Мундарижа Кириш

Вагонга таъсир қилувчи кучларни аниқлаш

В течение всего срока службы вагон находится под действием собствен­ного веса, величина которого тара остается постоянной. Тара су­ществующих вагонов различных конструкций приводится в справочной литературе, а для новых определяется при проектировании.

В периоды между загрузкой и разгрузкой вагон находится под дейст­вием веса перевозимого груза или пассажиров. Вес перевозимого груза или пассажиров называют полезной нагрузкой. Величина полезной нагрузки в отдельные периоды между загрузкой и разгрузкой может быть различной. В технико-экономических расчетах учитывают изменчивость полезной нагрузки. В расчетах на прочность полезную на­грузку обычно принимают постоянной, равной грузоподъемности вагона, а в некоторых случаях (расчет оси грузового вагона на действие переменных нагрузок) учитывают неполное использование грузоподъем­ности вагона.

При перевозках в вагонах жидких, сыпучих и других навальных гру­зов возникают гидростатические и распорные усилия, передаю­щиеся на стены кузова вагона. В вагонах, предназначенных для перевоз­ки таких грузов (цистерны, хопперы и т. п.), эти усилия рассматриваются как постоянно действующие. В других вагонах их учитывают, как непостоянно действующие временные.

Постоянно действующие нагрузки (не зависящие от времени) часто на­зывают статическими.

Вертикальная нагрузка состоит из тары, полезной и вер­тикальной динамической нагрузок.

Величина и характер приложения полезной нагрузки для универсальных грузовых вагонов, а также грузовых и пассажирских спе­циального назначения указываются в техническом задании на проектирова­ние. Для остальных пассажирских вагонов полезная нагрузка обычно определено, перпендикулярно продольной оси вагона. Величина центробежной силы С (Н) определяется по известной формуле,

Р_ст=m_r =74,4 9,8 = 792,12 кН;

Для уменьшения действия центробежной силы на подвижной состав и путь в кривых, расположенных на перегонах, наружный рельс укладывают выше внутреннего. Вследствие этого боковая нагрузка Н_ц со­ставит разность проекций сил С и Р_бр на поперечную ось вагона,

Н_ц=Ссоsa_ц-Р_брsina_ц =7517*10⁶*1-94*10⁴_*5*10^-3=7047 МН;

где а_ц — угол, показанный на Ввиду малости а_ц можно принять

соsa_ц=1; sina_ц=h/2s; (5.1)

где h — возвышение наружного рельа над внутренним;

2s — расстояние между кругами катания колесной пары. Подставляя значения , а также выражение в формулу, после преобразования получим:

Н_ц=Р_бр (v²/gR-h/2s); (5.2)

Обозначим

n_ц= (v²/gR-h/2s); (5.3)

Тогда формула получит вид,

Н_ц=n_ц*Р_бр =3*4871=14613 Кн;

Согласно нормам принимают для пассажирских вагонов n_ц= 0,1,
для грузовых n_ц= 0,075. При необходимости вычисления центробежной
силы части вагона, например только кузова или только тележки, в формулу

или вместо Р_БР подставляют вес этой части.

Равнодействующую силу давления ветра Н_в (Н) определяют по
формуле,

H_B=wF =500*42,5=21250 Пам²;

где w — давление ветра, перпендикулярное боковой стене вагона, Па;

F— площадь боковой проекции кузова, м².

Равнодействующую силу давления ветра прикладывают в центре тяжести этой
площади параллельно поперечной оси вагона.

По нормам для расчетов на прочность принимают w = 500 Па для вагона, движущегося с установленной максимальной скоростью.(рис. – 5.1)



Рис. – 5.1. Схема действия ве­са брутто Рор, центробежной силы С и их

составляющих по поперечной оси вагона при движении

по кривой с учетом возвышения наружного рельса.

Вертикальную динамическую нагрузку определяют умножением приходящейся на рассчитываемую деталь статической нагруз­ки, вызванной собственным весом (тарой) и полезной нагрузкой, на коэф­фициент вертикальной динамики г_д, который вычисляется по следующим формулам, полученным обработкой методами математической статистики многочисленных экспериментальных данных:

для скоростей движения 28–33 м/с (100–120 км/ч) грузовых вагонов,

Для скоростей движения 28–33 м/с (100–120 км/ч) грузовых вагонов,

где а–коэффициент 0,5 для элементов кузова, 0,10-для обессеренных

частей тележки, 0,15 – для неподрессоренных частей тележки (за исключением колесных пар); b-коэффициент, учитывающий осньость вагона:

т_Т – число осей в тележке или в группе соединенных балансирными балками тележек под одним концом кузова вагона; v – скорость движения, м/с;

с_т –статический прогиб рессорного подвешивания вагона от на­грузки брутто, м.

При вычислении статического прогиба ступени рессорного подвешива­ния учитывают нагрузку брутто, приходящуюся на рассматриваемую сту­пень, включая ее веса.

Формулы и применимы при f_ст > 0,018 м лишь для рес­сорных подвешиваний, снабженных необходимыми демпфирующими уст­ройствами

Для платформ и транспортеров в величину f_ст включают и прогиб рамы, если он соизмерим с прогибом рессорного подвешивания.

При отсутствии непосредственных экспериментальных данных формулу (5.4) применяют для ориентировочной оценки коэффициента динамики и при конструкционных скоростях, больших указанных выше.

Боковая нагрузка перпендикулярна продольной плоскости симметрии вагона и обусловливается действием центробежной силы, силы давления ветра и сил динамического взаимодействия вагона и пути в гори­зонтальной плоскости.

Центробежная сила, возникающая при движении в кривых участках пути, приложена к центру тяжести вагона и направлена горизонт- 54 зонных величин принимают для определения сил инерции на уровне рамы кузова вагона, а на уровне крыши (верхней части кузова). Для промежуточных уровней вычисляют по линейной интерполяции.

Силы в тормозной системе определяют исходя из максимального усилия на штоке поршня тормозного цилиндра при коэффициенте полезного дейст­вия рычажной передачи, равном единице.

Наряду с расчетами на прочность производят расчеты вагонов на ус­тойчивость против выжимания из состава поезда. Соответствующие методы расчета, расчетные продольные силы и режимы приведены в книге.

Методы определения и учета остальных нагрузок приводятся ниже при изложении расчетов на прочность отдельных частей вагонов.

Ҳулоса:

ушбу бобда вагонга тасир қилувчи статик ва динамик кучлар ҳақида маълумотларга ега бўлдик. Вертикал ён томон ва бўйлама кучлар таъсирида вагоннинг харакат тезлиги, техник холати ва тузилмасига таъсир кучларини ҳисобладик.