Дипломная (вкр): Выбор линейных размеров 4-осной цистерны для перевозки сжиженных газов
, (6.8)
где 
- зазор
между витками внутренней и наружной пружинами, 
см.
см
Принимаем 
см.
средний диаметр наружной пружины:
см.
число рабочих витков наружной
пружины:
, (6.10)
.
Принимаем 
.
высота наружной пружины:
, (6.11)
см.
вертикальная жёсткость наружной
пружины:
, (6.12)
кг/см.
Расчёт внутренней пружины.
- диаметр прутка внутренней пружины:
, (6.13)
см
Принимаем 
см.
средний диаметр внутренней пружины:
, (6.14)
см.
число рабочих витков внутренней пружины:
, (6.15)
Принимаем 
.
высота внутренней пружины:
, (6.16)
см.
Для выравнивания высот пружин, под внутреннюю пружину необходимо подложить металлическую шайбу толщиной 1 см.
вертикальная жёсткость внутренней
пружины:
, (6.17)
кг/см.
суммарная вертикальная жёсткость
рессорного комплекта вагона:
, (6.18)
кг/см
Принимаем 
Н/м.
Статический прогиб от вертикальной нагрузки.
, (6.19)
см.
Расчёт горизонтальной жёсткости.
- жёсткость наружной пружины:
, (6.20)
где 
- модуль
упругости первого рода, 
кг/см2;
- коэффициент Пуассона, 
.
кг/см.
жёсткость внутренней пружины:
, (6.21)
кг/см.
суммарная горизонтальная жёсткость
рессорного комплекта вагона
, (6.22)
кг/см
Принимаем 
Н/м.
6.2 Расчёт коэффициентов динамики, амплитуд колебаний и ускорений узлов вагона
Расчёт вертикальных колебаний
- частота вынужденных колебаний рессорного
комплекта
, (6.23)
где V - скорость
движения цистерны, 
м/с;
- длина рельсового звена, 
м.
рад/с.
- вертикальная жёсткость рессорного комплекта (см. п. 1).
кг/см 
Н/м
- частота собственных колебаний рессорного
комплекта
, (6.24)
где 
-
обрессоренная масса
, (6.25)
кг,
рад/с.
- значение коэффициента вязкого трения
, (6.26)
где -
коэффициент сухого трения между клином и фрикционной планкой в тележке, 
;
- ускорение свободного падения, 
м/с;
- амплитуда колебаний, 
м.
кг/с.
критическое значение коэффициента
вязкого трения
, (6.27)
кг/с.
- степень демпфирования
, (6.28)
.
- амплитуда вертикальных колебаний кузова
(колебаний подпрыгивания)
, (6.29)
м.
- коэффициент вертикальной динамики
, (6.30)
.
Вывод: Так как 
, то оценка
хода вагона «отлично».
вертикальные ускорения вагона
, (6.31)
.
Вывод: Так как 
, то оценка
хода вагона «отлично».
Расчёт горизонтальных колебаний
- частота вынужденных колебаний рессорного
комплекта
, (6.32)
- коничность колеса, 
;
- радиус колеса вагона, 
м;
- середина между кругами катания
колёс, 
м.
рад/с.
горизонтальная жёсткость рессорного комплекта (см. п. 1).
кг/см 
Н/м
- частота собственных колебаний рессорного
комплекта
, (6.33)
рад/с.
- значение коэффициента вязкого трения
, (6.34)
где 
, 
-
количество горизонтальных и вертикальных гасителей соответственно, 
.
кг/с.
критическое значение коэффициента
вязкого трения
, (6.35)
кг/с.
- степень демпфирования
, (6.36)
.
- амплитуда горизонтальных колебаний кузова
, (6.37)
где 
- амплитуда
виляния кузова. Принимается равной половине разбега колёсной пары в рельсовой
колее
, (6.38)
где А - ширина колеи, А=1520 мм;
Б - расстояние между внутренними гранями колёс, Б=1440 мм;
С - толщина гребня колеса, С=33 мм.
мм
м.
м.
коэффициент горизонтальной динамики для упруго-фрикционной связи с сухим трением
, (6.39)
.
- горизонтальные ускорения кузова
, (6.40)
.
Вывод: Так как 
, то оценка
хода вагона «хорошо».
6.3 Оценка плавности хода вагона
Показатель плавности хода вагона устанавливает связь между изменением интенсивности возбуждения колебательного процесса и внутренними ощущениями человека. Для грузовых вагонов показатель плавности хода рассчитывается как для пассажирского вагона.
Оценка показателей качества хода вагона с точки зрения вертикальных колебаний
Техническая частота вертикальных колебаний. Она
должна быть в пределах 1-2 Гц
, (6.41)
Гц.
Показатель плавности хода. Его
величина должна быть меньше допускаемого значения показателя плавности хода для
грузового вагона 
, (6.42)
где 
-
коэффициент, учитывающий влияние частоты и направление колебаний на утомляемость
пассажиров определяем из графика зависимости 
, 
.
.
Вывод: Полученная величина показателя плавности хода грузового вагона удовлетворяет заданным условиям.
Оценка показателей качества хода вагона с точки зрения горизонтальных колебаний
Техническая частота горизонтальных
колебаний. Она должна быть в пределах 1-2 Гц
, (6.43)
Гц.
Показатель плавности хода. Его
величина должна быть меньше допускаемого значения показателя плавности хода для
грузового вагона
, (6.44)
где -
коэффициент, учитывающий влияние частоты и направление колебаний на
утомляемость пассажиров определяем из графика зависимости , 
.
.
Вывод: Полученная величина
показателя плавности хода грузового вагона не удовлетворяет заданным условиям.
Для улучшения плавности хода необходимо уменьшить частоту и амплитуду
вынужденных колебаний.
6.4 Расчёт коэффициента запаса
устойчивости колеса от вкатывания на головку рельса
Определяем коэффициента запаса устойчивости колеса от вкатывания на головку рельса для порожнего вагона, так как это самый неблагоприятный случай.
- сила тяжести обрессоренных узлов
, (6.45)
т.
- средне-вероятностное значение коэффициента
вертикальной динамики
, (6.46)
где 
-
коэффициента запаса устойчивости колеса, 
;
- коэффициент, зависящий от числа
осей в тележке;
, (6.47)
- число осей в тележке, 
;
.
- статический прогиб порожнего
вагона.
.
- средне-вероятностное значение коэффициента
вертикальной динамики
, (6.48)
.
- средне-вероятностное значение коэффициента
динамики боковой качки
, (6.49)
.