4 Анализ 3D модели МОП (1231862), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

- все детали моторно-осевого подшипника имеют необходимый коэффици­ент запаса прочности – не менее установленного ;

- наибольший коэффициент запаса прочности имеет деталь, имитирующая пакет нижних прокладок между буксой МОП и остовом тягового электродвигателя;

- наименьший коэффициент запаса прочности имеет деталь, имитирующая баббитовый слой вкладыша с окном. Коэффициент запаса прочности равен трем, при этом баббитовый слой данного вкладыша испытывает наибольшее напряжение в сборке.

Эпюра распределение запаса прочности элемента, имитирующего баббитовый слой вкладыша с окном, изображен на рисунке 4.15.

Рисунок 4.15 – Распределение запаса прочности баббитового слоя вкладыша с окном

4.3 Выводы по результатам расчетов

Цель расчетов на прочность – определение размеров элементов конструк­ций, при которых она не разрушается под действием приложенных нагрузок и имеет необходимый запас прочности, не нарушающий условий эксплуата­ции [3].

Расчет на прочность производится по допускаемому коэффициенту запаса прочности. Данная методика основывается на проверке коэффициента запаса прочно­сти, причём вводится допускаемое значение этого коэффициента:

, (4.4)

Коэффициент запаса прочности принимают по отношению к пределу теку­чести:

, (4.5)

Допускаемые напряжения для различных материалов нормируются, при этом условие прочности:

, (4.6)

Естественно, что эти формулы позволяют выполнить лишь приближенную оценку прочности, что объясняется неадекватностью расчетных схем реальны­ми системами, не учётом влияния технологических особенностей изготовления деталей на их напряженное состояние, изменчивостью характеристик нагружен­ности и прочности вследствие старения и износа детали [3].

По полученным результатам проведенных трех исследований упрощенной модели моторно-осевого подшипника электровоза 2(3)ЭС5К можно сделать следующие выводы:

а) наименьший коэффициент запаса прочности во всех трех исследованиях имеет баббитовый слой вклады­ша с окном:

1) анализируя полученные результаты исследования нагрузки от веса тягово­го электродвигателя выявлено, что коэффициент запаса прочности баббитового слоя данного вкладыша равен 32;

2) при исследовании нагрузки моторно-осевого подшипника в максималь­ном режиме тяги, установлено, что коэффициент запаса прочности баббитово­го слоя данного вкладыша равен 2;

3) при исследовании нагрузки моторно-осевого подшипника в максималь­ном режиме тяги в обратном направлении, установлено, что коэффициент запаса прочности баббитового слоя данного вкладыша равен 3.

б) максимальные эквивалентные напряжения по VonMises во всех трех исследовани­ях возникают в следующих деталях МОП:

1) при нагрузке МОП от веса тягового электродвигателя, в детали, имитирую­щей часть остова тягового электродвигателя, возникает напряже­ние 6,89 МПа, при этом предел текучести материала данной детали равен 282 МПа;

2) при нагрузке МОП в максимальном режиме тяги, в детали, имитирую­щей баббитовый слой вкладыша с окном, возникает напряжение 39,15 МПа, при этом предел текучести материала данной детали равен 86 МПа;

3) при нагрузке МОП в максимальном режиме тяги в противоположном направлении, в детали, имитирующей баббитовый слой вкладыша с окном, возникает напряжение 26,07 МПа, при этом предел текучести материала данной детали равен 86 МПа.

Таким образом, результаты исследований моторно-осевого подшипника электровоза 2(3)ЭС5К в среде SolidWorks Simulation показали, что наименьший коэффициент запаса прочности во всех трех исследованиях и максимальные эквивалент­ные напряжения по VonMises в двух исследованиях имеет деталь, имитирующая баббитовый слой вклады­ша с окном. При этом, коэффициент запаса прочности данного элемента и всех остальных деталей моторно-осевого подшипника больше или равен 2 – принятого коэффициента запаса прочности по отношению к пределу текучести. Следовательно, моторно-осевой подшипник электровоза 2(3)ЭС5К имеет необходимый запас прочности, не нарушающий условий эксплуата­ции и является работоспособной конструкцией, элементы которой имеют размеры, при которых она не разрушится под действи­ем веса тягового электродвигателя и максимального режима тяги в обоих направлениях при скорости равной 0 (момент пуска).

В ходе анализа конструкции моторно-осевого подшипника электровоза 2(3)ЭС5К, установлено, что букса МОП имеет две сообщающиеся камеры Б и В (рисунок 2.1), предназначенные для заправки смазкой (маслом). Данные камеры предназначены только для данной цели и силовой нагрузки данные камеры не испытывают. При этом толщина наружных стенок обоих камер составляет 10 мм. Результаты проведенных исследований показали, что максимальное эквивалент­ное напряжение по VonMises детали имитирующей буксу МОП составля­ет 6,8 МПа (в задаче №3), при этом предел текучести стали Л25, из которой изготовлена букса, составляет 282 МПа.

С целью уменьшения веса МОП, экономии материала и прочих затрат предлагает­ся уменьшить толщину наружных стенок камер Б и В на 5мм.

Модернизированная конструкция упрощенной 3D-модели буксы МОП, с толщиной наружных стенок камер Б и В равной 5 мм, изображена на рисунке 4.16.

Рисунок 4.16 – Модернизированная конструкция буксы МОП

Расчет усовершенствованной конструкции упрощенной 3D-модели буксы МОП выполнен в среде SolidWorks Simulation 2014 SP5 в условиях, аналогичных предыдущим трем исследованиям. Информация о результатах анализа – максималь­ных узловых напряжений , пределе текучести материала , коэффициен­тов запаса прочности модернизированной конструкции упрощен­ной 3D-модели буксы моторно-осевого подшипника электровоза 2(3)ЭС5К приведе­на в таблице 4.7.

Таблица 4.7 – Результаты исследования модернизированной модели буксы

Эпюра эквивалентных напряжений по VonMises (результат исследования № 6) представлена на рисунке 4.17.

Рисунок 4.17 – Эпюра максимальных эквивалентных напряжений по VonMises модернизированной буксы МОП

Из таблицы результатов исследования усовершенствованной модели упрощен­ной буксы МОП видно, что максимальные узловые напряжения не превышают предела текучести материала, коэффициент запаса прочности не превышает 2. Все остальные детали МОП в проведенных исследованиях показали аналогич­ные результаты.

Общий вид 3D-модели модернизированной буксы моторно-осевого подшипника электровоза 2(3)ЭС5К с восстановленными скруглениями, отверстия­ми и прочими элементами конструкции представлен на рисунке 4.18.

Рисунок 4.18 – Модернизированная букса МОП

В результате выполненной модернизации масса буксы моторно-осевого подшипника электровоза 2(3)ЭС5К уменьшена на 7,212 кг, объем стали умень­шен на 921134 мм³.

Конструкция моторно-осевого подшипника электровоза 2(3)ЭС5К до и после модернизации обеспечивает необходимый запас прочности в пределах точности принятой расчетной схемы.

№ документа

Лист

Изм

Лист

Подпись

Дата

ДП 190303.65.К14-ЭТЖД-687в.ПЗ

108

Характеристики

Список файлов ВКР