Медведев М.А. полный (1229009), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Перечисленныедефекты снижали предел усталости корпусов приблизительно на 10%, но принеблагоприятном расположении дефектов это снижение может оказатьсябольшим. 20 Поэтому в высоконагруженных зонах корпусов, отмеченных нарисунках 20 римской цифрой I, нельзя допускать наличия 20 литейных дефектовметалла или исправления их электросваркой. 2021 20Рисунок 2.10– Напряжение на своде между корпусом и плечом буксы2.6 Материал буксового узла тепловоза 2ТЭ116Буксовый узел работает в неблагоприятных атмосферных условиях, егоокружает: запыленная в сухую погоду и заснеженная или влажная( при осадках)среда, с большим диапазоном 34 перепадов температуры окружающего воздуха.Условия работы предъявляют высокие требования к буксовым узламтепловозов.
Они должны быть надежными в эксплуатации, экономичными визготовлении, текущем 34 обслуживание и ремонту.В таблице 2.1 представлены используемы материалы для изготовлениябуксового узла.Таблица 2.1 Материалы используемые для изготовления буксового узлаНазвание деталиКол-во деталей наодном узле, штМатериалКорпус 1 Сталь 25ЛЛабиринтное кольцо 1 Сталь 1522Задняя крышка 1 Сталь 15Роликов в подшипнике 15 Сталь ШХ15Кольцо внутренее 2 Сталь ШХ15Кольцо наружнее 2 Сталь ШХ15Сеппаратор 2 ЛатуньКольца дистанционные 2 Сталь ВСт3псПередняя крышка 1 Сталь 20ЛПоводок 2 Сталь 35ЛДля произведения расчетанеобходимы коэффициенты и различные модулиданных материалов такие как: модуль упругости, коэффициент Пуассона,модуль сдвига, массовая плотность, предел текучести.Таблица 2.2 Параметры материаловМатериалМодульупругости,Н/мм^2КоэффициентПуассонаМодульсдвига,Н/мм^2Массоваяплотность, кг/м^3Пределтекучести,Н/мм^2Сталь 25Л 200000 0,3 80000 7830 240Сталь 15 201000 0,21 83000 7850 215ШХ15 211000 0,31 80000 7812 390Латунь 100000 0,33 85000 8500 239Сталь 20Л 201000 0,29 78000 7850 220Окончание таблицы 2.2МатериалМодульупругости,Н/мм^2КоэффициентПуассонаМодульсдвига,Н/мм^2Массоваяплотность, кг/м^3Пределтекучести,Н/мм^2Сталь 35Л 212000 0,29 82000 7830 28023ВСт3пс 213000 0,29 80000 7900 2453.
ПОСТРОЕНИЕ 3D МОДЕЛИ БУКСОВОГО УЗЛА3.1 Описание программы SolidWorks 37SolidWorks – программный комплекс САПР для автоматизации работпромышленного предприятия на этапах конструкторской и технологическойподготовки производства. Обеспечивает разработку изделий любой степенисложности и назначения. Работает в среде Microsoft Windows. 22 СистемаSolidWorks стала первой САПР, поддерживающей твердотельное моделированиедля платформы Windows.Решаемые задачи:Конструкторская подготовка производства (КПП):3D проектирование изделий (деталей и сборок) любой степенисложности с учётом специфики изготовления.Создание конструкторской документации в строгом соответствиис ГОСТ.Промышленный дизайн.Реверсивный инжиниринг.Проектирование коммуникаций (электрожгуты, трубопроводы и пр.).Инженерный анализ: прочность, устойчивость, теплопередача,частотный анализ и 22 другое.Экспресс-анализ технологичности на этапе проектирования.Подготовка данных для ИЭТР.Управление данными и процессами на этапе КПП.Технологическая подготовка производства (ТПП):Проектирование оснастки и прочих средств технологическогооснащения.
2224Анализ технологичности конструкции изделия.Анализ технологичности процессов изготовления (литье пластмасс,анализ процессов штамповки, вытяжки, гибки и пр.).Разработка технологических процессов по ЕСТД.Материальное и трудовое нормирование.Механообработка: разработка управляющих программ для станков сЧПУ, верификация УП, имитация работы станка. Фрезерная, токарная, токарнофрезерная и электроэрозионная обработка, лазерная, плазменная игидроабразивная резка, вырубные штампы, координатно-измерительныемашины.Управление данными и процессами на этапе ТПП.Управление данными и процессами:Работа с единой цифровой моделью изделия.Электронный технический и распорядительный документооборот.Технологии коллективной разработки.Работа территориально-распределенных команд.Ведение архива технической документации по ГОСТ.Проектное управление.Защита данных.
ЭЦП.Подготовка данных для ERP, расчет себестоимости. 22Для 47 прочностного расчета мы будем использовать пакет из семействодополнительных модулей инженерного анализа, а именно SolidWorksSimulation. SolidWorks Simulation – Расчет на прочность конструкций (деталей исборок) в упругой зоне.3.2 22 Построение деталей модели буксового узлаДля построения 3D моделей мы используем чертежи взятые спроизводства. Что бы построить объемные модели частей нашего узла,использовался пакет инструментов для чертежей, а так же для построения 3D25моделей. В итоге были построены следующие модели деталей:1. Корпус буксового узла (рисунок 3.1).Рисунок 3.1 – 3D модель корпуса буксового узла: а – вид сбоку; б – видспереди; в – вид сверху2. Лабиринтное кольцо (рисунок 3.2).26Рисунок 3.2 – 3D модель лабиринтного кольца: а – вид сбоку; б – видспереди; в – изометрический вид3.
Задняя крышка (рисунок3.3).Рисунок 3.3 – 3D модель задней крышки: а – вид сбоку; б – вид спереди; в –изометрический вид4. Передняя крышка (рисунок 3.4). Для улучшения дальнейшего расчетапередняя крышка упрощена.абвабв27Рисунок 3.4 – 3D модель передней крышки: а – вид сбоку; б – вид спереди; в– изометрический вид5. Роликоподшипник (рисунок3.5 а), который состоит из пятнадцати роликов(рисунок 3.5 г), сепаратора ( рисунок 3.5 б), внутреннего и наружного колец(рисунок3.5 в и рисунок 3.5 д).Рисунок 3.5 – 3D модель: а – роликоподшипник в сборке; б – сепаратор; в –наружное кольцо; г – ролик; д – внутреннее кольцо6. Наружное и внутреннее кольца(рисунок 3.6 а и рисунок 3.6 б).абвгдабв28Рисунок 3.6 – 3D модель: а – Наружное кольцо; б – Внутреннее кольцо7.
Буксовый поводок(рисунок 3.7).Рисунок 3.7 – 3D модель буксового поводка: а – вид сверху; б – вид сюоку; в– изометрический вид3.3 Сборка модели буксового узлаабабв29После построения всех деталей модели буксового узла в программеSolidWorks производится сборка модели буксового узла тепловоза 2ТЭ116.Сборка производится в соответствии с нормативами сборки буксового узла приремонте. На лабиринтное кольцо одевается задняя крышка, далее к заднейкрышке прилегает роликоподшипник, после которого надеваютсядистанционные кольца, потом еще один роликоподшипник. После чего на двароликоподшипника и наружное дистанционное кольцо одевается корпус буксыдо задней крышки. Далее с торца корпуса буксы одевается передняя крышка.На рисунках 3.7-3.9 предоставлена модель буксового узла в разных проекциях.Рисунок 3.7 – 3D модель сборки буксового узла вид спереди30Рисунок 3.8 – 3D модель сборки буксового узла вид сбокуРисунок 3.9 – 3D модель сборки буксового узла3.4 Разрезы сборки буксового узла тепловоза 2ТЭ116Разрезы сборки буксового узла мы создаем для наилучшего визуальногопонятия как выглядит данная модель.На рисунке 3.10 показаны сечения А-А, Б-Б и В-В.31Рисунок 3.10 – Сечения буксового узла: а – простой фронтальный разрез; б –простой горизонтальный разрез; в – простой профильный разрезИзучив сечения буксового узла тепловоза 2ТЭ116, на рисунке 3.10, можносделать вывод что данная модель полностью соответствует реальномубуксовому узлу и можно производить анализ прочности под статическими идинамическими нагрузками.4 ПРОЧНОСТНОЙ АНАЛИЗ 3D МОДЕЛИ БУКСОВОГО УЗЛАТЕПЛОВОЗА 2ТЭ1164.1 Постановка условий задач для исследованияВ данном исследовании будет поставлено три основных задачи:1) Движение по прямому и без стыковому пути (рисунок 4.1);абс32Рисунок 4.1 - Схема нагрузок на буксовый узел при движение по прямому ибез стыковому пути2) Движение в прямой, на стыке рельсов (рисунок 4.2);Рисунок 4.2 - Схема нагрузок на буксовый узел при движение в прямой, настыке рельсов3) Движение в кривой, на стыке рельс (рисунок 3).33Рисунок 4.3 - Схема нагрузок на буксовый узел при движение в кривой, настыке рельсСтатическая нагрузка - это действующий вес P тепловоза на буксу, котораядействует вертикально на данный узел.
Нагрузку P мы принимаем 95 кН.Данная сила прикладывается на плечи корпусов.При прохождении локомотивом по прямому, стыковому пути из стыковмежду рельсами статическая сила возрастает на 20 - 30 %. На рисунке 4.4предоставлен график зависимости веса локомотива от времени припрохождению стыков рельсов в различных состояниях.Рисунок 4.4 - График зависимости P(t)Динамические силы - это силы действующие в продольно горизонтальномнаправление данного узла, а именно сила тяги Fтяг и обратная сила, силаторможения Bторм. В исследование будет использована сила тяги, которая равна30кН.
Силы устанавливаем в месте крепления поводков с тележкой.Так же проводится закрепление деталей буксового узла, которыенапрессовываются на ось колесной пары, а именно: два внутренних кольцароликоподшипника, внутреннее дистанционное кольцо и лабиринтное кольцо.Буксовые поводки тоже подвергаются закреплению жесткой заделкой, для того34что бы ограничить их свободное перемещение. Так же создаём набор контактов,взаимодействующих между друг другом деталей. Далее создаётся сеткавысокой точности на основе кривизны.4.2.
Анализ полученных результатовПосле того как были занесены все параметры в наше исследование впрограмме был произведен расчет трёх задач, для буксового узла тепловоза2ТЭ116.На рисунке 4.5 и рисунке 4.6 предоставлены результат исследованиядвижения буксового узла по прямому без стыковому пути. На данных рисункахвидно что максимальное напряжение равно 316 МПа, возникающие на сводемежду корпусом буксового узла и одного из плеч.Рисунок 4.5 - Исследование движения модели буксового узла по прямому ибез стыковому пути35Рисунок 4.6 - Исследование движения модели буксового узла по прямому ибез стыковому путиВторой задачей было исследование движения буксового узла в прямой вмомент проезда по стыку рельс. Результаты предоставлены на рисунке 4.7 и 4.8.В данном случае большие напряжения возникают в том же месте, что и впервом случае, но только разница в величине. При условие движения буксовогоузла по прямому пути во время наезда на стык между рельсов напряжениесоставляет 417 МПа, что в 1.3 раз больше чем в первом случае.Рисунок 4.7 - Исследование движения модели буксового узла в прямой вмомент проезда по стыку рельс36Рисунок 4.8 - Исследование движения модели буксового узла в прямой вмомент проезда по стыку рельсТретье условие исследования было прохождение буксового узла по кривомупути на стыке рельс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
