Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
Кафедра
"Тепловозы и Тепловые двигатели"
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
"Проект
пассажирского тепловоза с постоянно-постоянной передачей мощностью 2200 кВт"
Выполнил: студент 141 группы
Дятлов С. А.
Проверил: преподаватель
Слободенюк А. С.
Хабаровск
Высокий эффективный КПД дизеля давно привлекал внимание инженеров к проблеме разработки локомотива с двигателем этого типа. Основное затруднение в применении дизеля заключалось в несоответствии его характеристик требованиям локомотивной тяги, что приводило к необходимости устройства довольно сложной передачи между дизелем и движущими колесами.
В тепловозах применяются электрическая, гидравлическая и механическая передачи. Наибольшее распространение получила электрическая передача.
Советское тепловозостроение получило широкое развитие после 20 съезда КПСС, на котором было принято решение о технической реконструкции тяги на железнодорожном транспорте.
С целью экономии средств и развитии мощностей пол выпуску ТПС предусматривается наряду с закупкой локомотивов нового поколения выполнять капитальные ремонты эксплуатируемых с глубокой модернизацией и продлением срока службы (КРП). Это обеспечивает поставку необходимого количества новых локомотивов имеющимися мощностями заводов-изготовителей с относительно небольшими инвестициями в развитии и переоснащении существующих производств.
В результате оптимизации ремонтной базы общее количество цехов ТР-3 снизилось со 120 до 57, уровень загрузки этих цехов к 2003 г. возрастет от 24 до 72%, численность ремонтного персонала, занятого на выполнении ТР-3, снизился на 12-17%. Планируется высвободить около 3500 человек. 57 депо станут базовыми, специализированными на крупных видах ремонта ТР-3, а 96 - цехами базовых, 15 будут заниматься ремонтом дизелей, электрических машин, колесных пар и т.д. Для усовершенствования системы управления ремонтом будет организована семь регионов с включением в их состав депо. Поставка железным дорогам пассажирских и грузовых локомотивов нового поколения запланирована поэтапно с доведением объемов их производства к 2010 году до уровней:
грузовых и пассажирских электровозов (НЭВЗ) - 238 единиц;
скоростных электровозов (КТ3) - 60 единиц;
грузовых тепловозов (БМ3) - 100 единиц;
маневровых тепловозов (БМ3) - 300 единиц.
Рассматриваются два варианта КРП. Первый (КРП-1 без глубокой модернизации) ориентирован на продление срока службы ТПС, выработавшего нормативный срок. Второй (КРП-2) рассчитан на ТПС, отработавших 70% ресурса, с глубокой модернизацией улучшающей характеристики локомотивов.
Для поддержания парка ТПС в исправном техническом состоянии на сети дорог действует планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта, которая регламентируется для межремонтных пробегов указаниями МПС № Л-991у от 03.06.99г. и П-389у от 19.03.01г. В части объемов технического обслуживания (ТО), текущих (ТР) и заводских ремонтов (КР-1 и КР-2) действуют правила и инструкции МПС.
Для реформы Российских Железных Дорог необходимо решить следующие задачи:
1. Объективно оценить имеющийся в нашем распоряжении подвижной состав по его количеству и техническому состоянию.
2. Исходя из прогнозируемых объемов перевозок, утвердить потребность отрасли в локомотивах и вагонах по сериям, типам и родам на период до 2010 г.
3. Принять решение о путях и методах оздоровления подвижного состава, о его капитальном ремонте и модернизации основных узлов с продлением срока службы.
4. Выработать стратегию создания и поставки локомотивов и вагонов нового поколения, развития отечественной промышленности на основе долгосрочного и взаимовыгодного сотрудничества с предприятиями, поставляющими продукцию железнодорожному транспорту, с отправителями и получателями грузов.
В процессе проектирования, используя справочную литературу и последние достижения отечественной и зарубежной практики, необходимо разработать компоновочную схему локомотива, рассчитать охлаждающее устройство, тяговую характеристику и элементы экипажной части. Важной задачей при проектировании является обеспечение для проектируемого локомотива свойств безопасного движения в кривых участках пути.
В задании на курсовой проект предлагается тепловоз - образец, который
служит основой для выбора силовой установки, передачи мощности,
вспомогательного оборудования и экипажной части. Однако, можно по своему
усмотрению решать эти задачи, используя конструктивные особенности других
тепловозов. Главная цель проектирования - добиться максимального коэффициента
полезного действия локомотива и минимальных расходов на его эксплуатацию. В
данном курсовом проекте необходимо спроектировать пассажирский тепловоз
секционной мощностью 2200 кВт, нагрузкой на ось 220 кН, диаметром колеса 1050
мм, конструкционной скоростью 160 км/ч. За прототип взят тепловоз серии 2ТЭП60.
1.
Расчёт и построение тяговой и экономических характеристик проектируемого
тепловоза
.1 Расчёт и построение тяговой характеристики
Перед началом расчета необходимо привести основные характеристики
выбранных ранее тяговых электрических машин.
Таблица 1 - Основные характеристики тяговых электрических машин
Название эл машины
Тип ЭМ
Р, кВт
ТГ
ГП311Б
2000
465
4320
750
93,8
ТЭД
ЭД108
307
476
700
1870
91
1.2 Расчёт
касательной мощности тепловоза и передаточного отношения тягового редуктора КМБ
Определяем касательную мощность
где
Определяем
передаточное отношение тягового редуктора:
где
где
P - мощность одного ТЭД, 305 кВт.
1.3 Расчет и
построение электротяговых характеристик КМБ
Для
расчёта и построения тяговой характеристики тепловоза необходимо расчитать и
построить электротяговую характеристику КМБ: Задаваясь
значениями тока определяют значения Далее
по ниже приведённым формулам значения Полученные
значения сводим в таблицу 2.
Таблица
2 - Расчёт электротяговых характеристик КМБ
По
значениям По
построенным электротяговым характеристикам расчитываем и строим тяговую
характеристику тепловоза. При этом необходимо учесть что сила тяги тепловоза
будет равна
где
м - число тяговых электродвигателей
Результаты
расчетов приведены в таблице 3.
Таблица
3 - Расчет тяговой характеристики тепловоза
Находим
скорости перехода работы ТЭД:
Учитывая,
что обратный переход происходит при скорости движения на 10 км/ч меньше, чем
прямой находим:
Наносим
на тяговую характеристику тепловоза ограничение силы тяги по длительному току:
по значению длительного тока ТЭД (таблица 1) Наносим на тяговую характеристику ограничение по сцеплению колес с
рельсами. Задаемся значениями скоростей движения от 0 до 50 км/ч и рассчитываем
коэффициенты сцепления:
Рассчитываем
FK для найденных значений y:
Полученные
величины 1.4 Расчет и
построение экономических характеристик тепловоза
К
экономическим характеристикам тепловоза относятся следующие характеристики:
где
Результаты расчёта сводим в таблицу 4
Таблица 4 - Расчет экономических характеристик
тепловоза
Режим работы тяговых
электродвигателей
ПП (a = 100% )
OП 1(a = 60%)
ОП2 (a =25%)
V
FK
NK
hПЕР
hТ
V
FK
NK
hПЕР
hТ
V
FK
NK
hПЕР
hТ
10
391
1086
54.3
18.1
20
275
1506
75,3
25.1
30
195
1642
82,1
27.4
40
153
1700
85
28.3
50
125
1736
86,8
28.9
60
114
1900
95
31.7
60
108
1800
90
30
70
102
1983
99,2
33.1
70
91
1769
88.5
29.5
80
80
1778
88.9
29.6
90
70
1750
87.5
29.2
90
69
1725
86.3
28.8
100
63
100
60
1667
83.4
27.8
110
55
1681
84
28
120
51
1700
85
28.3
130
48
1733
86.7
28.9
140
44
1711
85.6
28.5
150
41
1708
85.4
28.5
По полученным значениям строим экономические характеристики тепловоза.
2.
Разработка экипажной части тепловоза
Целью данного раздела является определение параметров элементов
рессорного подвешивания, рассчитать его жесткость, прогиб и максимальную
скорость движения локомотива из условия резонансных колебаний.
Раздел курсового проекта начнем с разработки эскиза тележки
проектируемого тепловоза, который выполняем на формате А4. Затем приводим
классификацию тележки.
На тепловозе, разрабатываемом в данном курсовом проекте,
тележка классифицируется:
·
по типу
тележки - бесчелюстная;
·
по числу осей
- трехосная;
·
по типу рамы -
сварно-штампованной конструкции;
·
по связи рамы
с буксами колесной пары - через поводки с резино-металлическими амортизаторами;
·
по типу
рессорного подвешивания - двухступенчатое состоящее из цилиндрических пружин и
резиновых амортизаторов;
·
по типу
подвешивания ТЭД к раме тележки - опорно-рамная.
Тележка
Тележка состоит из следующих основных узлов: рамы тележки, главных и
боковых опор кузова с возвращающими аппаратами, колёсных пар с бесчелюстными
буксами на роликовых подшипниках полых валов с эластичными приводами, тяговых
редукторов с кожухами и узлов опорно-рамного подвешивания ТЭД.
Рама тележки выполнена сварно-штампованной с применением небольших литых
деталей,привариваемых к ней. Каждая боковина рамы состоит из двух продольных
корытообразных элементов: наружного и внутреннего. Каждый продольный элемент
сварен в свою очередь из трёх штампованных частей. Сначала сваривают между
собой три штампованные части, а затем накладкой продольных швов сваривают между
собой продольные элементы - наружный с внутренним. Боковины между собой соединяют
посредством двух шкворневых и двух концевых поперечных балок.
К сваренной раме приваривают боковые опоры по две с каждой стороны,
стойки буксовых поводков, кронштейны и опоры тормозного и рессорного
подвешивания.
К шворневым балкам приболчивают кронштейны, к которым крепят
электродвигатели одной стороной в двух точках и другой - в одной точке к
небольшим кронштейнам. Один из двух кронштейнов крепят к шворневой балке, а два
другие - к концевой поперечной балке.
В процессе эксплуатации требуется следить за состоянием сварных швов на
поперечных, шкворневых и концевых балках, а также за швами, которыми приварены
стойки букс к боковинам рамы и сварены между собой отдельные звенья коробчатых
полубоковин рамы. Под наблюдением должны находиться швы между продольными
полубоковинами. Эти швы с внутренней стороны не имеют контрольных швов, при
помощи которых снимаются концентраторы напряжения главным образом из - за
возможного непровара и образования неровностей после сварки.
Кузов по линии продольной оси тележки опирается на две маятниковые опоры
и по бокам - на две дополнительные опоры с каждой стороны. Таким образом, на
каждой тележке имеется шесть опор, через которые передаётся масса кузова.
Центральные опоры маятникового типа являются главными так как они более
нагружены статической нагрузкой (до 9,5 тс на каждую) и через них передаётся
сила тяги. Эти опоры имеют амортизацию посредством резиновых конических
амортизаторов, вставленных сверху и снизу опоры.
Сила тяги передаётся через колёсные упорные камни шкворневым балкам рамы
кузова. В вертикальном положении маятниковые опоры удерживаются посредством
возвращающих аппаратов, имеющих начальную возвращающую силу (предварительный
натяг) 1500 кгс. Однако наличие двух главных опор, находящихся вдоль продольной
оси тепловоза, не обеспечивают устойчивого состояния кузова, особенно при
прохождении кривых. Его устойчивость достигается применением дополнительных
боковых опор скользящего типа по две с каждой стороны тележки. Каждая опора
воспринимает статическую нагрузку 4,75 тс. Нагрузка передаётся на раму тележки
через цилиндрические пружины. Посредством боковых опор регулируется
вертикальное положение кузова, равномерность в передаче статических нагрузок на
обе стороны тележки, и благодаря этому достигается одинаковое распределение
нагрузок от колёсных пар на рельсы.
При осмотре в эксплуатации опор кузова необходимо обращать внимание на
износ упорных камней, состояние резиновых амортизаторов, возвращающих
аппаратов, пружин боковых опор и на износ поверхностей трения между кузовом и
дополнительными опорами.
Колёсная
пара имеет бесчелюстные буксы, которые связаны с рамой тележки при помощи
поводков с резино-металлическими амортизаторами. Эти поводки передают тяговые
усилия от колёсной пары, удерживают её в определённом положении, в то же время
не препятствуют небольшому упругому поперечному и вертикальному перемещению
букс. В буксах крайних осей применены для восприятия радиальных нагрузок по два
цилиндрических подшипника и сил, действующих вдоль оси, по одному упорному шариковому
подшипнику. Средние буксы, относительно которых оси перемещаются на На ось колёсной пары надет полый вал с приводом и эластичной муфтой,
который вращается в подшипниках скольжения, принадлежащих электродвигателю,
укреплённому на раме тележки.
Расчёт на прочность листовой рессоры
Определяем момент сопротивления
где
b - ширина листа, м;
h - толщина листа,
м;
Определяем
число листов рессоры
где
- L - длина
рессоры, м
W - момент
сопротивления, Из
найденного числа листов два листа берутся коренные, оставшиеся ступенчатые.
Определяем
коэффициент вертикальной динамики
где
Определяем
динамическую нагрузку на рессору
Определяем
допустимое напряжение изгиба при динамической нагрузке. При этом должно
выполняться равенство
Условие
выполняется.
Определяем
статический прогиб листовой рессоры
где
а - ширина хомута рессоры
E - модуль
упругости, для стали
E= Расчет на пружины прочность
Пружины
на прочность рассчитываются по допускаемому касательному напряжению при
динамической нагрузке Определяем
диаметр прутка:
где
При
расчетах можно принять К=1,25-1,30;
D - диаметр
пружины 0,2 м;
Определяем
число рабочих витков пружины
где
Принимаем число опорных витков 1,5, получим общее число витков - 11,5.
Расчет на прочность резинового амортизатора
Результатом
данного расчета является подбор резины необходимой твердости и статического
модуля упругости - Для
решения данной задачи определяется коэффициент формы, который для резинового
амортизатора кольцевой формы при наличии металлических пластин рассчитывается
как:
где
Н
- высота амортизатора
Затем
по зависимости статического модуля упругости Для
решения поставленной задачи необходимо выбрать из таблицы 5 твердость резины.
Таблица
5 - Показатели резиновых элементов
Показатели Резины
Марки резины
2959
3063
8075
2959-Б
НО-68-1
2462-K2
Сопротивление разрыву, кг/cм2
160
90
123
140
90
116-150
Относительное удлинение, %
500
500
276
573
250
240-390 32
20
7
18
12
6-14
Температура хрупкости, 0
C
- 55
- 37
- 42
- 60
- 55
- 50
Твердость по Шору
45-60
45-60
73
56
55 - 70
70 - 80
Рисунок
3 - Зависимость статического модуля упругости Выбираем
резину 2462 - К2 с твёрдостью по Шору h=72
Нанося
на распределение найденное значение Ф и выбранное значение твердости h,
по оси ординат определяем значение EP.
Расчет жесткости и статического прогиба рессорного подвешивания
Основной упругой характеристикой рессорного подвешивания тележки является
жесткость, под которой понимается величина нагрузки в кН, вызывающая
статический прогиб в один метр.
Производим расчёт жёсткости элементов рессорного подвешивания:
Рассчитываем жёсткость рессоры
где Е - модуль упругости
Жёсткость
резинового амортизатора:
где
F - площадь резинового амортизатора
Рассчитываем
жёсткость пружины:
Рассчитываем
жесткость рессорного подвешивания тележки:
где
Определяем
жёсткость второй ступени:
где
Для
расчётов можно принять Определяем
общую жёсткость рессорного подвешивания:
После
определения жёсткости тележки определяем критическую скорость движения
тепловоза из условия возникновения резонансных колебаний:
где
L - длина рельсового звена;
где
где
К - число осей колёсных пар в тележки
Определяем
критическую скорость для L=12,5 м и L=25 м
Для
L=12,5 м
Для
L=25м Таким образом, для не допущения резонансных колебаний при движения по
звеньям длиной 12,5м, скорость проектируемого тепловоза не должна превышать 54,15 км/ч, а при движении по рельсовым звеньям длиной 25 м
скорость не должна превышать 108,3 км/ч.
3.
Динамическое вписывание тепловоза в кривой участок пути
Цель динамического вписывания: определение максимальной скорости
движения локомотива в кривой, при которой обеспечиваются безопасность движения
и комфортабельность для обслуживающего персонала и пассажиров.
Безопасность
движения оценивается критериями безопасности, которые характеризуют величины
боковых давлений на рельсы и упругое отжатие рельсов под действием этих усилий.
Чрезмерная величина бокового давления может привести к всползанию колеса на
рельс или к расшивки пути из-за отжатия рельса. Критерием комфортабельности
является величина непогашенного ускорения Возникновение непогашенного ускорения вызывается следующими факторами.
h Рис.4 . Силы, действующие на экипаж от
возвышения наружного рельса
Непогашенное
ускорение возникает в результате невозможности в полной мере погасить
центробежную силу "С" горизонтальной составляющей от массы локомотива
"С1". Это вызвано ограничением возвышения наружного рельса h Расчитываем
допустимую скорость движения локомотива из условий комфортабельности
обслуживающего персонала.
где
h - величина возвышения наружного рельса, 0,14 м; Так
как безопасность движения оценивается величиной бокового давления колеса на
рельс для его определения строится горизонтальный динамический паспорт Y1=f( Определение
сил действующих на локомотив
Для расчёта горизонтального динамического паспорта учитываются следующие
силы на локомотив при его движении в кривых участках пути:
- горизонтальные составляющие силы трения бандажей о рельсы F1 и F3;
- центробежная сила локомотива "C";
горизонтальная составляющая веса локомотива, возникающая от
возвышения наружного рельса в кривой "С1";
боковые реакции со стороны рельсов от воздействия упирающих в
них колес (направляющие усилия ) Y1 и Y3;
боковые давления колес на головки рельсов Y11 и Y31;
возвращающий момент МВ;
момент сил трения в возвращающих устройствах локомотива.
Движение
локомотива в кривых представлено в виде двух движений : поступательного вдоль
продольной оси экипажа и вращающего вокруг точки Положение наибольшего перекоса - 1.
Представим эти положения в колеи зазоров, где прямая линия обозначает ось
тележки с расположенными над на ней колёсными парами. Перпендикуляр опущенный
на ось тележки позволяет определить центр поворота тележки.
Точка 1 - точка контакта первой колёсной пары с наружным рельсом.
Точка 3 - точка контакта третьего колеса с внутренним рельсом.
С увеличением скорости тележка занимает положение свободной установки -
2. В этом случае Y3=0. И при
дальнейшем увеличении скорости тележка займёт положение высоких скоростей
(хордовое - 3), когда сила Y3
поменяет знак.
Рис.5 . Положение тележки в кривой
Для определения выше названных сил строим схему сил действующих на
тележку.
Рисунок 6 - Схема сил, действующих на тележку в кривой
где X1; X2; X3 -
полюсное расстояние;
В - база тележки;
S -
расстояние между кругами катания колес 2S=1,6 м;
F1; F3 - силы трения колёс о рельс
(направлены против движения колеса)
У
трёх осной тележки современного тепловоза свободный разбег средней колёсной
пары достигает 28 мм поэтому первая составляющая от силы трения F2=0.
При составлении уравнения равновесия она не учитывается, а учитывается только
вторая составляющая действующая вдоль рельса Составляем
систему двух уравнений равновесия:
1. Уравнение сил.
2. Уравнение моментов.
Направление силы с низу вверх берём со знаком "+", а наоборот
"-", момент по часовой стрелки "+". При расчёте делаем предположение что тележка находится в
положении наибольшего перекоса. В этом случае центр поворота определяется по
следующей формуле:
где
В - база тележки, 4,6 м;
Используя
схему тележки (рисунок 11), найдем расстояние от второй и третьей осей до
центра поворота тележки:
Составляем
систему уравнений равновесия сил и моментов для передней тележки проектируемого
тепловоза (по прототипу тепловоза ТЭП60):
где
2 Сила
от возвышения наружного рельса:
где
G - часть массы тепловоза приходящаяся на одну тележку,
кН;
=2Пm
где m - число осей в тележки; m=3
G= Центробежная сила, приходящаяся на тележку:
Система
двух уравнений имеет три неизвестных Y1; Y3; и С. Что бы
её решить необходимо задаться одним неизвестным. В связи с этим поступаем
следующим образом: определяем скорость движения тепловоза при которой
первая тележка займёт положение свободной устaановки . В
связи с этим приравниваем Y3 к 0 и по найденному значению С найдём где
к
- половина расстояния между боковыми опорами; к=1,125 м
а
- расстояние от оси боковой опоры до продольной оси тележки; а=1,39м
l - смещение
боковых опор относительно главных; l=0,176 м
d - диаметр
боковых опор; d=0,2 м
где
Ж - жёсткость пружины возвращающего аппарата; Ж=955 кН/м
h - высота
главной опоры; h=0,512 м
где
L - база тепловоза; L=19,250 м
Подставляя
в уравнение моментов все найденные значения определяем Y1 :
Подставляя
значение Y1 в уравнение сил находим значение С:
Используя
полученное значение С находим Задаёмся
несколькими значениями скорости, решаем систему двух уравнений относительно Y1 и Y3,
выбираем скорость следующим образом, так как Используя
полученные значения определяем Y1 выражая из уравнения моментов
Используя
уравнения сил и полученные значения Y1 находим Y3:
По
найденным значениям Y1 и Y3 строим горизонтальный динамический паспорт, при этом
положительное значение Y3 говорит о том, что тележка находится в положении
высоких скоростей.
После
построения горизонтально - динамического паспорта определяем боковое давление
действующее на одну колёсную пару при движении с допускаемой скоростью исходя
из непогашенного ускорения Значение бокового давления от скорости по формуле:
Так как рельсовая колея имеет различные неровности в плане, что ухудшает
динамическое движение вводим коэффициент горизонтальной динамичности
Величина
рамного давления
Так
как Список
литературы
тяговой тепловоз редуктор моторный
1.
Теория и
конструкция локомотивов. Задание на курсовой проект с методическими указаниями
для студентов специальности "Локомотивы". - М.: ВЗИИТ, 1990.- 61 с.
2.
В.Г. Григоренко,
И.В. Дмитренко. Теория и конструкция локомотивов: Учебное пособие. - Хабаровск
: ДВГУПС, 2000. - 92 с.
3.
В.Г. Григоренко,
И.В. Дмитренко, Д.К. Михалевич. Теория и конструкция локомотивов. Методические
указания по выполнению практических работ для студентов специальности
"Локомотивы" всех форм обучения.- Хабаровск: ДВГУПС, 2002. - 43 с.
4.
Конструкция и
динамика локомотивов / Под ред. В.Н. Иванова.- М.: Транс порт, 1974. - 336 с.
, В
, А
,об/мин
, %
,
, (27)
-
коэффициент, учитывающий затраты мощности на вспомогательные нужды
,
кВт.
,
- длительная сила тяги КМБ,
,
кН.
,
,
об/мин,
.
.
и
. C С этой целью используются электромеханические
характеристики тягового электродвигателя
и
и
и
пересчитывают
и
;
.
,
,
производим
построение электротяговых характеристик КМБ проектируемого тепловоза.
.
км/ч
км/ч
км/ч,
км/ч.
, по
электротяговым характеристикам находим значение
кН при ПП
ТЭД. Тогда ограничение силы тяги по длительному току будет равняться:
кН. Откладываем на тяговой характеристике по оси FК это значение и проводим линию, параллельную оси V.
,
= 0,118 +
5/ ( 27,5+0 ) = 0,2998;
= 0,118 +
5/ (27,5 + 5) = 0,2718;
= 0,118
+5/ ( 27,5 +10 ) = 0,2513;
= 0,118 +
5/ (27,5 + 15 ) = 0,2356;
= 0,118 +
5/ ( 27,5+ 20 ) = 0,2233.
= 0,118 +
5/ (27,5 + 25 ) = 0,2132;
= 0,118 +
5/ (27,5 + 30 ) = 0,205;
= 0,118 +
5/ (27,5 + 35 ) = 0,198;
= 0,118 +
5/ (27,5 + 40 ) = 0,1921;
= 0,118 +
5/ (27,5 + 45 ) = 0,187;
= 0,118 +
5/ (27,5 + 50 ) = 0,1825.
,
кН.
кН,
кН,
кН,
кН,
кН,
кН,
кН,
кН,
кН,
кН,
кН.
наносим на тяговую характеристику и получаем
ограничение по сцеплению -
.
;
;
;
;
.
, кВт
%
, кг/кВтч
- удельная расход топлива ДВС
%
14 мм, шариковых подшипников не имеют.
,
![]()
, шт
- статичесекая нагрузка на рессору, Н
-
допустимое напряжение изгиба под статической нагрузкой
=
, Па
шт
- конструкционная скорость
-
статический прогиб
Н
, Па
Па=
Мпа
, мм,
Па
мм
=
Па.
, М
- коэффициент, учитывающий увеличение касательного
напряжения в сечении на внутренней поверхности витка пружины за счет ее
кривизны и других ее факторов. Величина коэффициента зависит от индекса
пружины:
-
динамическая нагрузка на пружину,
, H
H
м = 40
мм.
,
- прогиб пружины, принять равным
=140 мм;
- модуль
сдвига, для стали он равен
Па;
-
статическая нагрузка на пружину, принимается равной
Н
.
.
.
- наружний и внутренний диаметр амортизатора
.
при
растяжении от коэффициента формы Ф и условной твердости по Шору h
определяем значение
.
при
растяжении от коэффициента формы Ф и условной твердости по Шору h.
кН/мм
м2
кН/м=11,696
кН/мм
кН/м=0,320
кН/мм
- жёсткость пружины и резинового амортизатора
концевого узла;
-
жёсткость рессоры, пружин и резиновых амортизаторов рессорного узла
кН/мм
кН/мм
кН/мм
- жёсткость резиновых амортизаторов маятниковой
опоры, кН/м;
-
жёсткость пружины боковой опоры, кН/м. При этом
кН/мм, а жёсткость пружины боковой опоры
кН/мм.
Тогда:
кН/мм
, кН/мм
кН/мм
, км/ч
-
статический прогиб рессорного подвешивания
- статическая нагрузка
кН
мм=0,2509
м
км/ч
км/ч
. Его
величина не должна превышать 0,7м/с2, при котором человек не
испытывает чувство страха при входе экипажа в кривую.
150 мм
150 мм.
, км/ч
- радиус кривой, 700 м.
- величина непогашенного ускорения (
=0,7)
км/ч.
); Y3 =f(
) где Y1 и Y3 - величина направляющего усилия от колеса на рельс.
- центр
(полюс) поворота. Расстояние от оси колёсной пары до центра поворота
обозначается Xi -полюсное расстояние. При движении в кривых участках
пути в зависимости от скорости тележка может занимать 3 положения:
,
- радиус
кривой, 600 м;
- ширина
колеи зазоров, 14 мм.
- при
радиусе кривой более 350 метров согласно ПТЭ, принимаем равной нулю.
м.
м,
м.
,
,
-коэффициент трения;
кН
кН
,
.
;
;
м
м
-сила трения на боковой опоре;
=4,75 кН
кНм
- угол
поворота тележки в радианах
=47,5
кНм
кН
:
км/ч
<
то задаёмся следующими скоростями (120; 110; 70; 50;
5) и определяем С:
кН
кН
кН
кН
кН
кН
кН
кН
кН
кН
кН
кН
кН
кН
кН
=92 кН
кН
Кн
=71,3 кН и Yp не больше 0,6 Y1, то у нас выполняется условие безопасности движения
тележки в кривой, которое должно быть не более 100 кН для скорости менее 160
км/ч, для кривой радиусом 600 м и возвышением 125 мм.