Rogatkin_Vladimir_Olegovich_2016 (1215544), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Характеристики 4-осного вагона приведены втаблице 1.4.Таблица 1.4 - Характеристики 4-осного вагонаТип и серияподвижногосостава4-осные натележкахЦНИИ-ХЗРст,кгqк ,кгЖ,кг/ммd,смn,штfст,ммLi,смl0Vконстр.км/ч1100099520095248185675120Характеристика пути:Рельсы типа Р65 износ 6 мм; старогодные шпалы железобетонные; эпюрашпал в кривой - 2000 шт/км; радиус кривой R = 563 м; балласт щебеночный,толщина под шпалой 0,40 м; толщина песчаной подушки 0,20 м.Расчетные параметры, необходимые для определения нагрузок на путь инапряжений в элементах верхнего строения пути сведены в таблице 1.5.Лист25Таблица 1.5 – Расчетные параметры верхнего строения путиНаименование расчетныхпараметров1УсловноеобозначениеЕдиницаизмеренияВеличина234Приведенный износhпрмм6План линииRм563Модуль упругостиподрельсового основанияUкг/см21670Коэффициент относительнойжесткости рельсовогооснованияKсм -10,016Момент инерции рельсаотносительно его центральнойгоризонтальной осиJвсм43208Zгсм9,71Zпсм7,69bгсм7,5bnсм15Момент сопротивленияпоперечного сечения рельсаотносительно наиболееудаленного волокна наподошве.Wnсм3417Коэффициент, учитывающийвлияние на образованиединамической неровностипути.L–0,261Коэффициент, учитывающийотношение необрессоренноймассы подвижного состава,приходящегося на одноколесо, и массы пути,участвующих вовзаимодействииα0–0,403Расстояние от горизонтальнойнейтральной оси до крайнихволокон соответственноголовки и подошвы рельсаШирина головки и подошвырельсаЛист26Окончание таблицы 1.51234Расстояние между осями шпалlшсм51Площадь подкладкиωсм2518Площадь полушпалы споправкой на изгибΩαсм23092Расчет:Z max = 10 , 0 + 16 ,0 × 10 − 4 × 90 2 = 22 ,96 мм ;Р рмах = 200 ⋅ 22,96 = 4592кг;Р ср = 11000 + 0,75 ⋅ 4592 = 14444 кг ;S р = 0,08 ⋅ 14444 = 367 ,36 кг ;S нп = 0,565 ⋅ 10 −8 ⋅ 0,261 ⋅ 51 ⋅S ннк =1670⋅ 995 ⋅14444 ⋅ 90 = 996 ,32 кг ;0,0160,052 ⋅ 0,403 ⋅ 1670 ⋅ 90 2 ⋅ 995952 ⋅ 0,016 ⋅ 1670 − 3,26 ⋅ 0,016 2 ⋅ 995maxPинк= 0,403 ⋅ 1,47 ⋅= 194,72кг;2 ⋅ 1670⋅ 0,067 = 8285,59кг;0,016Sинк = 0,25 ⋅ 8285,59 = 2071,40кг;S = 367 ,36 2 + 996,32 2 + 0,95 ⋅ 194,72 2 + 0,05 ⋅ 2071,40 2 = 1173,95кг ;махРдин= 14444 + 2,5 ⋅ 1173,95 = 17378,88кг;К=1670= 0,016см−14 ∗ 2,1 ∗ 10 ∗ 3208Лист27Таблица 1.6 - Значения µ и η в зависимости от k ⋅li для 4х-oсного вагонаV,км/ч90k, см-10,016k ⋅li,2,96li, см185µ-0,06030η-0,04170ΙРэкв= 17378,88 − 0,0603 ⋅ 14444 = 16507,91кг;ΙΙРэкв= 17378 ,88 − 0,0417 ⋅ 14444 = 16776 ,56 кг ;σ п −о =16507,91= 618,55кг / см 24 ⋅ 0,016 ⋅ 417σ п−к = 1,35 ⋅ 618,55 = 835,04кг / см 2 9,717,5 σ г −к = + (1,35 − 1) ⋅⋅ 618,55 = 889,28кг / см 215  7,69σ пр =σб =0,016 ⋅ 51⋅ 16776,56 = 13,21кг / см 22 ⋅ 5180,016 ⋅ 51⋅ 16776,56 = 2,21кг / см 22 ⋅ 3092Полученные в результате расчета напряжения σпр иσб сравнивают сдопускаемыми [σпр] и [σб].

В соответствии с [2] принимаем [σпр]=11 кг/см2,[σб] = 2,6 кг/см2. Данные расчетов не превышают допустимые значения,следовательно, уменьшение скорости не требуется.Расчетные напряжения изгиба и кручения в рельсах также не превышаютпредельнодопустимого[σ ] = 1500кг / смрНапряжениязначения,определенногопоформуле1.22.вбалластеподшпаламиопределяютсяизусловиямаксимальной динамической нагрузки расчетного колеса, расположенного надрасчетной шпалой, и средних нагрузок от остальных колес.m=8,9= 1,282,6 + 4,35Лист28С1 =27,527,53−= 0,27см;2 ⋅ 50 24 ⋅ 503С2 =27,5 ⋅ 50= 0,13см;27,5 2 + 4 ⋅ 50 2Θ1 = arctg51 + 0,5 ⋅ 27,5= 0,91324 радиан;50Θ 2 = arctg51 − 0,5 ⋅ 27,5= 0,64029 радиан;50А = 0,91324 − 0,64029 + 0,5 ⋅ (sin( 2 ⋅ 0,91324 ) − sin( 2 ⋅ 0,64029 )) = 0,278см;σб =10,016 ⋅ 51⋅ 10216,04 = 1,35 кг / см 2 ;2 ⋅ 3092IIPэкв.б1 = 17378,88 ⋅ 0,6225 + 14444 ⋅ ( −0,0417 ) = 10216,04 кг ;σ б3 =0,016 ⋅ 51⋅ 11334 = 1,50 кг / см 2 ;2 ⋅ 3092IIPэкв.б3 = 17378,88 ⋅ 0,6225 + 14444 ⋅ 0,0357 = 11334 кг ;σh =10,7⋅ 0,278 ⋅ 1,35 = 0,083кг / см 23,14σ h 2 = 0,7 ⋅ [0,635 ⋅ 1,28 ⋅ 0,27 + 1.275 ⋅ (2 − 1,28) ⋅ 0,132 ] ⋅ 2,6 = 0,61кг / см 2σ h3 =0,7⋅ 0,278 ⋅ 1,50 = 0,093 кг/см2;3,14σ h = 0,083 + 0,61 + 0,093 = 0,786 кг/см2.Т.к.

полученные результаты не превышают максимально допустимых норм,то данная конструкция пути соответствует всем нормам прочности пути и нетребует каких либо изменений.Лист291.2.3 Расчет коэффициента устойчивости против вкатывания гребня колесана рельсПри набегании колеса на рельс оно не должно накатываться своим гребнемна него, т.е. необходимо предотвратить вползание колеса на головку рельса.А если колесоокажется по некоторым причинам приподнятым, тонеобходимо, чтобы оно опустилось вниз.JнSшМ1Р1− шYplpа1а2М2НцРР1рF1N1CF2р2Р2 −шN2τРисунок 1.3 – Расчетная схема определения устойчивости колеса на рельсе.Р1-ш и Р2-ш – нагрузка от кузова на шейки оси колесной пары; Р1-р – полнаядинамическая вертикальная нагрузка передаваемая от левого колеса на рельс A вточке O; Р2-р- правая динамическая вертикальная нагрузка, передаваемая отправого колеса на рельс B по кругу катания колеса; М1 и М2 – моменты,действующие на шейки оси; а1и а2 – расчетные консоли шеек оси; Yр – рамнаясила; lр – расстояние от головки рельса до приложенной рамной силы; Jн –центробежная сила; Нц – расстояние от головки рельса до места приложенияцентробежной силы; F1 и F2 – силы трения гребня и поверхности катания колес порельсам; N1 и N2 – реакции рельсов; S1 – расстояние между точками контактаколес с рельсами; Sш - расстояние между точками приложения сил к шейкам оси.Моменты действующие на шейки оси определяется по формулеМ 1 = P1− ш ⋅ a1;М 2 = P2 − ш ⋅ a 2(1.30),(1.31)Лист30Вертикальные нагрузки на шейки оси от необрессоренной части экипажаопределяется по формулеР1−ш = ( Рст − qк ) + ∆Pц;Р2−ш = ( Рст − q к ) ⋅ (1 + к Д ) − ∆ Pцгде(1.32),(1.33)Рст – статическая нагрузка колеса на рельс, Н;qк – отнесенный к колесу вес необрессоренной части экипажа, Н;кД – коэффициент динамики, кД=0,55Динамическая рамная сила maxYр, приложенная на расстояние lр от точкиконтакта левого колеса с рельсом А.

При этом обычно принимают, чтоl p = rk + rшгде,(1.34)rk – радиус колеса, м;rш – радиус шейки оси, м.У грузового вагона lр= 0,475+0,075=0,550, м.Сила трения гребня колеса по рабочей грани головки рельса определяетсяпо формулеF1 = f p ⋅ N1где,(1.35)N1 – нормальная к плоскости C-C реакция рельса А, кг;f p - коэффициент трения скольжения колеса по рельсу А.Реакция рельса А определяется по формулеN1 = (P1− p + P2− P − N 2 )⋅ cosτ + (Y p + F2 )⋅ sinτгде,(1.36)N2 – вертикальная реакция рельса B, кг;F2 – сила трения бандажа колеса по поверхности катания головки рельса B,кг;τ- угол горизонталью рабочей гранью головки рельсаF2 = f p ⋅ N 2.(1.37)Реакция рельса В определяется по формулеЛист31Р2 ⋅ S1 + М 2 − М 1 − Y p ⋅ l pN2 =КоэффициентS1устойчивости.противвползания(1.38)колесанарельсопределяется отношением сил, препятствующим подъему колеса, к силамвызывающим этот подъем( Р1р + Р2р − N 2 ) ⋅ sin τк=F1 + (Y p + F2 )⋅ cosτгде,(1.39)Yр – рамная сила, кг.При расчетах можно принять угол τ между горизонталью и касательной крабочей грани головки рельса в точкеO касания гребня колеса с рельсомупорной нити для вагонов равным 600.

У четырехосного грузового вагона lр =0,55 м, а1 = 0,264 м, а2 = 0,168 м, fp = 0.25.Непогашенная часть центробежной силы, приходящаяся на одно колесоопределяется по формулеJн =гдеQкузg ⋅n⋅ анп,(1.40)g – ускорение силы тяжести, 9,81, м/с2;n – число осей экипажа;анп – непогашенное ускорение, м/с2;Qкуз – вес кузова брутто, кгQкуз = Qбр − 2 ⋅ Qтел(1.41)где Qбр – грузоподъемность, кг (для 4-осного полувагона Qбр= 91500 кг);Qтел – вес тележки ЦНИИ-Х3, кг (Qтел=4650 кг)Дополнительная нагрузка определяется по формуле∆Рц =Qкуз ⋅ (Н ц − l p )g ⋅ n ⋅ Sш⋅ aнп,(1.42)Лист32гдеНц – расстояние от уровня головок рельсов до центра тяжести кузова(у груженого полувагона Нц = 2 м);Sш – расстояние между серединами шеек колесной пары ( у грузовогополувагона Sш = 2,036 м);Полные расчетные нагрузки от колес на головки рельсов определяется поформуламР1− р = Р1−шр + qк = Рст + ∆РцP2 − p = P2 −шр + q к ⋅ (1 + к д ),,(1.43)(1.44)Величина непогашенного ускорения определяется по формулеа нп =гдеV2h− g⋅23 .6 ⋅ RS1 ,(1.45)V – скорость движения, км/ч;R – радиус кривой, м;h – возвышение наружного рельса, м;S1 – расстояние между осями рельсов, S1 = 1,6 м.Величину возвышения наружного рельса принимаем h = 130мм.Расчет:90 2h = 12,5− 50 = 0,130 мм;56390 20,13а нп =− 9,81 ⋅= 0,3 м / с 2 ;21,63,6 ⋅ 563Qкуз = 91500 − 2 ⋅ 4650 = 82200кг;∆Рц =82200 ⋅ (2 − 0,55 )⋅ 0,30 = 447,56кг ;9,81 ⋅ 4 ⋅ 2,036Р1−шр = (11000 − 995 ) + 447 ,56 = 10452 ,56 кг ;Р2 −шр = (11000 − 995 ) ⋅ (1 + 0,55 ) − 447 ,56 = 15060 ,19 кг ;Р1− р = 11000 + 447 ,56 = 11447 ,56 кг ;Лист33Р2 − р = 15060 ,19 + 995 ⋅ (1 + 0,55 ) = 16602 ,44 кг ;М 1 = 10452,56 ⋅ 0,264 = 2759,48кг ⋅ м;М 2 = 15060,19 ⋅ 0,168 = 2530,11кг ⋅ м;Определим реакцию рельса B при трех величинах рамной силы, при разныхтормозных силах NT=0 кг; NT=70000 кг; NT=100000 кгY p −1 = 4400 кг ;Y p − 2 = 7000 кг ; Y p −3 = 8400 кг ;16602,44 ⋅ 1,6 + 2530,11 − 2759,48 − 4400 ⋅ 0,55= 14946,58 кг;1,616602,44 ⋅ 1,6 + 2530,11 − 2759,48 − 7000 ⋅ 0,55N 2− 2 == 14052,83 кг;1,616602,44 ⋅ 1,6 + 2530,11 − 2759,48 − 8400 ⋅ 0,55N 2−3 == 13571,58 кг;1,6N 2−1 =F2−1 = 0,25 ⋅14946,58 = 3736,65 кг;F2−2 = 0,25 ⋅14052,83 = 3513,21кг;F2−3 = 0,25 ⋅10238,61 = 3392,90 кг;N1−1 = (11447,56 + 16602,44 − 14946,58) ⋅ 0,5 + (4400 + 3736,65) ⋅ 0,87 = 13630,59 кгN1−2 = (11447,56 + 16602,44 − 14052,83) ⋅ 0,5 + (7000 + 3513,21) ⋅ 0,87 = 16145,07 кгN1−3 = (11447,56 + 16602,44 − 13571,58) ⋅ 0,5 + (8400 + 3392,90) ⋅ 0,87 = 17499,03 кгF1−1 = 0,25 ⋅ 13630,59 = 3407,65 кг;F1−2 = 0,25 ⋅ 16145,07 = 4036,27 кг;F1−3 = 0,25 ⋅ 17499,03 = 4374,76 кг;(11447,56 + 16602,44 − 14946,58) ⋅ 0,87= 1,523407,65 + (4400 + 3736,65) ⋅ 0,5(11447,56 + 16602,44 − 14052,83) ⋅ 0,87к2 == 1,314036,27 + (7000 + 3513,21) ⋅ 0,5(11447,56 + 16602,44 − 13571,58) ⋅ 0,87к3 == 1,234374,76 + (8400 + 3392,90) ⋅ 0,5к1 =Лист34Поскольку устойчивость колеса грузового вагона гарантируется только прикоэффициенте устойчивости к ≥ 1,3, а в данном случае режим торможения стормозной силой 700 кН допустим, а с 1000 кН недопустим.

Характеристики

Список файлов ВКР