Проект тележки электровоза и расчет основных несущих элементов
3.2 Расчёт листовых рессор
Расчёт рессорного подвешивания и его элементов может иметь две цели.
Во-первых, при выбранных схемах подвешивания рессор и пружин на базе существующего типа электровоза определение прогибов, жёсткостей и напряжений, сравнение их с допускаемыми значениями. Если найденные напряжения меньше допускаемых, расчёты на этом этапе заканчиваются.
Во-вторых, если напряжения окажутся больше допускаемых, необходимо рассчитать рессоры и пружины, которые вследствие их усиления будут отличаться от существующих. Но это отличие должно быть минимальным. Последнее обеспечит монтаж и установку усиленных рессор и пружин в те же габариты и изготовление их из тех же материалов, что и применяемые на эксплуатируемых электровозах.
Показанные на рисунке 2.1 реакции Р на рессоры
, (3.1)
(тс),
где Pсц - давление колесной пары на рельс;
Рнпр - неподрессоренная масса, приходящаяся на одну колёсную пару, которая при опорно-осевом подвешивании двигателя включает в себя массу колёсной пары с буксами, 2/3 массы системы рессорного подвешивания и кожухов зубчатой передачи и половину массы тягового двигателя. В приближенных расчётах можно принять Рнпр=6 тс.
В таблице 3.1 приводятся исходные данные для расчета листовых рессор.
Таблица 3.1 - Исходные данные для листовых рессор
Параметр |
Значение |
|
Расчётная длина, мм |
1400 |
|
Ширина листа, мм |
120 |
|
Толщина листа, мм |
16 |
|
Число коренных листов, мм |
3 |
|
Число наборных листов, мм |
8 |
|
Длина хомута, мм |
140 |
Примечание. Для обеспечения необходимого запаса по допускаемым напряжениям и число наборных листов увеличено на 1 по сравнению с применяемым на современных образцах.
Статический прогиб рессоры
, (3.2)
(мм),
где L - длина рессоры, определяемая точками крепления подвесок;
а - длина хомута;
Е - модуль упругости материала стали 55С2 и 60С2,
кГс/мм2;
nк - число коренных листов;
nн - число наборных листов;
b и h - соответственно ширина и толщина листа.
Жёсткость рессоры
, (3.3)
(кГс/мм).
Напряжение в коренных листах, в МПа, с учетом знака определяется, причём величины L, а, b и h подставляются в см, а P - в кГс.
, (3.4)
(МПа),
в наборных листах
, (3.5)
(МПа).
Положительными считаются напряжения растяжения, отрицательными - сжатия. Полученные значения и необходимо сравнить с допускаемыми значениями
и . (3.6)
Допускаемое напряжение [к] и [н] при расчёте рессоры на статическую нагрузку составляет 600 МПа ( 6000 кГс/см2).