Расчетные нагрузки на тележку

Лекция 10. Расчет основных деталей тележек

Момент трения, передаваемый на тележку при ее повороте относительно кузова в плане, рекомендуется определять по формуле:

(10.1)

где – масса вагона брутто;

– масса одной тележки;

– двухсторонняя коничность поверхности катания колеса;

– расстояние между кругами катания;

– диаметр колеса по кругу катания;

– скорость движения вагона;

– угол поворота тележки за счет зазоров в рельсовой колее;

,

где – база тележки;

– среднее значение поперечного зазора колесной пары в рельсовой колее на прямом участке пути, .

Расчет на прочность узлов и деталей тележки осуществляется на действие расчетных нагрузок. Расчет осуществляется по допускаемым напряжениям и деформациям, а так же на сопротивление усталости. При этом расчет осуществляется для двух расчетных режимов I и III, соответствующих таблице.

В соответствии с таблицей при режиме I.

(10.2)

Аналогично при режиме III вертикальная нагрузка Р_III определяется равенством

(10.3)

Вертикальная статическая нагрузка от вагона брутто определяется по формуле

(10.4)

где – число осей вагона;

– осевая нагрузка брутто;

– собственная сила тяжести одной тележки.

Формула учитывает, что кузов вагона поддерживается двумя тележками

 

Наименование нагрузки	обозначение	Расчетные режимы
I	III
Продольные силы инерции массы тележки	N	При ускорении тележки	При ускорении тележки
Вертикальные нагрузки	Статическая сила тяжести кузова брутто и соответствующих элементов тележки		В соответствии с нормами осевой нагрузки	В соответствии с нормами осевой нагрузки
	Вертикальная динамическая нагрузка		Не учитывается	При принимаемом по расчету
	Вертикальная динамическая добавка от продольной силы инерции кузова		При силе удара в автосцепку 3,5 МН	При силе удара в автосцепку 1МН
Боковые нагрузки	Рамная сила	Hp	Не учитывается	По расчету
Внешняя боковая нагрузка	H	Не учитывается	По расчету
Самоуравновешенная нагрузка от вертикальных кососимметричных сил для тележки с жесткой на скручивание рамой		Не учитывается	По расчету

Максимальная вертикальная динамическая нагрузка при движении с расчетной (конструкционной) скоростью определяется соотношением

где – расчетное значение коэффициента вертикальной динамики обрессоренных частей тележки, расчетное значение, для которого проводилось в предыдущих разделах

Вертикальная динамическая добавка от продольной силы инерции кузова, возникающая при ударе в автосцепку, определяется по формуле

, (10.5)

где ; – нормы предельных усилий, принимаемых для I-го и III-го режимов;

и – сила тяжести брутто кузова и вагона в целом соответственно;

– расстояние от опорной плоскости подпятников тележек до центра тяжести кузова;

– база вагона;

– число параллельно нагруженных однотипных деталей в тележке или группе тележек, расположенных под одним концом вагона.

Боковые нагрузки на элементы тележки возникают при движении вагона по кривому участку пути. При этом на переднее (по ходу движения) колесо действует направляющая сила рельса H₁ вызывающая рамную силу H_p, приложенную к буксовому проему боковой рамы. Величина H_p определяется в этом случае формулой

, (10.6)

где – расчетная статическая осевая нагрузка;

– коэффициент горизонтальной динамики;

, (10.7)

где – среднее вероятное значение коэффициента ;

– расчетная вероятность при расчетах на прочность принимается равенство

– коэффициент, учитывающий влияние числа осей в тележке;

– коэффициент, учитывающий тип ходовой части вагона:

– для грузовых вагонах на безлюлечных тележках ;

– для пассажирских и изотермических вагонов на тележках с люлькой соответственно и ;

v – расчетная скорость движения состава, м/сек.

Величина H₁ – направляющей горизонтальной силы, действующей на колесо со стороны рельса, может быть определена по формулам, приведенным ранее для оценки воздействий на колесные пары. Для ориентировочной оценки рамной силы вместо формулы (6) может использоваться приближенное равенство

(10.8)

Величина расчетных вертикальных кососимметричных сил определяется из решения задачи о колебаниях вагона, когда в качестве возмущений принимаются случайные неровности типа перекоса, вызванного неровностями пути, отклонениями высоты и жесткости буксовых пружин от номинальных расчетных значений. Величина соответствующей вертикальной силы определяется по формуле

, (10.9)

где z – вертикальная эквивалентная неровность, приведенная к одному колесу; для приближенных расчетов ;

– поперечная база тележки, м;

– расстояния между кругами катания колес колесной пары; ;

– жесткость буксовых рессор (пружин), приходящаяся на одну буксу;

– жесткость рамы тележки при кососимметричной нагрузке, приходящаяся на ¼ рамы.

К основным деталям тележки относят:

· надрессорные балки;

· соединительные балки;

· рамы тележек;

· детали люлечного подвешивания.