РОЗРАХУНОК БІЧНОЇ РАМИ ВІЗКА

4. РОЗРАХУНОК БІЧНОЇ РАМИ ВІЗКА

4.1 Навантаження, що діють на бічну раму

Вертикальне статичне навантаження

, (4.1)

де  - навантаження від осі на рейки,  кН;

 - вага колісної пари з буксами,  т.

 кН.

Вертикальне навантаження вважаємо прикладеним і зосередженим в центрах встановлення пружин.

, (4.2)

де  - кількість пружин в ресорному комплекті, .

 кН.

Навантаження від пружин дорівнюють

 кН;  кН

Вертикальне динамічне навантаження

, (4.3)

де  - коефіцієнт вертикальної динаміки, що визначається за формулою

, (4.4)

де  - середнє значення коефіцієнта вертикальної динаміки;

 - параметр розподілення, ;

 - довірильна ймовірність, .

, (4.5)

де  - коефіцієнт для не обресорених частин візка, ;

 - коефіцієнт, що враховує вплив кількості осей (n) у візку

;

 - максимальна швидкість руху вагона,  м/хв;

 - статичний прогин ресорного комплекту, .

 кН.

Вертикальна складова від сили інерції при гальмуванні

1)  виходячи із уповільнення 0,2q

, (4.6)

де  - вага брутто вагона,  кН;

 - відстань від осі колісної пари до центра мас кузова вагона,  м;

 - база вагона,  м.

 кН.

2)  при понижених швидкостях руху, виходячи із уповільнення 3q

, (4.7)

 кН.

Горизонтальні сили

Сила вітру

, (4.8)

де  - тиск вітру,  Па;

 - бічна проекція кузова вагона, .

 кН.

Відцентрова сила

, (4.9)

 кН.

Сумарне горизонтальне навантаження на бічну раму

, (4.10)

 кН.

Вертикальна складова на раму від дії горизонтальної сили

Рисунок 4.1 Схема навантажень

Відцентрова сила від ваги кузова

, (4.11)

де  кН.

 кН.

Сумарна бічна сила, що діє на кузов

, (4.12)

 кН.

Визначаємо центр прикладення сили  відносно осі колісної пари

, (4.13)

 м

Із умови рівноваги кузова випливає:

,

.

де  - жорсткість ресорного комплекту.

, (4.14)

де  - число ресорних комплектів на одному боці вагона, ;

 - жорсткість ресорного комплекту,  МН/м.

Зусилля на бічні рами визначаємо за формулою

, (4.15)

 кН.

Повздовжнє навантаження при гальмуванні

а) виходячи із уповільнення 0,2q

, (4.16)

 кН.

б) виходячи із уповільнення 3q

, (4.17)

 кН.

Сумарне вертикальне навантаження

за I режимом

, (4.18)

 кН.

за III режимом

, (4.19)

 кН.

Сумарний коефіцієнт вертикальної динаміки

, (4.20)

Визначення навантажень на бічну раму від напрямляючи зусиль рейок, сил тертя між колесами і рейками, а також горизонтальних зусиль, що обумовлені бічними навантаженнями.

При визначені навантажень приймаємо наступні припущення:

- вертикальні навантаження коліс на рейки рівні між собою;

- горизонтальні сили діють в одній площині;

- рама візка жорстка, колісні пари не зміщуються відносно рами.

Рисунок 4.2 - Схема проміжного положення візка в кривій

 - сила тертя між колесом і рейками

, (4.21)

де  - вертикальне навантаження колеса на рейку, приймаємо рівним вазі вагона брутто, що припадає на одне колесо,  кН;

 - коефіцієнт тертя між колесом і рейкою, ;

 - кути, що утворені радіус-векторами, проведеними із полюса повороту до точок контакту колес з рейками і повздовжньою віссю візка;

 - відстань між кругами кочення коліс,  мм;

 - база візка,  мм;

 - відстань від полоси повороту до середини бази візка;

 - горизонтальна реакція рейки на гребінь колеса;

 - бічне навантаження на п’ятник, рівне сумі відцентрової сили вагону і тику вітру на кузов.

, (4.22)

 кН.

 кН.

Величина напрямляючого зусилля  і положення полюса повороту визначається з рівняння рівноваги сил

 (4.23)

, (4.24)

 см, [4], гл. 5

;

;

;

;

По формулі (5.23) визначаємо значення

 кН

Рисунок 4.3 - Схема сил, що діють на колісні пари при руху візка в кривій

Сили, що діють на візок при русі в кривій визначаємо наступним чином:

, (4.25)

 кН.

, (4.26)

 кН.

, (4.27)

 кН.

, (4.28)

 кН.

, (4.29)

 кН.

, (4.30)

 кН.

, (4.31)

 кН.

, (4.32)

 кН

Повздовжня сила, що діє на бічну раму, дорівнює

, (4.33)

 кН.

Горизонтальна сила, що діє на бічну раму

 кН.

Реакція на колонки бокової рами від сили  кН

, (4.34)

де  - розрахункова ширина ресорного проєму,  см.

 кН,

 кН.

Рамна сила

, (4.35)

де  - осьове навантаження,  кН;

 - коефіцієнт горизонтальної динаміки.

, (4.36)

де  - середнє значення коефіцієнта горизонтальної динаміки;

 - довірильна ймовірність, .

, (4.37)

де  - коефіцієнт що враховує вплив кількості осей, ;

 - коефіцієнт, що враховує тип ходових частин вагона,  для вантажних вагонів на без люлечних візках з великою горизонтальною жорсткістю підвішування;

 - швидкість руху вагона,  м/с.

 кН.