузки для роликовых подшипников выполняется по формуле:

                                                                                             (8.1)

где F - средняя постоянная нагрузка, кН;                                                                              

 - температурный коэффициент;

- коэффициент безопасности (динамический). Для вагонных подшипников при установке на шейке оси с дистанционными кольцами принимают =1,3; без дистанционных колец    =1,4.

С целью определения  эквивалентной динамической нагрузки необходимо переменные радиальные силы, действующие на подшипник букс, привести к средним постоянным величинам. При достаточной точности расчетов среднюю постоянную нагрузку, имеющую то же влияние на долговечность подшипника, что и переменная нагрузка, определяют по формуле:

                                                                                  (8.2)

где р₁, р₂ - соответственно повторяемость нагрузок F₁, F₂ в долях единицы.

При определении эквивалентной  динамической радиальной нагрузки для  универсальных грузовых вагонов р₁ =0,7 - доля эксплуатации вагона груженом режиме, р₂ = 0,3 - то же в порожнем режиме. Соответственно определяют составляющие нагрузок F₁ и F₂, действующие на подшипник. При этом следует учесть, что F₁= P_cm, взятую из расчета статических нагрузок на детали тележки, a F₂ определяется аналогично при подстановке веса тары (Т) вместо веса брутто (Р_бр) вагона.

                                                                                                 _(8.3)

Для роликовых подшипников   на долговечность в млн. оборотов при девяностопроцентной надежности рассчитывают по формуле:

                                                                                                             (8.3)

где С - базовая динамическая грузоподъемность, принимаемая по каталогам в зависимости от выбранного типа подшипника, кН;

Р_Р - эквивалентная динамическая нагрузка, кН.

В километрах пробега  вагона долговечность подшипника можно  пересчитать, используя формулу:

                                                                                                                                     (8.4)

где D_k - диаметр по кругу катания среднеизношенного колеса вагона.

При номинальном диаметре 0,95 м D_K =0,9 м.

Расчетная долговечность  роликовых подшипников типовой, буксы, определяемая по формуле (7.4) согласно нормам, должна быть не менее 1,5 млн. км - для грузовых вагонов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                        ЛИТЕРАТУРА

 

1. Пастухов И.Ф., Лукин В.В., Жуков Н.И. Вагоны: Учебник для техникумов ж.-д. трансп./ Под ред. В.В. Лукина .- м.: Транспорт, 1988-280с.

2. Пастухов И.Ф., Пигунов В.В.Проверка вписывания проектируемого вагона в габарит: Учеб. пособие. Гомель, 1991.–18с.

3. Невзорова Н.Н., Пастухов И.Ф. Расчет на прочность кузовов грузовых вагонов: Учебно-методическое пособие для курсового и дипломного проектирования по конструкции вагонов. БелИИЖТ,1975-54с.

4. Пастухов И.Ф., Пигунов В.В. Расчет оси колесной пары с помощью эвм: Учеб. пособие. Гомель, 1991.–11с.

5. Нормы для расчета  и проектирования вагонов железных  дорог МПС колеи 1520 мм (несамоходных) 1996 г.