Расчет наружных пружин

3.3.2 Расчет наружных пружин

Нагрузка на пружину (согласно 3.9)

(кГс)

Статический прогиб пружины (согласно 3.10)

 (мм)

Касательные напряжения от кручения пружины (согласно 3.11)

 кГс/мм²,

где D - средний диаметр витка в см;

d - диаметр прутка в см.

Здесь (согласно 3.12)

.

Индекс пружины (согласно 3.13)

.

Полученное значение  необходимо сравниваем с допускаемым значением. Допускаемое касательное напряжение [τ] пружины при кручении как уже отмечалось выше составляет 500...550 МПа (50...55 кГс/мм²). Таким образом, расчётное значение напряжения оказалось меньше допускаемого (35,68 кГс/мм² < 50...55 кГс/мм²), т.е. условие выполняется. Жёсткость пружины (согласно 3.14)

 кГс/мм.

Эквивалентная жесткость винтовых и листовых рессор составляет

  (3.16)

 кГс/мм

4. Расчёт развески тележки

Развеска представляет собой распределение массы электровоза по отдельным колёсным парам и колёсам. Неравномерное распределение вертикальной нагрузки приводит к снижению тяговых свойств электровоза из-за боксования разгруженных колёсных пар и ухудшению динамики электровоза из-за перегрузки колёс или колёсных пар. Кроме того, ухудшается поперечная устойчивость электровоза при движении в кривых.

Различают продольную и поперечную развески. При продольной развеске достигаются одинаковые давления от колёсных пар на рельсы, при поперечной - одинаковые давления колёс.

Различают также статическую и динамическую развески. Статическая развеска - это развеска электровоза, стоящего на прямом горизонтальном участке пути. Динамическая развеска представляет собой распределение нагрузок по колёсным парам и колёсам при движении электровоза и реализации им силы тяги или торможения.

В курсовом проекте рассматривается продольная статическая развеска тележки электровоза. Целью расчёта развески является определение места расположения опор кузова на тележки и приходящихся на них нагрузок.

Схема для расчёта продольной развески трёхосной тележки приведена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 – Схема для расчета продольной развески трёхосной тележки электровоза

; (4.1)

 (мм);

; (4.2)

 (мм);

; (4.3)

 (мм);

; (4.4)

 (мм);

; (4.5)

 (мм);

; (4.6)

 (мм);

; (4.7)

 (мм);

Для определения нагрузок пользуемся следующими их ориентировочными значениями:

- масса передней концевой балки сварных рам несочленённых тележек Р₁= 100 кг;

- масса шкворневой балки сварных рам, которая несёт нагрузку от кузова и части тягового двигателя Р₂ = 600 кг;

- масса тягового двигателя ТЛ2К1 Р_дв = 5000 кг;

- интенсивность равномерно распределённой нагрузки двух совмещённых боковин рамы тележки q = 500 кГс/м.

Масса кузова Р_к, отнесённая к одной тележке, определяется как

, (4.9)

где  - число осей в тележке;

 - масса тележки.

. (4.10)

Здесь  - масса подрессоренных частей тележки.

; (4.11)

 (кг).

Тогда

 (кг),

 (кг).

Тогда реакция винтовых рессор на раму тележки в совмещённых точках подвешивания обеих боковин

, (4.12)

 (кг).

При опорно-осевом подвешивании точка приложения нагрузки от подрессоренной части тяговых двигателей не совпадает с центрами тяжестей поперечных балок.

Этим обусловлены сосредоточенные моменты М_д1, М_д2 изображённые на расчётной схеме рисунка 4.1.

, (4.13)

где а_i - расстояние от центра тяжести поперечной балки до точки подвешивания тягового двигателя на эту балку.

Для литой шкворневой балки сварной рамы электровоза ВЛ10 а₁ = а₂ = 0,295 м.

Тогда

 (кг*м),

Условие, обеспечивающее одинаковые давления от колёсных пар на рельсы, запишется уравнением

, (4.14)

(4.15)

Из этого уравнения можно определить место расположения опоры кузова на тележке х_к.

  (4.16)

 

Для проверки баланса сил, приложенных к раме и изгибающих моментов, необходимо составить уравнение

, (4.20)

(4.21)