Разработка зерновоза на основе модели 19-752

Для запирания крышки 2 люка необходимо штангу 5 с рычагом 4 из положения "Открыто" переместить в положение "Закрыто", что обеспечит поворот тяги 3 с запорным ригелем 7 на угол 270°. При положении "Закрыто" упор 8 лежит на кронштейне 9, отверстия в упоре и кронштейне совмещены и производится пломбирование.

Отпирание крышки 2 люка осуществляется в обратной последовательности: снимается пломба, штанга 5 с рычагом 4 переводятся в положение "Открыто", а тяга 3, связанная с рычагом 4, поворачивает приваренный на ней запорный ригель 7, освобождая тем самым выход прижима 1 из зева замка 6.

 

4 Расчет на прочность надрессорной балки

Надрессорная балка рассматривается как статически определимая на двух опорах балка. Опорами в вертикальной плоскости являются рессорные комплекты.

Расчетными сечениями балки  являются сечения: 1-1 – посередине балки; 2-2 – по краю подпятника; 3-3 – по краю технологического отверстия; 4-4 – возле скользуна; 5-5 – в концевой части.

 

4.1 Определение расчетных сил действующих на балку

 

Расчетными силами при проектировании надрессорной балки являются: вертикальная статическая , вертикальная динамическая , вертикальная от боковых сил , вертикальная от продольных сил инерции при торможении , продольная сила инерции, возникающая при торможении . Горизонтальная сила от боковых нагрузок, действующая вдоль надрессорной балки, в расчете не учитывается.

 

Вертикальная статическая сила

 

(27)

 

где		–	вес вагона брутто, кН;
		–	число 2-осных тележекв вагоне, ;
		–	масса колесной пары,
		–	масса буксового узла,
		–	масса рамы тележки, mр=0,39т;
		–	масса рессорного подвешивания,
		–	ускорение свободного падения,
		–	число надрессорных балок  тележки,

 

(28)

 

где		–	осность вагона, ;
		–	заданная осевая нагрузка,

 

Тогда

 

 

 

Вертикальная динамическая сила

 

(29)

 

где

–

коэффициент вертикальной динамики.

 

 

(30)

 

где		–	среднее значение
		–	параметр функции распределения. Для грузовых вагонов,
		–	доверительная вероятность, ;

 

(31)

 

 

где		–	коэффициент, принимаемый равным 0,1 для обрессоренных частей тележки;
		–	коэффициент, учитывающий влияние  числа осей ;
		–	скорость движения вагона в соответствии с принятым расчетным режимом. Для III режима дня грузовых вагонов,
		–	статический прогиб рессорного подвешивания, м. Для тележек грузовых вагонов,
		–	масса рамы тележки, mр=0,39т;
		–	масса рессорного подвешивания,
		–	ускорение свободного падения,
		–	число надрессорных балок  тележки,

 

                            

(32)

 

 

где

–

число осей в тележке, .

 

Тогда

 

 

Тогда среднее значение

 

 

 

Следовательно значение коэффициента

 

  

 

Тогда по формуле

 

 

 

Вертикальная составляющая от продольных сил

 

(33)

 

где		–	продольная сила инерции кузова брутто
		–	вертикальные расстояния от центра тяжести до точки приложения силы ,
		–	Число надрессорных балок в одной тележке,

 

Продольная сила инерции при  торможении

 

(34)

 

где

–

коэффициент, принимаемый равным при нормальных и                                                         повышеннах скоростях движения и отсутсвии соударения, .

 

 

Тогда

 

 

Вертикальная составляющая от центробежной силы

 

(35)

 

где		–	центробежная сила от веса вагона брутто, кН;
		–	число параллельно нагруженных  надрессорных балок вагона,
		–	расстояние между точками приложения сил  дополнительного загружения и разгружения надрессорных балок тележки,

 

Центробежная сила

 

(36)

 

где		–	коэффициент, учитывающий центробежную силу. Для грузовых вагонов, ;
		–	число 2-осных тележек в вагоне;
		–	Вес частей тележки, через которые  передается на рельсы статическая нагрузка от боковых рам,

 

Тогда

 

 

Тогда вертикальная составляющая от центробежной силы

 

 

Продольная сила инерции, возникающая  при торможении, на одну тележку

 

(37)

 

В горизонтальной плоскости расчетной силой является , а в вертикальной плоскости:

при движении по прямому участку пути

 

(38)

 

при движении в кривой – и .

 

2. Изгибающие моменты в сечениях балки

 

При движении вагона по прямому участку пути

в вертикальной плоскости

 

(39)

 

в горизонтальной плоскости

 

(40)

 

где		–	расстояние от точки приложения реакции до рассматриваемого i-го сечения:
		–	вертикальная реакция в опоре А балки на рессорный комплект, кН;
		–	горизонтальная реакция в опоре А балки на рессорный комплект, кН;

 

Тогда 

 

(41)

 

(42)

 

Тогда по формуле (41)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда по формуле (40)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При движении вагона по кривому участку пути

         в вертикальной  плоскости

 

(43)

 

Следовательно

 

 

 

(44)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в горизонтальной плоскости – изгибающие моменты останутся такими же что и при движении по прямому участку пути, т.е. .

 

3. Определение геометрических характеристик расчетных сечений надрессорной балки с использованием ЭВМ

 

Расчет геометрических характеристик  выполняем с помощью программы  на ЭВМ разработанной на кафедре “Вагоны”, результаты вычислений сводим в таблицу 5.

 

Таблица 5 – Геометрические характеристики сечений надрессорной балки тележки модели 18-757 грузового вагона

Се- че- ние	Координата центра тя -жести, м		Момент инерции при изгибе,		Момент сопротивления,
					при изгибе в валокнах
					верхних	нижних	левых	правых
1-1	0,231	0,207	47518	74581	4053,3	3228,6	2295,6	3394,1
2-2	0,221	0,155	33280	70962	3964,4	3210,9	2147,1	2147,1
3-3	0,169	0,140	24315	42381	2568,5	2507,8	1736,8	1736,8
4-4	0,085	0,201	36942	12348	1055,4	1452,7	1837,9	1837,9
5-5	0,073	0,205	30942	6328	821,8	866,8	1509,4	1509,4

 

4. Вычисление напряжений в растерных сечениях балки

сравнение их с допускаемыми

 

Данная надрессорная балка изготовлена из стали марки 20ГФЛ, допускаемые напряжения для которой Выполним расчет для первого сечения балки, остальные сечения сведем в таблицу 6.

Суммарные однозначные напряжения в расчетных сечениях балки

 

(45)

 

Нормальные напряжения от вертикальных сил

в верхних волокнах

 

(46)

 

в нижних волокнах

 

(47)