Пояснительная записка (1224688), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

2.3 Действующие силы и закрепления

При движении локомотива в ходовой части возникают множество сил влияющие на работоспособность деталей ходовой части приводящие к износу деталей воспринимающие эти нагрузки.

Моторно-осевой подшипник воспринимает различные нагрузки:

• Динамические

• Статические

Помимо этих нагрузок МОП производит вращающий момент при движении локомотива. Все силы действующие на моторно-осевой подшипник не должны превышать номинальные значения для сохранения работоспособности данного узла.

Силы действующие на моторно-осевой подшипник имеют следующие допускаемые нагрузки:

• Динамическая грузоподъёмность С=1080кН

• Статистическая грузоподъёмность С=2173кН

Силы действующие на моторно-осевой подшипник на разных участках железнодорожного пути непостоянны, и изменяются в зависимости от определенных условий данного участка. Возникающие нагрузки на моторно-осевой подшипник на определенном участке пути были зафиксированы и приведены в виде диаграммы и показаны на рисунке 2.1, рисунке 2.2, рисунке 2.3. На данной диаграмме можно увидеть что нагрузки возникающие в моторно-осевом подшипнике хаотического возникновения, и все эти силы должны выдерживается данным узлом для нормальной работе.

Рисунок 2.1 – Силы реакций в узлах Моторно-осевой подшипник на 1 оси

Рисунок 2.2 – Радиальные силы реакций в узлах моторно-осевой подшипник на 1 оси

Рисунок 2.3 – Силы реакций в узлах Моторно-осевой подшипник на 1 оси

Во время движения моторно-осевой подшипник подвергается воздействию вертикальных, статистических и динамических усилий, Кроме того, при расчете оси учитываются силы и моменты, возникающие при передаче тягового момента от двигателя на колесную пару, а так же горизонтальные силы при движении в кривых и от давления ветра.

Рассматриваемые силы на моторно-осевой подшипник можно рассмотреть на рисунке 2.4. На этом рисунке можно рассмотреть что на оба моторно-осевых подшипника передается реактивное усилие от шестерни тягового двигателя, равное:

, (2.1)

Которое складывается с неподрессоренным весом тягового двигателя; величину последнего принимаем равной половине общего веса двигателя Pm. Таким образом, общее усилие, передвигаемое на моторно-осевой подшипник в точках D и F будет:

, (2.2)

где F_к.п.- сила тяги, F_к.п =164,5кН;

D_к- диаметр по кругу катания, D_к=1185;

R- радиус шестерни колесной пары, R=989,72

В местах запрессовки зубчатых колес на ось появляются силы P2, направленные вверх и равные:

, (2.3)

Подставив численные значения в формулу (2.2) получим

кН.

Подставив численные значения в формулу (2.3) получим

кН.

Знак минус указывает, что эта сила направлена вверх. При движении оси своим двигателем вперед

_P1

_P1

_P2

_P2

_D

_F

Рисунок 2.4 – Силы возникающие в моторно-осевом подшипнике.

Помимо моторно-осевого подшипника возникающие нагрузки под весом локомотива при движении и в неподвижном состоянии передаются через буксовый узел и колесной пары. Данный участок будет применен за зафиксированный участок колесной пары для расчетов действующих сил в SolidWorks.

3 ПОСТРОЕНИЕ 3D МОДЕЛИ

В данном разделе будет расписан процесс создания 3D модели. Отдельных частей, а также создание сборки которая будет передавать точные показания настоящей детали.

3.1 Детали

Конструкция моторно-осевого подшипника была приведена в разделе 2.1

Моторно-осевой подшипник был смоделирован и построен в программе SolidWorks. Все элементы моторно-осевого подшипника смоделированы с масштабом 1:1. Также материли из которого состоит данный узел были внесены с характеристики 3D модели.

3D модель моторно-осевого подшипника имеет вид указанный в рисунке 3.1

Рисунок 3.1 – Моторно-осевой подшипник смоделированный в программе SolidWorks

Сам моторно-осевой подшипник состоит из отдельных деталей приведенных на рисунке 3.2

Рисунок 3.2 – Моторно-осевой подшипник в с разнесенными частями

Первая часть моторного-осевого подшипника называется внутреннее кольцо. Оно монтируется на колесную ось путем горячей посадки на определённый участок оси. Внутреннее кольцо воспринимает на себя нагрузки от роликов качения позволяющие совершать момент вращения.

Внутреннее кольцо приведено на рисунке 3.3.

Ролики располагаются в пазах внутреннего кольца в количестве 30 штук на ряд. Ролики имеют вид цилиндрической формы представленные на рисунке 3.4. Они воспринимают на себя нагрузку от внешнего кольца и позволяют совершать момент вращения колесной пары. Для нахождения на равном расстоянии роликов используется устройство сепаратор имеющий специальную форму пазов для удержания роликов на местах. Сепаратор показан на рисунке 3.5 состоящий из латуни и соединен с внутренним кольцом посадкой с зазором позволяющий совершать движение относительно центра.

Внешнее кольцо располагается на роликах внутренней поверхностью имеющей форму скругления определенного радиуса. Позволяющий совершать радиальные перемещения. Внешняя поверхность опирается на поверхность двигателя для удержания его в необходимом положении и восприятии нагрузок от двигателя на колесную пару. Внешнее кольцо приведено на рисунке 3.6.

Рисунок 3.3 – Внутреннее кольцо спроектированное в программе SolidWorks

Рисунок 3.4 – Ролики спроектированное в программе SolidWorks

Рисунок 3.5 – Сепаратор спроектированный в программе SolidWorks

Рисунок 3.6 – Внешнее кольцо спроектированное в программе SolidWorks

3.2 Сборка

Детали описанные выше в сборке образуют моторно-осевой подшипник. На колесной паре моторно-осевой подшипник устанавливается в количестве 2 штук. Моторно-осевой подшипник показан на рисунке 3.7, а их расположение на оси на рисунке 3.8.

Рисунок 3.7 – Моторно-осевой подшипник спроектированное в программе SolidWorks

Рисунок 3.8 – Ось колесной пары с моторно-осевыми подшипниками спроектированное в программе SolidWorks

3.3 Разрезы

Для более подробного рассмотрения конструкции моторно-осевого подшипника будут представлены подшипника в разрезах на рисунке 3.9, рисунке 3.10 и рисунке 3.11.

Рисунок 3.9 Разрез моторно-осевой подшипника спроектированного в программе SolidWorks

Рисунок 3.10 – Разрез моторно-осевой подшипника спроектированного в программе SolidWorks

Рисунок 3.11 – Разрез моторно-осевой подшипника спроектированного в программе SolidWorks

Рисунок 3.12 – Разрез моторно-осевого блока спроектированного в программе SolidWorks

4 Анализ 3D модели

Данный раздел позволит показать все напряжения и деформации возникающие в исследуемой модели под нагрузками возникающие при движении электровоза.

4.1 Постановка условий задач

Построении 3D модели в программе SolidWorks позволяет визуально отобразить все компоненты моторно-осевого подшипника и их расположение. Дальнейшее изучение моторно-осевого подшипника представляет собой постановку условий задач для формирования большинства действующих сил на исследуемый объект в пакете Simulation.

Для постановки задач необходимо произвести компоновку всех элементов, граней, соединений и фиксацию отдельных частей модели.

Для расчета модели на прочность необходимо удостоверится в исправности модели на отсутствии интерференции, выбора материала , отсутствия зазоров и полной неподвижности модели. Готовая модель представлена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Готовая модель для статического расчета в программном пакете Simulation

Для расчета модели на статическую прочность при различных нагрузках необходимо жестко зафиксировать модель в местах крепления колесных пар и зубчатых шестернях показанных на рисунке 4.1.

После всех выполненных действий можно приступать к постановкам условий задач на статическую и ударную прочность.

Задача №1

Первая задача представляет собой условия при котором электровоз будет находится в полном покое, и все возникавшие силы будут действовать равномерно на каждый моторно-осевой подшипник на оси колесной пары направленные на вершины внешних колец.

В данном условии на исследуемый объект будет действовать только одна сила P1 направленная перпендикулярно земле и имеет величину в размере P1=344,116кН показанная на рисунке 4.2. Возникающая из за давления веса тягового электрического двигателя на моторно-осевой подшипник.

_P1

_P1

Рисунок 4.2 Силы возникающие в 1 задаче.

Задача №2

Вторая задача исследует условия при движении электровоза с установившейся номинальной скоростью электровоза с передачей тяговой нагрузки от тягового электрического двигателя на зубчатую шестерню оси следовательно и на моторно-осевой подшипник направленная перпендикулярно земли в противоположном направлении силы тяжести.

В данном условии помимо сил P1 возникавших на моторно-осевых подшипниках от веса тягового электрического двигателя возникает еще одна сила P2 направленно противоположно силе P1 на первой оси колесной пары при движении вперед. Следовательно на второй оси колесной пары сила будет направлена по направлению силы P1 при движении вперед. При движении в обратном направлении сила P2 меняет свое направление. Сила Р2=51,94кН, а также направление сил показаны на рисунке 4.3.

_P1

_P1

_P2

_P2

Рисунок 4.3 Силы возникающие в 2 задаче.

Задача №3

В третьей задаче будут исследованы нагрузки возникающие при движении в кривых с установившейся номинальной скоростью и их последствиями вызванные в моторно-осевом подшипнике при данных условиях. А так же учитывая силы возникающие при движении вперед.

Характеристики

Список файлов ВКР