Горизонтальні бокові сили при вписуванні вагону в криві ділянку колії

3.7 горизонтальні бокові сили при вписуванні вагону в криві ділянку колії

Реакцію зв’язку  виявляється по формулі .Розкладенням сили тертя на направлення, паралельні і перпендикулярні вісі шляху, получимо:

	(3,13)
	(3.14)
	(3.15)
	(3.17)

Кути  і ., які визначають сили тертя , знаходять з виразів

	(3.18)
	(3.19)
	(3.20)
	(3.21)

де  - відстань між кругами катання коліс

- база візка

- відстань від полюса повороту до середини бази візка, знаходять з графіка

Бокове навантаження на пятник дорівнює сумі центробіжної сили вагона і тиску вітру на кузов

Нц=852,5*0,075=63,94кН

 (3.21)

 

 (3.22)

Звідси знаходимо

4. Розрахунок на прочність надресорної балки 4-х вісного вагону

Надресорна балка візка вантажного вагона підвергається дії зовнішніх навантажень у вертикальній та горизонтальній площинах.

У вертикальній площині на неї діють навантаження у вигляді статичної і динамічної, а також вертикальна, зумовлена дією бокових зусиль. Вказана група сил, яка прикладена до підп’ятника і направлена зверху вниз, за винятком вертикальної сили, зумовленої дією бокових сил, діє знизу верх і прикладена до ковзуна. Крім цього, на надресорну балку у вертикальній площині діє горизонтальна сила, прикладена до підп’ятника і рівна сумі центробіжної і вітрової сил, які приходяться на візок.

Надрисорна балка розраховується,як балка на двох опорах.Опорами в вертикальній площині являються ресорні комплекти.

Рисунок(4.1)-дія сил на надресорну балку

;

 (4.1)

де- вага брутто вагона, кН;

-вага частин вагона, що передають навантаження на рейки від тих частин,що розраховується, кН;

-число однойменних ппараллельно навантажених деталей вагона, який розраховується;

852,5*0,34=290кН

Вертикальні складові від бокових сил врівноважуються реактивною опорою і складають :

Згинаючі моменти у перерізах

M_z1=  (4.2)

M_z2= (4.3)

M_z1 = 398*1,018=405кН*м

M_z2 =(579+398)*(1,018-0,7)=304 кН*м

На надресорну балку візка у горизонтальній площині діє сила інерції , а у візках без поперечного зв язку діє також навантаження . Сила  врівноважується реакціями . Сила  врівноважується реакціями на лівому кінці балки -  і , а на правому кінці силами  і .

Рисунок (4.2)- Розрахункова схема сил, які діють у вертикальній площині на надресорну балку і епюра згинаючих моментів

Моменти від сил  і

, (4.4)

де - зусилля ,яке передається на кожну боковину

- база візка

- відстань між лініями дії сил  і

Рисунок 4 – Розрахункова схема сил, які діють у горизонтальній площині на надресорну балку і епюра згинаючих моментів.

Визначаемо дію сил  

(4.5)

(4.6)

Знаходимо момент сил від  і

Момент від сил  і  знаходимо за формулою

 ,де (4.7)

 - зусилля ,яке передається на внутрішню боковину від буксового вузла.

Визначаємо геометричні характеристики перерізів. Визначення будемо робити по середньому перерізу надресорної балки

	(4.8)
	(4.9)
	(4.10)
	(4.11)
	(4.12)
	(4.13)
	(4.14)
	(4.15)

За допомогою ЄОМ розраховуємо найбільше нормальне навантаження надресорної балки

 

Таблиця(4.1)- розрахунок найбільшого нормального навантаження надресорної балки

H см	b см	F см^2	а см	S см
2,8	13,73	38,444	-16,25	-624,715
2	31,25	62,5	0	0
5	2,2	11	-12	-132
18,75	1,6	30	4,5	135
6,25	3,75	23,4375	13,75	322,2656
2	18	36	18,25	657
3,4	3	10,2	21,25	216,75
		211,5815		2,714323
I см^4	Iyc см^4	Zz см	Izc см^4	Zy см
603,9325	14722,83	19,164	603,9325	0
5086,263	5712,063	3,1643	15246,42	12,75
4,436667	2195,692	14,114	434,1242	6,25
6,4	1859,788	7,86	6,4	0
27,46582	2881,996	11,036	502,0752	4,5
972	9549,723	15,436	5528,25	11,25
7,65	3607,371	18,786	3593,588	18,75
6708,148	40529,47		25914,79
	81058,93		51829,58
Wz см^3	Wy см^3	Mz кН	My кН
2657,927	3954,094	405	122,1	183

∂=0,9∂т

∂т=280МПа

<

Умова виконується.

5. Короткий технічний опис спроектованого вагона

Чотирьохвісний критий вагон – хопер для перевезення зерна вантажопідйомністю 65 тони призначений для перевезення насипного зерна і других аналогічних продуктів (комбікормів, круп і др.).

Використання хоперів-зерновозів дозволяє усунути недоліки, властиві існуючому методу перевозки зерна в критих універсальних вагонах: труднощі в організації механізованого розвантаження, необхідність виконання значних підготовчих робіт по очистці, промивці і дезінфекції кузова, великі затрати ручної праці і простій вагонів під час розвантаження зерна.

Кузов вагона виконаний двома вертикальними боковими і двома нахиленими під кутом 55 градусів до горизонту торцевими стінками і дахом. Нижню частину кузова складають шість бункерів з нахиленими під кутом 55 градусів до горизонту стінками. Кожна бокова стінка має десять стійок, обшитих металевим листом.

Дах представляє собою набір дуг, обшитими гофрованими листами. Дах з'єднується з верхами бокових і торцевих стін за допомогою зварки.

Рама вагона складається з хребтової балки звареної з двох швелерів №31, двох шворневих балок ,зварених із двох горизонтальних і двох вертикальних листів ,двох середніх поперечних і двох кінцевих балок.

Кожен бункер вагона має люк з кришкою на скобах, яка з’єднується з механізмом розвантаження.

Розвантаження проводиться в міжрейковий простір ,обладнаний спеціальними приймальним пристроєм. Всі несущі елементи вагона виготовлені із низьколегованої сталі 0УГ2Д ГОСТ 19281-73 або ГОСТ 19282-73, а обшивки – з сталі 10ХНДП.

Ходовою частиною вагона служать два стандартні двохвісні візки моделі 18-100 (ГОСТ 9276-70) з литими боковими і надресорними балками, з центральним ресорним підвішуванням і колісними парами з буксовими вузлами, обладнаними роликовими підшипниками.

Вагон обладнаний пневматичними гальмами з повітророзподільником ум. №483.000, з вантажним авторежимом.

На вагон встановлені типові автозчепи СА-3 з розчіпним приводом, підніжки і поручні, а також скоби для сигнальних ліхтарів.

Технічна характеристика

Вантажопідйомність 65т

Тара 22т

Об’єм кузова 95,7м³

База вагона 10,5м

База візка 1850мм

Довжина вагона

по осях зчеплення автозчепу 14720мм

по кінцевим балкам рами 13500мм

Ширина ,максимальна 3040мм

Висота від рівня головки рейок

максимальна 4885мм

до вісі автозчепу 1040-1080мм

до розвантажувального пристрою 350мм

Кількість люків ,

завантажувальних 4

розвантажувальних 6

Питомий об’єм 1,33м³⁄т

Конструктивна швидкість 120км∕год

6. Техніко–економічне обґрунтування спроектованого вагона

Вагони – хопери призначені для перевезення вантажів, яким потрібен захист від атмосферних опадів. Проектуючий вагон відноситься до спеціалізованих , так як перевозить вантаж одного типу.

Несучі елементи виконані з корозійних низьколегованих сталей, з урахуванням вимог пред’явлених до забезпечення безпеки, надійності і довговічності вагона.

В проектуючому вагоні використовуються стандартні вузли і деталі, такі як : автозчеп СА – 3, поглинаючий апарат Ш – 1 – ТМ, стандартне гальмівне обладнання, вантажні візки моделі 18 – 100. Застосування цього обладнання дозволяє знизити витрати на ремонт і навіть прискорити його.

Наявність завантажувальних і розвантажувальних люків дозволяє скоріше виконати завантаження і розвантаження вагона, полегшує працю працівників по обслуговуванню вагона.

Тому, з техніко-економічної сторони дозволяється використовувати вагон – хопер для перевезення даного вантажу.

Список використаних джерел

1. П.В. Шевченко, А.П. Горбенко „Вагони промислового залізничного транспорту ”, 1980 р.175с

2. „Вагони” під редакцією Л.А. Шадура – М: Транспорт, 1980р. 439с

3. „ Розрахунок вагонів на міцність”. Під редакцією Л.А. Шадура – М: Транспорт,1971р.170с

4. В.В.Лукін “Вагони”. М.-Транспорт,1965р.387с

5. Методичні вказівки до курсового проектування з дисципліні „ Вагони”-Харків, 1982р.14с

6. Методичні вказівки „Розрахунки по вписуванні проектуючого вагона в габарит” – Харків,1989р.29с