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

Текст из файла (страница 8)

Наряду с поперечным подрессориванием кузова на всех тележках с подвешиванием флексикойл предусмотрена так­же упругая поперечная связь колесной пары с рамой те­лежки.

С целью уменьшения отрицательного влияния момента сил тяги на перераспределение нагрузки по осям на локо­мотивах с подвешиванием флексикойл применяют низко рас­положенные над плоскостью головок рельсов тяговые по­водки или наклонные поводки с точкой пересечения линии их продолжения, находящейся близко к плоскости головок рельсов, или низкий шкворень.

Расположение шкворневой связи ниже центра тяжести подрессоренных масс тележки способствует возникновению продольных колебаний тележки, что в свою очередь при­водит к увеличенному скольжению колес. Поэтому для улучшения продольной динамики тележек с низким шквор­нем в шкворневом узле в направлении передачи тяговых усилий применяют резиновые элементы. При этом шквор­невой узел тележек с подвешиванием флексикойл должен проектироваться с учетом обеспечения кинематической сво­боды перемещений кузова относительно тележек во всех трех плоскостях.

Стремление ограничить зазоры между осью колесной пары и полым валом тягового двигателя, имеющего опор­но-рамную подвеску, а также желание получить хорошую вертикальную динамику привели к тому, что большая часть статического прогиба рессорного подвешивания у тележек с подвешиванием флексикойл приходится на вторую ступень подрессоривания. Мягкое рессорное подвешивание второй ступени способствует валкости кузова.

На тележках с подвешиванием флексикойл эта проблема довольно легко решается путем увеличения поперечного расстояния между пружинами боковых опор кузова. Кроме того, боковая качка может быть уменьшена, если плос­кость верхних торцов поддерживающих кузов пружин рас­положить ближе к центру тяжести кузова. С этой целью пружины боковых опор кузова необходимо помещать непосредствен­но сверху боковин рам тележек.

4 АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПРУЖИН ФЛЕКСИКОЙЛ НА ИХ РАБОТУ

4.1 Влияние конструктивных параметров пружин Флексикойл на горизонтальную жесткость

Используя расчет, выполненный в программе Maple (глава 3), проведем анализ влияния таких параметров пружин как диаметр прутка , средний диаметр пружины , число рабочих витков , высота пружины в свободном состоянии , рабочая нагрузка на пружину на горизонтальную жесткость пружин Флексикойл. Анализ выполним совместно с расчетом вертикальной жесткости пружин с целью выяснения как указанные конструктивные параметры влияют на вертикальную жесткость и в какой степени.

При анализе указанных параметров, принималось условие – изменялся один параметров при постоянных других, которые принимались рассчитанным значениям в 3 разделе (таблица 3.1).

На рисунке 4.1 показаны зависимости вертикальной и горизонтальной жесткости пружины от диаметра прутка.

Из графиков следует, что при увеличении диаметра прутка пружины жесткости увеличиваются. Вертикальная жесткость пружины находится в более сильной зависимости, чем горизонтальная.

На рисунке 4.2 показаны зависимости вертикальной и горизонтальной жесткости пружины при изменении среднего диаметра пружины .

Из графиков следует, что при увеличении среднего диаметра пружины жесткости снижаются, однако горизонтальная жесткость пружины очень мало зависит при изменении среднего диаметра пружины от 100 до 350 мм, чего нельзя сказать о вертикальной жесткости.

Рисунок 4.1 – Зависимости вертикальной и горизонтальной жесткости пружины от диаметра прутка

Рисунок 4.2 - Зависимости вертикальной и горизонтальной жесткости пружины от среднего диаметра пружины

На рисунке 4.3 показаны зависимости вертикальной и горизонтальной жесткости пружины при изменении рабочего числа витков пружины .

Рисунок 4.3 - Зависимости вертикальной и горизонтальной жесткости пружины от рабочего числа витков

Из графиков следует, что при увеличении количества рабочих витков пружины от 5 до 10 - жесткости снижаются. Вертикальная жесткость пружины выше горизонтальной примерно на 60% и характер их изменения аналогичен.

На рисунке 4.4 показаны зависимости вертикальной и горизонтальной жесткости пружины при изменении высоты пружины в свободном состоянии .

Из графиков следует, что вертикальная жесткость не зависит от высоты пружины в свободном состоянии, а горизонтальная жесткость при увеличении высоты пружины от 500 до 900 мм – снижается с 400 кН/м до 100 кН/м.

Главная особенность работы пружины в горизонтальном направлении является то, что ее горизонтальная жесткость зависит от вертикальной нагрузки на пружину. Вертикальная жесткость не зависит от этой силы.

Рисунок 4.4 - Зависимости вертикальной и горизонтальной жесткости пружины от рабочего числа витков

На рисунке 4.5 показана зависимость горизонтальной жесткости пружины при изменении вертикальной силы, действующей на пружину . Как видно из графика, при увеличении вертикальной нагрузки на пружину ее горизонтальная жесткость существенно снижается.

Рисунок 4.5 - Зависимость горизонтальной жесткости пружины от вертикальной нагрузки

4.2 Влияние конструктивных параметров пружин Флексикойл на касательные напряжения

Выполним анализ влияния параметров пружин на максимальные касательные напряжения, действующие во внутренних точках витков. Эти напряжения лежат в плоскости поперечного сечения витка и определяют прочность пружины.

Используя программу для расчета пружин в Maple, проведем расчет вертикальных , горизонтальных и суммарных касательных напряжений.

Пружины Флексикойл находятся в более сложных условиях, так как они испытывают суммарные касательные напряжения. На рисунке 4.10 показаны зависимости касательных напряжений от диаметра прутка пружины.

Рисунок 4.10 – Зависимости касательных напряжений от

диаметра прутка

Из приведенного графика следует, что горизонтальные касательные напряжения мало изменяются с изменением диаметра прутка от 45 до 65 мм.

Рисунок 4.11 – Зависимости касательных напряжений от среднего диаметра пружины

На рисунке 4.11 показаны зависимости касательных напряжений от среднего диаметра пружины. Из которого следует, что при увеличении среднего диаметра пружины – вертикальные касательные напряжения увеличиваются, то есть прочность снижается, а горизонтальные касательные напряжения уменьшаются незначительно, то есть прочность увеличивается.

На рисунке 4.12 показаны зависимости касательных напряжений от количества рабочих витков пружины .

Из рисунка 4.12 следует, что вертикальные касательные напряжения не зависят от количества рабочих витков, в свою очередь горизонтальные напряжения с увеличением количества витков – увеличиваются (прочность снижается).

На рисунке 4.13 показаны зависимости касательных напряжений от высоты пружины в свободном состоянии .

Рисунок 4.13 – Зависимости касательных напряжений от количества высоты пружины в свободном состоянии

Рисунок 4.12 – Зависимости касательных напряжений от количества рабочих витков

Рисунок 4.14 – Зависимости касательных напряжений от вертикальной нагрузки на пружину

Характер изменения кривых касательных напряжений при изменении высоты пружины в свободном состоянии (рисунок 4.13), аналогичен характеру при изменении количества рабочих витков (рисунок 4.12).

Рисунок 4.15 – Зависимости касательных напряжений от горизонтальной нагрузки на пружину

На следующих двух рисунках (4.14 и 4.15) показаны зависимости касательных напряжений при изменении вертикальной нагрузки на пружину и горизонтальной . Из графиков следует, что при увеличении вертикальной нагрузки на пружину горизонтальные касательные напряжения изменяются не существенно, вертикальные касательные напряжения значительно зависят от вертикальной нагрузки. Горизонтальная нагрузка не влияет на вертикальные касательные напряжения и соответственно существенно зависит на горизонтальные напряжения, то есть на прочность пружины.

При расчете пружин на прочность исходят из того, что максимальное касательное напряжение от действия нагрузки не должно превышать допускаемое касательное напряжение , которое составляет 750 мПа. В связи с этим прочность оценивается коэффициентом запаса статической прочности, который для пружин поперечного сдвига определяется как

. (4.1)

Допустимое значение этого коэффициента рекомендуется принимать не менее 1,5 – 1,6 [6].

Характеристики

Список файлов ВКР