Дипломная (вкр): Выбор линейных размеров 4-осной цистерны для перевозки сжиженных газов

Прикладываемые силы вызывают нагружение левой шейки оси

, (7.36)

нагружение правой шейки оси

, (7.37)

где    - расстояние между серединами шеек оси, м;

 - расстояние от оси колёсной пары до центра тяжести вагона, м.

 кг,

 кг.

Вертикальные опорные реакции без учёта веса колёсной пары

, (7.38)

, (7.39)

где    - радиус колеса, м;

 - расстояние между кругами катания колёс, м;

 кг,

Напряжения в опасных сечениях

Сечение 1-1. Внутренняя галтель шейки.

, (7.40)

где    - допустимый износ по длине шейки оси,  см

 - длина шейки оси,  см.

 кг*см.

<МПа, (7.41)

где    - диаметр шейки оси колёсной пары,  см.

кг/см² МПа<МПа.

Сечение 2-2. Подступичная часть оси.

, (7.42)

где    - расстояние от середины шейки оси до плоскости круга катания,  см.

 кг*см.

<МПа, (7.43)

где    - диаметр подступичной части оси колёсной пары,  см.

 кг/см² МПа<МПа.

Сечение 3-3. Средняя часть оси.

, (7.44)

 кг*см.

<МПа, (7.45)

где    - диаметр средней части оси колёсной пары,  см.

 кг/см² МПа<МПа.

8. Оценка соответствия элементов ударно-тяговых устройств требованиям норм

8.1    Проверка автоматической сцепляемости вагона в кривой

При прохождении кривого участка пути, автосцепки ориентированы под некоторым углом друг относительно друга. Автоматическая сцепляемость будет обеспечена если эффективная ширина захвата автосцепки (когда оба малых зуба ещё в состоянии войти в зевы сближающихся автосцепок) будет соответствовать отношению

, (8.1)

где    - вынос в кривой центра зацепления автосцепки;

, (8.2)

где    - длина консоли от центра пятника до оси сцепления;

, (8.3)

где    - длина консольной части вагона, м (см. часть 1);

 - длина вылета автосцепки, м;

 м.

 - база вагона, м (см. часть1);

 - полубаза тележки модели 18-578 УВЗ, м;

 - расчётный радиус кривой, м;

 м.

 - дополнительное поперечное смещение центров зацепления автосцепок. Согласно «Нормам» для грузовых двухосных тележек с нежёсткой рамой ммм.

 - эффективная ширина захвата автосцепки

, (8.4)

где    - полная ширина захвата при параллельных сцепах для автосцепки модели СА-3М м;

 - угол отклонения автосц. при проходе вагона кривого участка пути

, (8.5)

,

м,

.

Вывод: Автоматическая сцепляемость вагона в кривой обеспечена.

8.2    Проверка прохода вагона горбов сортировочных горок без саморасцепа

Для прохода вагона горбов сортировочных горок без саморасцепа, необходимо выполнение следующего условия:

, (8.6)

где    - максимальная величина относительного вертикального смещения автосцепки при проходе сцепа вагонов по горке;

, (8.7)

где    А, В, С, D, Е, F, G - коэффициенты;

мм.

 - допускаемая по условиям сцепления разность уровней осей автосцепок для автосцепки модели СА-3М мм;

 - возможная по условиям эксплуатации начальная разность уровней осей автосцепок для автосцепки модели СА-3М мм

мм.

Вывод: При проходе горбов сортировочных горок, саморасцепа не будет.

9. Расчёт устойчивости от выжимания вагона продольными силами при торможении поезда

Расчёт заключается в определении коэффициента запаса устойчивости от выжимания продольными силами, возникающими в поезде при торможении. Определённое сочетание продольных нагрузок приводит к обезгрузке колёсной пары и вкатыванию колеса на головку рельс.

, (9.1)

Первая критическая сила

, (9.2)

где    - горизонтальная жёсткость рессорного комплекта одной тележки

, (9.3)

 кг/см Н/м.

 - половина расстояния между упорными плитами автосцепок

, (9.4)

где    - половина длины вагона по осям сцепления вагона, , м;

 - вылет автосцепки,  м;

 - расстояние до передних упорных угольников,  м.

 м.

 - длина корпуса автосцепки от оси сцепления до конца хвостовика,  м;

 - половина базы вагона,  м.

 Н.

Вторая критическая сила

, (9.5)

.

Коэффициенты перекоса  и

, (9.6)

, (9.7)

где    - продольная сжимающая сила для порожнего 4-х осного грузового вагона,  Н;

.

.

Обезгруживающая величина

, (9.8)

где    - разность уровней осей автосцепок,  м.

 Н.

Вертикальная нагрузка от тележки на путь с учётом её обезгруживания под действием продольной силы

, (9.9)

где    - расчётный вес вагона,  Н.

 Н.

Вертикальное давление колеса на рельс для первой тележки по ходу движения.

, (9.10)

где    - половина полного поперечного разбега рамы в сечении по пятнику,  м;

 - расстояние от уровня головки рельса до опорной плоскости подпятника,  м;

 - расстояние от уровня головки рельса до оси автосцепки,  м

 - радиус кривой,  м;

 - середина между кругами катания колёс,  м.

.

Боковое давление колеса на рельс для первой тележки по ходу движения.

, (9.11)

.

Коэффициент запаса устойчивости от выжимания продольными силами. Он должен быть больше допускаемого значения коэффициента запаса устойчивости от выжимания продольными силами для грузового вагона

, (9.12)

где    - угол наклона образующей гребня, ;

 - коэффициент трения колеса по рельсу, .

.

Вывод: Устойчивость вагона от выжимания продольными силами обеспечена.

10. Расчёт устойчивости вагона от опрокидывания наружу кривой

При проходе кривого участка пути центробежная сила и давление ветра обезгруживают колёса на внутреннем рельсе и может произойти опрокидывание наружу кривой. При малых скоростях движения поезда возвышение наружного рельса и давление ветра обезгруживают колёса на наружном рельсе и может произойти опрокидывание внутрь кривой.

Коэффициент запаса устойчивости от опрокидывания внутрь и наружу кривой определяется по формуле